Још од давнина када су људи почели да пишу, појавила се потреба да неке записане информације остану тајне. Осмишљавањем техника којим би се сакриле записане информације родила се нова научна дисциплика – криптографија. Криптографија је научна дисциплина која се бави развојем система за шифровање информација. Реч криптографија настала је од грчик речи kryptós (скривен, тајна) и graphein (писати).
Основни задатак криптографије је да обезбеди поверљивост, интегритет и доступност информација. Поверљивост (Confidentiality) подразумева спречавање неовлашћеног приступа информацијама. Интегритет (Integrity) подразумева спречавање неовлашћене измене информација. Доступност (Availability) подразумева сталну доступност информација овлашћеним ентитетима. Ова три задатка популарно се називају CIA тројство (где је CIA скраћеница за Confidentiality, Integrity, Authentication, а не за америчку обавештајну агенцију Central Intelligence Agency).
У почетку, криптографија се користила првенствено у војне сврхе. У спартанској војсци, 650 година пре нове ере, користила са скитала – трака обавијена око штапа по којој се писала порука. Када се трака одмота, слова су испремештана и видљив је неразумљив текст. На пример, ако би написали ШКОЛСКИЦЕНТАРНИКОЛАТЕСЛА у четири реда скитале, по 6 карактера у сваком реду
Ш К О Л С К
И Ц Е Н Т А
Р Н И К О Л
А Т Е С Л А
и одмотали скиталу, видљив текст био би ШИРАКЦНТОЕИЕЛНКССТОЛКАЛА.
Један од великих војсковођа који је користио шифроване поруке био је Јулије Цезар, 50 година пре нове ере. Када је Цезар слао поруке својим војсковођама, он је те поруке шифровао тако што су слова у тексту била померана за одређени број места у алфабету. Примаоци поруке могли су да је дешифрују јер су знали који је то број – остали су видели само гомилу неразумљивог текста. На пример, ако би написали НИКОЛАТЕСЛА и свако слово у поруци померили три места у десно
А Б В Г Д Ђ Е Ж З И Ј К Л Љ М Н Њ О П Р С Т Ћ У Ф Х Ц Ч Џ Ш
Ч Џ Ш А Б В Г Д Ђ Е Ж З И Ј К Л Љ М Н Њ О П Р С Т Ћ У Ф Х Ц
слово Н постало би Л, слово И постало би Е… и резултат померања била би шифрована порука ЛЕЗМИЧПГОИЧ. С друге стране, ако би свако слово у добијеној речи померили три места у лево
Ч Џ Ш А Б В Г Д Ђ Е Ж З И Ј К Л Љ М Н Њ О П Р С Т Ћ У Ф Х Ц
А Б В Г Д Ђ Е Ж З И Ј К Л Љ М Н Њ О П Р С Т Ћ У Ф Х Ц Ч Џ Ш
резултат померања била би дешифрована порука НИКОЛАТЕСЛА.
Стеганографија, научна дисциплина која се бави сакривањем постојања поруке, такође је први пут евидентирана у древној Грчкој. Из списа Херодота, око 500 година пре нове ере, видимо пример тетовирања поруке на обријаној глави роба која се не види испод свеже израсле косе. Савременији примери стеганографије укључују употребу невидљивог мастила, водених жигова итд.
У Индији 2000 година стари списи говоре о два типа шифровања – први тип је заснована на замени слова на основу њихових фонетских односа (нпр. самогласници постају сугласници), а друга на шифрованом алфабету упаривањем слова и употребом реципрочних слова. У Персији, данашњем Ирану, такође су постојала два типа шифровања – први краљевски скрипт коришћен је за званичну коресподенцију у краљевству, а други за комуникацију са осталим државама.
Прву књигу о криптографији под називом „Књига криптографских порука” написао је арапски филозоф Ал-Кхалил (717–786) у којој се по први пут користе пермутације и комбинације за попис свих арапских речи са и без самогласника. Међутим, поруке добијене класичним методама шифровања откривају статистичке податке о оригиналној поруци, а ти подаци се често могу злоупотребити за разбијање шифара. Након открића анализе фреквенција појаве слова у поруци, арапски математичар Ал-Киндија је у деветом веку написао књигу „Рукопис за дешифровање криптографских порука”, у којој је први пут описана употреба техника фреквенцијске анализе. Криптоанализа је научна дисциплина која изучава методе “разбијања” криптографских система. Реч криптоанализа настала је од грчик речи kryptós (скривен, тајна) и analýein (анализа).
Прву познату расправу о криптографији написао је на 25 страница италијански архитекта Леоне Батиста Алберти 1467. године. Он је такође творац шифрарског круга и других решења двоструког прикривања текста. Пола века након тога, у пет свезака објављено је дело Јоханеса Тритхемуса из подручја криптографије. У XVI веку значајан допринос дају милански доктор Ђироламо Кардано, математичар Батисто Порта и француски дипломата Блеис де Вигенер.
У XIX веку дошло се до закључка да се у криптографији не сме ослањати на тајност алгоритама за шифровање, већ на тајност кључа. Тајност кључа сама по себи мора бити довољна да се шифрована порука не може разбити. Ово је постао један од основних принципа криптографије записан 1883. од стране Августа Керкофа (Керкохов принцип). Отвореније, то је поновио и Клод Шенон, творац Теорије информација и основа теоријске криптографије, као Шенонов Максим: „непријатељ познаје систем“.
Током другог светског рата немци су направили машину названу Енигма која је шифровала поруке на до тада још невиђен начин. Међутим, ма колико је она у то време била револуциона, савезници су криптоанализом успели да разбију криптографски систем Енигме.
Криптографија и криптоанализа су научне дисциплине криптологије. Криптологија је наука која се бави различитим аспектима сигурности информација. Реч криптологија настала је од грчик речи kryptós (скривен, тајна) и logos (наука).
Након другог светског рата, развојем информационих технологија, криптологија и њене научне дисциплине постале су изузетно важне и константно се развијају. Савремени рачунари могу великим брзинама разбити примитивне криптографске алгоритме, па због тога криптографски алгоритми постају све комплекснији. Квантна криптографија ће вероватно у скоријој будућности представљати основ за заштиту информација. Квантна криптографија настала је као последица открића у области квантног рачунарства. Она се заснива на једном од основних принципа квантне физике: Хајзенберговом принципу неодређености. С друге стране, квантна криптоанализа може да представља велику опасност по сигурност информација за све криптографске алгоритме које данас користимо.
Значај криптологије у савременом друштву је огроман: приватност електронске комуникације омогућена је криптографским системима; целокупно пословање које се данас обавља електронски (eCommerce), било у приватном или јавном сектору, не би било могуће без постојања поузданих криптографских система; постојање и употреба криптовалута заснована је на критпографским системима; у појединим државама се чак и избори и бројање гласова бирача имплементирају електронским путем уз помоћ криптографских система.
У примерима изнад могли смо да уочимо да са једне стране пошиљалац на одређени начин шифрује поруку, а с друге стране прималац шифровану поруку дешифрује. Између њих може да постоји неко ко покушава да разбије шифру како би дошао до оригиналне поруке. За све наведене радње у криптологији користимо одређене термине:
- Отворени текст (plaintext) представља поруку која треба да се заштити.
- Шифровање (encryption) представља скуп операција којом се отворени текст трансформише у шифрат (шифрован, неразумљив текст).
- Алгоритам шифровања представља скуп правила која се користи за шифровање отвореног текста.
- Шифрат (ciphertext) представља резултат шифровања.
- Резултат извршавања алгоритма шифровања зависи од вредности кључа (key).
- Дешифровање (decryption) представља скуп операција којом се шифрат трансформише у отворени текст.
- Алгоритам дешифровања представља скуп правила која се користи за дешифровање шифрата.
- Резултат извршавања алгоритма дешифровања зависи од вредности кључа (key).
