موضوع مقاله: تاریخ رمزنگاری | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # تاریخ رمزنگاری | مقدمه: استفاده از کدها برای به رمز درآون رازها برای نگهداری از آنها را رمزنگاری می‌نامند. | ## بخش 1: تاریخ رمزنگاری | هزاران سال پیش شروع شد و تا دهه‌های اخیر چیزی که به آن رمزنگاری کلاسیک می‌گویند نامیده می‌شد. رمزنگاری کلاسیک متدی از رمگذاری است که در آن تنها از کاغذ و قلم استفاده می‌شد بنابراین بنیان ساده‌ای داشت. در اوایل قرن بیستم با اختراع ماشین‌های پیچیده مکانیکی و الکترومکانیکی مانند انیگما ابزاری کارآمدتر برای رمزنگاری ارائه شد و در ادامه با آمدن الکترونیک و اصول محاسبه اجازه طراحی دقیقی که پیچیدگی بیشتری از پیچیدگی فعلی دارد را داد که بیشتر آنها دیگر نیازمند قلم و کاغذ نبود. توسعه رمزنگاری همزمان با توسعه تحلیل رمزنگاری شد و کشف و کاربرد و شکاندن کدها و متن‌هایی که رمز شده‌اند و تجزیه و تحلیل فرکانس‌ها موضوع تاریخ را تغییر داد. نتیجه تلگرام زیمرمن باعث ورود ایالات متحده آمریکا به جنگ جهانی اول شد، خواندن رمزهای آلمان نازی توسط متفقین به گفته برخی ارزیابی‌ها به اندازه ۲ سال جنگ جهانی دوم را کوتاه کرد. آل‌خلیل در قرن هشتم کتاب پیام‌های گرافیکی رمزنگاری که شامل تمام حالات حروف ترکیب و جایگشت‌های حروف صدا دار و بدون صدای عربی برای اولین بار می‌باشد را نوشت. اختراع تکنیک تحلیل‌های فرکانسی برای شکاندن رمزهای تک حرفی توسط ریاضی‌دان عرب، ال کیندی، حوالی سال ۸۰۰ بزرگترین پیشرفت آنالیز رمزها تا جنگ جهانی دوم است. ال‌کیندی کتابی دربارهٔ رمزنگاری تحت عنوان ریساخ فی الاستخراج معما نوشت که در آن اولین تکنیک رمزنگاری شامل چند روش برای رموز چند حرفی در کنار دسته‌بندی کردن کدها، نوشتار و گفتار عربی و مهم‌تر از همه اولین توضیح دربارهٔ تحلیل فرکانسی را شرح داد. او همچنین متدهای رمزگذاری و تحلیل رمز مشخصی از رمزگذاری و تحلیل آماری نامه‌ها و ترکیبات آنها در عربی را در کتابش مطرح کرد. ابن ادلان (۱۱۸۷–۱۲۶۸)سهم مهمی در یکی از ساده‌ترین نمونه‌های استفاده از تحلیل فرکانسی داشت. در انگلستان اوایل قرون وسطی بین سالهای ۸۰۰ تا ۱۱۰۰، جایگزینی رمزها به عمدتاً توسط کاتبان بعنوان روشی هوشمندانه برای نوشته‌های رمز شده و راه حلی برای معماها استفاده می‌شد. کدها عمدتاً صریح هستند اما گاهی اوقات از روش معمول با پیچیده‌تر کردن و کامل تر کردنشان منحرف می‌شوند. احمد القالقندی (۱۴۱۵–۱۳۳۵ ه‍.ق) Subh al-sha، دائرةالمعارف چهارده جلدی تحت نام صبح العشا نوشت که شامل قسمتی مرتبط با رمزشناسی بود، این اطلاعات به ابن الدوراییم که از ۱۳۱۲ تا ۱۳۶۱ زندگی می‌کرده اما نوشته‌هایش در این رابط از بین رفته‌است نسبت داده شده‌است. لیست کدها در اثر وی شامل هر دو جایگزینی و جابه‌جایی می‌شود و برای اولین بار به یک کد با چند جایگزینی برای هر کلمه متن رمز نشده اشاره کرد. همچنین نمایشگاهی منسوب به ابن الدوراییم و نمونه‌های کار شده رمزنگاری وجود دارد، که شامل استفاده جدول فرکانسی حروف و دسته از حروف که نمی‌توانند کنار هم بیایند هم می‌باشد. اولین نمونه رمز جایگزینی کدهای هم آوا در موردی که توسط دوک مانتوا در اوایل ۱۴۰۰ استفاده شد مشهود است. اساساً تمامی کدگذاری‌ها نسبت به تحلیل فرکانسی تحلیل‌های رمزنگاری تا زمان توسعه کدگذاری چند حرفی آسیب‌پذیر باقی ماندند کما اینکه بعد از آن هم برخی از آن‌ها آسیب‌پذیر باقی ماندند. در حوالی سال ۱۴۶۷ کدهای چند حرفی به‌طور صریح توسط لیون باتیستا آلبرتی توضیح داده شد، برای همین به او پدر رمزشناسی غرب می‌گویند. بلایس د ویگنر رمزنگار فرانسوی یک سیستم چند منظوره طراحی کرد که هم نام او است و رمزگذاری Vigenère نام دارد. | ## بخش 2: تاریخ رمزنگاری | برای مثال در اروپا در زمان رنسانس و پس از آن شهروندهای بسیاری از ایالت‌های ایتالیا شامل ایالت پاپل و کلیسا کاتولیک رومن در قبال تکثیر سریع تکنیک‌های رمزنگاری مسولیت داشتند، که برخی از آن‌ها در پیشرفت رمزنگاری چندحرفی آلبرتی نقش داشتند. کدگذاری پیشرفته حتی بعد از آلبرتی به اندازه زمان مخترعشان پیشرفته نبودند و عموماً شکسته می‌شدند. این خوشبینی بیش از حد ممکن است در رمزنگاری طبیعی باشد برای اینکه آن زمان بوده و هنوز هم باقی‌مانده‌است. رمزنگاری، تحلیل رمزی و عامل خیانت مخفی در نقشه بابینگتون در زمان سلطنت ملکه الیزابت اول حضور داشتند؛ که منجر به اعدام مارو، ملکه اسکاتلندی‌ها شد. رابرت هوک در فصل ارواح در کتاب دکتر دی به اینکه جان دی از استگانوگرافی تریتیمیان استفاده کرده تا ارتباطش با ملکه الیزابتت اول را پنهان کند اشاره کرده‌است. او و خانواده‌اش چیزی را اختراع کردند که کدگذاری اعظم نامیده می‌شود زیرا از اولین باری که از آن استفاده شد تا ۱۸۹۰ حل نشده باقی ماند، یعنی زمانی که تحلیلگر رمزی نظامی فرانسه، اتین بازریس، حلش کرد. پیام کد شده در زمان زمان زندانی ناشناس فرانسوی (the iron mask) یک پیام رمزگذاری شده کورسویی متأسفانه غیرقطعی بر هویت آن زندانی که اگر واقعی باشد، فردی افسانه‌ای (خارق‌العاده) و ناکام است تابانده‌است. در خارج از اروپا بعد از آنکه مغول‌ها دوران طلایی اسلامی را به پایان رساندند، رمزنگاری تقریباً پیشرفتی نکرد. در ژاپن رمزنگاری تا حوالی ۱۵۱۰ استفاده‌ای از رمزنگاری نشد و تکنیک‌های پیشرفته تا زمان گشوده شدن کشور به غرب در ۱۸۶۰ شناخته نمی‌شد. در جنگ جهانی دوم، ماشین‌های رمزگذاری مکانیکی و الکترومکانیکی کاربرد گسترده‌ای داشتند، البته درحالیکه چنین دستگاه‌هایی در عمل بلا استفاده بودند کتاب‌های کد و سیستم‌های دستی استفاده می‌شدند. اطلاعات محرمانهٔ این دوره همراه با به پایان رسیدن دورهٔ پنجاه سالهٔ رازداری بریتانیایی شروع به طبقه‌بندی شدن کرد. همان‌طور که آرشیوهای آمریکا به آرامی باز شدند و مجموعه مقالات و خاطرات ظهور پیدا کردند. آلمان آلمانی‌ها در چند حالت از نوعی ماشین روتور الکترومکانیکی استفادهٔ زیاد کردند که انیگما نام داشت. ریاضیدان، ماریان رجوسکی، در دفتر رمز لهستان در دسامبر ۱۹۳۲ با استفاده از ریاضیات و مستندات محدود که توسط کاپیتان گوستاو برتراند از اطلاعات فرانسه تأمین شده بود ساختار معمای ارتش آلمان را دریافت. از نظر تاریخدان، دیوید کاهن، این بزرگترین دستیابی به موفقیت در حوزهٔ رمزنگاری در هزار سال اخیر یا بیشتر بوده‌است. رجوسکی و همکاران او در دفتر رمزنگاری ریاضی، جرزی رزیسکی و هانریک زیگلاسکی به خواندن معما و هماهنگ بودن با تکامل اجزای ماشین ارتش آلمان و پروسه‌های رمزنگاریشان ادامه دادند. دفتر رمزنگاری، بنابر دستورالعمل عمومی اعضا لهستانی‌ها در ۲۵ ژوئیه ۱۹۳۹ در ورشو، نمایندگان نیروی اطلاعات فرانسوی و بریتانیایی هارا با رازهای معمای رمزگشایی آشنا کرد. کمی بعد از سلطهٔ آلمان بر لهستان در یک سپتامبر ۱۹۳۹، دفتر رمزگشایی جنوب شرقی تخلیه شد؛ در ۱۷ سپتامبر زمانی که نیروهای اتحاد جماهیر شوروی لهستان را از شرق مورد حمله قرار دادند، آنها به رومانی برخورد کردند. در پی سی برونو نزدیک پاریس آنها با همکاری با رمزنگارهای بریتانیایی در بلچلی پارک به شکستن معما ادامه دادند. | ## بخش 3: تاریخ رمزنگاری | در زمان مقرر رمزنگارهای بریتانیایی- که درجات آنها شامل تعداد زیادی از استادان شطرنج و دون‌های ریاضی همچون گوردون ولشمن، مکس نیومن، و الن تورینگ (بنیانگذار مفهومی محاسبات مدرن) می‌شد- به‌طور قابل ملاحظه ای باعث پیشرفت مقیاس و تکنولوژی رمزگشایی انیگما شدند. رمزگشایی آلمانی هم در جنگ جهانی دوم به خصوص با شکستن رمز نوال سایفر سوم پیشرفت‌هایی داشت. این تنها اطلاعات بود که توانست نیروی دریایی را قانع کند تا در ژوئن ۱۹۴۳ کدهایشان را عوض کنند. در پایان جنگ جهانی دوم، در ۱۹ آوریل ۱۹۴۵، به مأموران عالی مرتبهٔ ارتش بریتانیا گفته شد که آنها هرگز نمی‌توانند شکسته شدن رمز آلمانی هارا فاش کنند چراکه باعث می‌شد به دشمن مغلوب شده این فرصت داده شود تا بگویند که ما به خوبی و با عدالت شکست نخوردیم. بلچلی پارک، فیش سایفرز و مکس نیومن و همکارانی که هیث رابینسون را طراحی و قرار داده بودند و اولین کامپیوتر دیجیتال قابل برنامه‌نویسی دنیا را به کار گرفت تا برای رمزنگاری به کمکش بیایند. دفتر امور خارجه آلمان شروع به استفاده از one-time pad در سال ۱۹۱۹ کرد که برخی از این ترافیک در جنگ جهانی دوم به‌طور جزئی در نتیجهٔ که برخی از مواد کلیدی در آمریکای جنوبی بدون دقت کافی توسط آلمانی‌ها از بین رفته بود. ژاپن یک ارتش آمریکایی ،SIS، توانست تا قویترین سیستم رمزنگاری دیپلماتیک آلمان را بشکند (یک ماشین الکترومکانیکی به نام Purple توسط آمریکایی‌ها) در سال ۱۹۴۰ قبل از آنکه جنگ جهانی دوم آغاز شود. نیروی دریایی و ارتش ژاپن بعدتر همراه با یک افزودنی عددی جداگانه به‌طور گسترده از سیستم‌های کتاب رمز استفاده می‌کردند. رمزنگارهای نیروی دریایی آمریکا (همراه با همکاری رمزنگارهای بریتانیایی و هلندی بعد از ۱۹۴۰) به سیستم‌های رمزی متعدد نیروی دریایی ژاپن حمله کردند. حمله به داخل یکی از آن‌ها یعنی JN-25 منجر به پیروزی آمریکا در جنگ نیمهٔ راه به‌طور مشهوری شد و انتشار پیداکردن این حقیقت در تریبون شیکاگو کمی بعد از جنگ شد درحالی که به نظر می‌رسد ژاپنی‌ها متوجه نشدند چرا که به ادامهٔ استفاده از این سیستم پرداختند. متحدان آمریکایی‌ها از ظرفیتی که از تحلیل رمزنگاری ناشی می‌شد-احتمالاً به خصوص از آن که از دستگاه پرپل گرفته می‌شد- با نام جادو یاد می‌کنند. بریتانیایی‌ها درنهایت به درجهٔ اولترا در هوش رسیدند که از تحلیل رمزنگاری ناشی شده‌است به‌طور خاص از ترافیک پیام‌هایی که توسط معماهای گوناگون محافظت می‌شد. اصطلاح قدیمی تر کلمهٔ اولترا، "boniface "بوده‌است که تلاش می‌کند تا بفهماند که در صورت خیانت، می‌تواند یک مأمور منحصر به فرد منبع آن باشد. دستگاه‌های رمز متحد شده که در جنگ جهانی دوم استفاده می‌شد شامل TypeX بریتانیایی و SIGABA آمریکایی هردو طراحی‌های روتور الکترومکانیکی شبیه به ماهیت کدگذاری بودند هرچند با پیشرفت‌های بزرگ. لهستانی‌ها از دستگاه Lacida استفاده می‌کردند ولی امنیت آن کمتر از مقدار خواسته شده می‌باشد و استفاده از آن دیگر ادامه پیدا نکرد. نیروهای آمریکا در میدان از خانوادهٔ M-209 و M-94 که کمتر امن می‌باشد استفاده می‌کردند. مامورهای برتانیایی در ابتدا از رمزهای شعری استفاده می‌کردند (شعرهای حفظ شده کلید رمزنگاری/رمزگشایی) بودند؛ ولی به مرور زمان در جنگ آن‌ها شروع کردند به تغییر کردن به سمت one-time-pad‌ها. نقش زنان بریتانیا و آمریکا تعداد بسیار زیادی از زنان را برای عملیات‌های رمزگشایی استخدام می‌کردند، با عددی نزدیک به ۷۰۰۰ نفر که توسط bletchley Park گزارش شده و ۱۱۰۰۰ در عملیات‌های جداگانهٔ ارتش و نیروی دریایی آمریکا در کنار پایتخت یعنی واشینگتن. به‌طور سنتی در ژاپن و بین نازی‌ها زنان از کار جنگ معاف بودند، حداقل تا پایان جنگ. | ## جمع‌بندی | حتی بعد از آنکه سیستم‌های رمزنگاری شکسته شدند مقادیر زیادی کار لازم بود تا جوابگوی تغییرات ایجاد شده باشد و کلید تنظیمات روزانه برای شبکه‌های مختلف را احیا کند و مقدار بسیار زیاد پیام‌های دشمنان را در این جنگ جهانی ترجمه و اولویت بندی و تحلیل کند.