Mật mã Caesar
Lịch sử và ứng dụng

Mật mã Caesar được đặt theo tên của Julius Caesar. Theo Suetonius, Caesar đã sử dụng dạng mã hóa này với phép dịch chuyển 3 vị trí (A trở thành D khi mã hóa và D trở thành A khi giải mã) để bảo vệ các thông điệp có ý nghĩa quân sự. Dù rằng theo các ghi chép, Caesar là người đầu tiên áp dụng mật mã Caesar, người ta còn biết tới các loại mật mã thay thế khác được dùng từ trước đó nữa.
"Nếu có điều gì bí mật muốn nói, ông viết chúng bằng mật mã. Bằng việc thay đổi thứ tự bảng chữ cái, ông khiến người khác nghĩ rằng những ký tự ấy là không thể đọc được. Nếu ai đó muốn giải mật mã để lấy nghĩa của thông điệp, họ phải dịch chuyển từ chữ cái thứ tư, ấy là D và thay bằng chữ A, và cứ thế tiếp tục với các chữ cái khác."

— Suetonius, Cuộc đời Julius Caesar 56
Cháu trai Caesar là Augustus cũng sử dụng mật mã, nhưng bằng cách sử dụng ký tự thay thế nằm ngay bên phải, và không quay ngược lại đầu bảng chữ cái:
"Bất cứ khi nào viết mật mã, ông sẽ thay chữ B cho chữ A, C cho B và các chữ cái còn lại theo cùng một nguyên tắc, riêng với chữ Z thì sử dụng AA để thay thế."

— Suetonius, Cuộc đời Augustus 88
Có bằng chứng cho thấy Julius Caesar đã sử dụng các bộ mã phức tạp hơn, một tác gia có tên Aulus Gellius từng đề cập tới một chuyên luận (hiện đã thất lạc) về mật mã của Caesar:
"Thậm chí còn có một chuyên luận khá tài tình của nhà ngữ pháp Probus, liên quan đến ý nghĩa bí mật của các chữ cái trong những bức thư tín của Caesar."

—  Aulus Gellius, Attic Nights 17.9.1–5
Không thể đánh giá chính xác mức độ hiệu quả của mật mã Caesar vào thời điểm đó, nhưng có thể nó đã mang lại sức bảo mật đáng kể, đặc biệt là vì hầu hết kẻ thù của Caesar đều mù chữ và số còn lại thì cho là các thông điệp được viết bằng một thứ ngoại ngữ không xác định. Lúc này, vẫn chưa có bất cứ ghi chép nào về kỹ thuật phá giải các loại mật mã thay thế đơn giản. Những bằng chứng sớm nhất còn sót lại về phương pháp thám mã Caesar có niên đại từ khoảng thế kỷ thứ 9, đó là các công trình của Al-Kindi trong thế giới Ả Rập, với việc khám phá ra phương pháp phân tích tần suất.
Mật mã Caesar với phép dịch chuyển một vị trí được sử dụng ở mặt sau của mezuzah để mã hóa tên của Chúa. Đây có thể là vật được lưu giữ từ trước khi người Do Thái không được phép có mezuzah. Bản thân các chữ cái của mật mã đã chứa đựng "tên vị thần" mang ý nghĩa tôn giáo mà tín ngưỡng Do Thái giáo chính thống cho là có thể kiểm soát được các thế lực quỷ dữ.
Vào thế kỷ 19, phần quảng cáo cá nhân trên các tờ báo đôi khi là nơi người ta sử dụng để trao đổi những thông điệp mã hóa, sử dụng các bộ mã đơn giản. Kahn (1967) mô tả về các trường hợp mà những cặp đôi tham gia đối đáp bí mật với nhau bằng cách dùng mật mã Caesar trên tờ The Times. Ngay cả vào cuối năm 1915, mật mã Caesar vẫn được sử dụng khi quân đội Nga thay thế nó cho những dạng mật mã phức tạp hơn, vốn tỏ ra quá khó đối với họ; thế nhưng các nhà phân tích mật mã người Áo và người Đức lại rất dễ dàng phá giải các tin nhắn mã hóa của quân đội Nga.
Ngày nay, chúng ta có thể tìm thấy mật mã Caesar trong các trò chơi dành cho trẻ em, chẳng hạn như vòng giải mã bí mật. Thuật toán ROT13 là một mật mã Caesar với độ dịch chuyển 13, nó được sử dụng để làm xáo trộn các văn bản được tìm thấy trên Usenet và dùng để che mờ đoạn văn (như đoạn cuối của câu chuyện cười hay phần tiết lộ nội dung câu chuyện), nhưng không được dùng như một phương pháp mã hóa nghiêm túc.
Mật mã Vigenère sử dụng mật mã Caesar với độ dịch chuyển khác nhau tại mỗi vị trí trong văn bản; giá trị của mỗi khóa mã được xác định bằng một từ khóa lặp lại. Nếu từ khóa có dung lượng bằng tin nhắn, được chọn ngẫu nhiên, không bị người khác biết đến và không bao giờ được sử dụng lại, thì đây là dạng mật mã một lần, được chứng minh là không thể phá giải. Điều kiện trên khó tới mức gần như không bao giờ đạt được. Những từ khóa ngắn hơn tin nhắn (ví dụ: "Complete Victory" được Liên minh miền Nam sử dụng trong Nội chiến Hoa Kỳ), tạo ra một dạng mật mã tuần hoàn có thể phá giải bằng cách thực hiện phân tích tần suất với thống kê nâng cao.
Tháng 4 năm 2006, trùm Mafia Bernardo Provenzano bị bắt ở Sicilia khi đang trên đường chạy trốn, một phần vì các thông điệp bị phá giải của ông ta được viết bằng một biến thể vụng về của mật mã Caesar. Mật mã của Provenzano sử dụng các con số, trong đó "A" được viết là "4", "B" là "5"...
Năm 2011, Rajib Karim bị kết án ở Vương quốc Anh về "tội khủng bố" sau khi sử dụng mật mã Caesar để liên lạc với các nhà hoạt động Hồi giáo Bangladesh, thảo luận về âm mưu làm nổ máy bay hoặc phá vỡ mạng công nghệ thông tin của British Airways. Mặc dù các bên có quyền tiếp cận các kỹ thuật mã hóa tốt hơn nhiều (bản thân Karim đã sử dụng PGP để lưu trữ dữ liệu trên đĩa máy tính), nhưng họ vẫn chọn bộ mã của riêng mình (được triển khai trên Microsoft Excel), khước từ một bộ mã phức tạp hơn có tên Mujahedeen Secrets, "bởi vì các 'kaffir' hay những kẻ ngoại đạo biết về nó, nên sẽ kém bảo mật hơn". Suy nghĩ trên khiến họ tạo một trình ứng dụng an ninh qua trạng thái mập mờ.