Kroz celu povijest čovečanstva postojala je potreba za sigurnom razmenom informacija. Problemom sigurne komunikacije bavili su se već Egipćani i Indijci pre više od 3000 godina i od tada do danas osnovna ideja se nije promenila – preneti neku poruku s jednog mesta na drugo što je sigurnije moguće, tj. napraviti algoritam koji bi omogućio skrivanje originalne poruke tako da bude potpuno ( u idealnom slučaju ) nerazumljiva osobama koje bi neovlašceno došle u njen posed.

Tokom stoleća, kriptografija se razvijala i koristila kao alat u zaštiti informacija, naročito u vojnim, diplomatskim i državnim komunikacijama uopšte. Imala je dugu i fascinantnu istoriju uspona i padova dosežući čak i do odlučujućih uloga u ishodima ratova. Najbolji primer za to je dešifrovanje Nemačke Enigma mašine u Drugom svetskom ratu. Javni interes za kriptografiju dramatično je porastao uvodjenjem tzv. kriptografije javnih ključeva u 1976. god., tj. asimetičnih algoritama za očuvanje bezbednosti informacija, čime se dobila mogućnost postizanja tajnosti informacija bez prethodne razmene tajnog ključa putem sigurnog komunikacionog kanala.

No, u davna vremena se nisu koristili složeni matematički algoritmi za skrivanje teksta poruke, već su se koristili alternativni jezici. Pod time se smatra upotreba jezika koji je poznat samo malom broju odabranih ljudi, upotreba slikovitih aluzija ili žargona koji imaju preneseno značenje. Razvoj složenijih metoda sigurne komunikacije počeo je tek razvojem pisma, što je omogućilo da se bilo koja informacija prikaže određenim brojem znakova koji bi, nakon upotrebe određenog ključa, formirali ponovo početnu poruku.

Još je moralo proći puno vremena dok ljudi nisu shvatili da se slova mogu prikazati drugim simbolima. Neki od primjera takvih kodova su Morseov kod i Braille-ovo pismo a u računarskoj tehnici ASCII.

          Osnovni pojam u kriptografiji je algoritam. Stoga se postavlja pitanje što je algoritam. Prema definiciji algoritam je jasno utvrđen postupak za dostizanje konačnog cilja. Glavni dio ove definicije čine riječi jasno utvrđen. Algoritam ne smije ovisiti o subjektivnom tumačenju, niti zahtijevati intuiciju ili kreativnost – svaki korak mora biti precizno definiran. Iako računarstvo nije jedina disciplina koja se bavi algoritmima, algoritmi i računarstvo su nerazdvojivo povezani jedno s drugim jer teško da će računalo išta raditi bez kvalitetnih algoritama, dok u nekim drugim područijima znanosti postupak nije potrebno toliko precizno opisati da bi zaslužio naziv algoritma. Jedan od najpoznatijih algoritama je Euklidov algoritam za računanje najveće zajedničke mjere dvaju brojeva.

          Novi vijek donosi veliki zamah znanosti pa i matematike. Iznalaze se sve jači algoritmi koji rješavaju sve općenitije probleme. Veliki san i nadu matematike izrazio je njemački matematičar i filozof Gottfried Wilhelm Leibniz na prijelasku u 18. stoljeće: cilj je pronaći algoritam nad algoritmima, koji rješava sve matematičke i ( po Leibnizu ) filozofske probleme; otkriće takvog algoritma značilo bi vrhunac, pa možda i sam kraj matematike. No, 1936. američki matematičar Alonzo Church dokazao je da takvog algoritma nema. Vremenom, mnogi su problemi identificirani kao algoritamski nerješivi. To znači da nam uz svaki algoritam ostaju instance koje moramo rješavati na drugi način.

          Algoritmi koji se često rabe u računarstvu pokazuju dovoljnu srodnost da ih se i dalje može razmatrati zajedno. Njihov je jezik matematički, a disciplina koja traži i ocjenjuje algoritme ponekad se naziva algoritmika. Nije lako pokazati da neki algoritam rješava zadani problem – za to su često potrebne precizne matematičke metode i složeni dokazi. Naprotiv, ako algoritam nije dobar, da bi to dokazali dovoljno je pronaći jednu instancu za koju ne daje traženi rezultat.

          Često se otežava traženje algoritama dodatnim zahtjevima na algoritam kao što je izvršavanje na računalima sa malo memorije ili primjeni u programskim jezicima koji ne podržavaju strukture podataka potrebne za njegovo izvršavanje.

          Algoritam je bolji što je općenitiji problem koji rješava. Algoritam koji rješava općenitiji problem nazivamo jačim algoritmom. No, postoji još jedan detalj – algoritam je ljepši ako koristi slabija sredstva za isti rezultat.  Nerijetko za dani problem postoji više algoritama te si tada možemo dozvoliti da među njima tražimo najbolji. Najbolji algoritam je onaj koji nas do cilja dovodi u najkraćem vremenu ili koji zahtijeva manje memorije ( ovaj drugi problem je danas manje bitan – puno je bitniji faktor brzina izvođenja ).

          Kriptografija je bila i ostala za većinu ljudi mistična znanost. U prošlosti se stoga često povezivala sa crnom magijom, demonima i zlim silama. Nije točno utvrđeno gdje su stvarni počeci kriptografije, ali je jedna od prvih poznatih praktičnih primjena oko 2000. god. pr. Kr. u Egiptu, gdje su hijeroglifi rabljeni za ukrašavanje grobnica preminulih vladara. Ti su hijeroglifi opisivali život kraljeva i veličali uspjehe za vrijeme njihove vladavine. Oni su bili kriptirani sa svrhom ne da se sakrije tekst, već da bi se tekst učinio važnim i dostojnim kralja. No, prolaskom vremena, ti su zapisi postajali sve kompliciraniji, pa se na kraju prestalo koristiti takvo zapisivanje.

Stari Kinezi su koristili ideografsku prirodu svog jezika za sakrivanje pravog značenja riječi. Poruke su često bile transformirane u ideograme ( ideogram - poruka prenesenog značenja, pravo značenje zna samo primaoc poruke ) u svrhu privatnosti, no nema pouzdanih podataka da li su koristili kriptiranje u svojim ranijim vojnim osvajanjima.

Kriptografija je bila često korištena u staroj Indiji gdje je vlada koristila tajne šifre za komunikaciju sa svojim špijunima diljem zemlje. Rane indijske šifre su se uglavnom zasnivale na jednostavnoj supstituciji, često na osnovu fonetike. Neke od tih šifri su se rabile u govoru ili kao govor znakova. To je prilično slično "svinjskom latinskom" ( engl. pig latin ) - igpay atinlay, gdje se prvi slog stavlja na kraj riječi i dodaje se slog "ay".

Kriptografska povijest Mezopotamije je slična onoj Egipta, u smislu da su se i ovdje koristili znakovi ( klinasto pismo ) za šifiranje teksta. Tehnika takvog zapisivanja se koristila i u kulturama Asiraca i Babilonaca.

U srednjem vijeku dolazi do napretka kriptografije zbog potrebe većine europskih država za sigurnom međusobnom komunikacijom, a još više za sigurnom komunikacijom između veleposlanstava. Do prvog većeg napretka dolazi u Italiji, konkretno u Veneciji koja 1452. osniva državnu instituciju čija je jedina namjena bila kriptografija.

Leon Battista Alberti je poznat kao otac zapadne kriptologije dijelom i zbog svog izuma polialfabetne supstitucije ( bilo koja tehnika šifriranja koja dopušta da više različitih znakova u kriptiranom tekstu predstavlja jedan znak jasnog teksta ). Primjena

te metode značajno otežava dešifriranje primjenom metode analize frekvencije pojavljivanja znakova.

Značajan pomak naprijed čini njemački fratar Trithemius koji 1518. izdaje  seriju od šest knjiga pod naslovom Polygraphia, gdje u petoj knjizi razvija tablicu koja je ponavljala u svakom redu cijelu abecedu, samo što je abeceda u svakom slijedećem redu bila ciklički pomaknuta za jedan znak udesno. Da bi se poruka šifrirala, prvo slovo poruke se kodiralo prvim retkom tablice, drugo drugim, itd. Takva metoda proizvodi šifriranu poruku u kojoj su sve raspoložive šifre iskorištene prije nego što su ponovljene.

1553. Giovanni Battista Belaso unaprijeđuje ovu tehniku upotrebom ključne riječi koja se zapisuje iznad originalnog teksta, i to tako da svako slovo ključa stoji iznad jednog slova originalnog teksta. Ključna riječ se ponovno piše iznad svake riječi originalnog teksta. Slovo ključne riječi koje je iznad slova jasnog teksta određuje redak iz Trithemiusove tablice kojim ćemo šifiriati to slovo. Dakle, ako je slovo u jasnom tekstu b, a iznad njega je slovo ključne riječi r, za šifriranje slova b ćemo koristiti redak u Trithemiusovoj tablici koji počinje sa r.

Najpoznatiji kriptograf ovog vremena bio je Blaise de Vegnere (1523 .- 1596.) koji je 1585. godine napisao Tracte des Chiffres, djelo u kojem je upotrijebio Trithemiusovu tablicu, ali je promijenio način njene upotrebe. Jedna od njegovih metoda koristila je originalni tekst kao ključ za šifriranje samog sebe, druge su koristile šifirani tekst kao ključ. Način na koji se rabe ključevi je poznat kao raspoređivanje ključeva, i on je integralni dio DES algoritma.

U ovo doba se u Francuskoj već mnogo ljudi bavi kriptografijom, pa vlada osniva zajednički ured pod nazivom Cabinet Noir ( hrv. Mračni ured ) kojem je bio cilj izrada sigurnih šifri, a još više probijanje suparničkih.

Do početka 18. stoljeća Mračni uredi su bili uobičajeni u Europi ( najpoznatiji bio u Beču - zvao se Geheime Kabinets – Kanzlei ). Ova se organizacija bavila proučavanjem sve pošte koja je stizala stranim veleposlanstvima u Beču, kopirala ih, ponovno zatvorila i vratila u poštanski ured isto jutro. Taj isti ured se bavio dešifiranjem i ostalih presretnutih vojnih i političkih poruka, a katkad bi pročitao i do 100 pisama dnevno. Sličnu  i zapaženu ulogu ima i engleski Mračni ured.

U kolonijama europskih velesila nije bilo centralizirane kriptografske organizacije kao što je to u Europi bio Mračni ured. Dešifriranjem su se uglavnom bavili zainteresirani pojedinci i svećenstvo.

1844., nakon izuma telegrafa, dolazi do naglih promjena na području razvoja kriptografije – komuniciranje telegrafom bilo je vrlo nesigurno te su kvalitetne šifre postale nužnost pri prijenosu tajnih informacija, osobito u vrijeme rata, te je bila potrebna kratka, jednostavna i pouzdna šifra za, sada moguću, direktnu komunikaciju vrhovnog zapovjednika i podređenih časnika. U početku se koristila Vigenereova šifra sa kratkom ponavljajućom ključnom riječi, ali je 1863. Francuz Friedrich W. Kasiski otkrio rješenje za razbijanje svih periodičnih poliafabetnih šifri, koje su do tada smatrane neprobojnima. Stoga je počeo ubrzani rad na novoj šifri.

Mračni uredi u Europi još postoje i uspješno djeluju, osobito u razbijanju  američkih šifri, ali kako su ratovi prestali, njihova se korisnost smanjivala, da bi na kraju bili raspušteni do 1850.

Početak 20. stoljeća obilježilo je iščekivanje neumitnog ratnog sukoba, te se u sklopu ratnih priprema ulažu velika sredstva i u kriptoanalizu. Najveći pomak naprijed napravila je Engleska koja je u vrijeme početka rata bila u mogućnosti probiti većinu neprijateljskih šifri ( najveći uspjesi su postignuti u razbijanju njemačkih mornaričkih šifri - probijanje tih šifri je bilo znatno olakšano jer su Nijemci često za ključeve koristili riječi sa političkog ili nacionalističkog karaktera, mijenjali ključeve u pravilnim razmacima, odavali lako uočljive znakove da su promijenili šifre, itd. ). Osim Engleza, presretanje radio poruka intenzivno su se bavili i Francuzi i Amerikanci.

Ključ:  ABCDE FGH IJKL MNO PQRST UVW XYZ

                     ----------- ------ ------ ------- ----------  ------- ------

                     $7+Q@  ?)/   2X3:   !8J    9%6*&  15=    (;4

          Originalna poruka: OS SEMINAR

          Kriptirana poruka:  J*  *@!28$6

Ovaj jednostavni postupak naziva se supstitucija i koristi se od najranijih vremena.

Kriptografski algoritmi predstavljaju matematičke funkcije koje se koriste za šifrovanje i/ili dešifrovanje, a mogu biti:

1. Ograničeni algoritmi: bezbednost se zasniva na tajnosti algoritma,

2. Algoritmi zasnovani na ključu: bezbednost se zasniva na ključevima, a ne na detaljima algoritma koji se može publikovati i analizirati (algoritam je javno poznat, a ključ se čuva tajnim).

Kriptografski algoritmi zasnovani na ključu dele se na

1.simetrične (često se nazivaju i konvencionalnim)

2. asimetrične .

Prvi koriste isti tajni ključ za enkripciju i dekripciju (shared secretkey cryptography)

Drugi se baziraju na korišćenju različitih ključeva za enkripciju i dekripciju, od kojih je jedan javni i poznat svima, a drugi tajni i poznat samo jednom od učesnika u komunikaciji (public key cryptography).

Kod simetrične kriptografije postupak enkripcije i dekripcije zasniva se na dve matematički srodne funkcije:

Enkripciona funkcija E, na osnovu ključa k i ulazne poruke m, kreira zaštićenu poruku c. Dekripciona funkcija D, na osnovu istog ključa k i zaštićene poruke c, restaurira originalnu poruku m.

Proces enkripcije i dekripcije se kod ovih algoritma takodje zasniva na dve funkcije – imamo enkripcionu funkciju E i dekripcionu funkciju D. One ponovo manipulišu originalnom porukom m, odnosno zaštićenom porukom c, ali se ovog puta za enkripciju i dekripciju koriste dva ključa - jedan za enkripciju (ključe), a drugi za dekripciju (ključd). Jedan od ovih ključeva se naziva javni ključ (public key) i poznat je svima, a drugi se zove privatni ključ (private key), i poznat je samo jednoj strani

U današnjim modernim enkripcionim sistemima koristi se i simetričnu i asimetričnu kriptografiju za postizanje potrebnog nivoa zaštite informacija najpre se asimetričnom kriptografijom razmeniti tajni ključ za ostvarivanje simetrične kriptografije, koja se kasnije koristiti za prenos velike količine podataka.

Još od razdoblja devetnaestog veka financijske ustanove koristile su se kriptografijom za zaštitu prenosa novca, no i tada je kriptografija bila primarno oružje vladara, diplomata, špijuna i vojske. Danas opsta nesigurnost Interneta motivise sve veći broj ljudi na upotrebu barem najjednostavnijih upotreba kriptiranja te samim time popularizuje ovo područje. Tome je takođe doprineo i brzi razvoj tehnike javnog ključa koji je omogućio sigurnu, ali nadasve brzu i jednostavnu komunikaciju između bilo koje dve osobe na Internetu.

Literatura

1.Kazimir Majorinc: "Riječ, dvije o algoritmima" ( PC Chip, veljača 1997 )

2.Nikola Injac: "Strogo povjerljivo" ( BUG, ožujak 1998 )

  http://www.codesandciphers.org.uk/bletchleypark/index.htm

  http://fn2.freenet.edmonton.ab.ca/%7Ejsavard/main.htm

  http://members.tripod.com/steganography/stego.html