MENU
Science Café

Rozhovor s filosofem Jaroslavem Peregrinem

Science Café

Video: Kvantová fyzika – Rozhovor s hosty Science Café

23. 12. 2009 Rozhovory

Rozhovor: Šifry mistrů kryptologů

Da Vinci Code Cryptex HDR
Image by David Reeves via Flickr

Rozhovor připravil: Lukáš Soukup; Hosté: Vlastimil Klíma a Pavel Vondruška


Tajná písma, šifry a jejich luštění jsou inspirací pro řadu populárních knih a filmů, které baví čtenáře a diváky po celém světě. Vytváření šifer, respektive jejich luštění může být ale pro někoho jeho každodenní prací. O kryptologii jako nauce o metodách utajování informací a o tom, jaké to je být kryptologem jsme hovořili s předními českými kryptology-profesionály Vlastimilem Klímou a Pavlem Vondruškou.


Jak byste definovali kryptologii?

Pavel Vondruška (PV): Kryptologie je aplikovaná věda, která využívá poznatky z řady oborů – zejména z matematiky, statistiky, ale i z fyziky nebo chemie.

Vlastimil Klíma (VK): Dodal bych, že kryptologie je také považována za umění a někdy za šarlatánství, v kryptologii, a to i moderní, totiž spoléháme na tvrzení, která se nedají dokázat.
Dá se říci, kdy kryptologie vznikla?

VK: V zásadě platí, že s každým druhem komunikace se objevil nějaký druh šifrování. Nejstarší známé šifry pocházejí z roku 1900 př. n. l., nicméně potřeba šifrování vznikla už v okamžiku, kdy se rozvinulo písmo. Brzy začali lidé vyvíjet znaky, kterými by nahradili znaky dosud známé. Často se to používalo v náboženských textech. A s každým druhem komunikace se vždy objevil nový druh šifrování, příchod rádia, televize nebo počítačů vždy znamenal pro kryptologii nový impuls.

PV: Je to málo známé, ale utajování – šifrování nebylo opravdu nikdy nutně vázáno jen na písmo, ale již od starověku se používalo i v přímé řeči. Kódování v řeči není jen o tom známém „pět na stole v českých“, ale byly zde celé systémy, které za tímto účelem byly vyvíjeny. Víme o tom, že obchodníci v Číně nebo Fénicii si vymýšleli speciální řeč, aby spolu mohli komunikovat v průběhu obchodního jednání. Zmínky nalezneme také v Kamásutře, kde se doporučovalo, aby žena uměla tajnou řeč, kterou může používat v komunikaci se svým milencem na veřejnosti.
Jak se člověk stane kryptologem?

VK: Kryptologem se můžete stát, když budete mít teoretické základy z matematiky, důležitá je ale zejména praxe a zkušenost. Já se zabývám kryptologií 27 let. Po vysoké škole jsem nastoupil do ozbrojených složek, později jsem pracoval v soukromém sektoru a teď se kryptologii věnuji na volné noze. Slovy klasika, vyučil jsem se kryptologem a jsem kryptologem.

PV: Šifrování mne lákalo od dětství. Profesně pak byla u mne cesta podobná, pracoval jsem rovněž jako kryptolog ve státní sféře a později jsem se v Ústavu pro ochranu osobních údajů zabýval elektronickým podpisem. V současnosti pracuji v soukromém sektoru a kryptologii přednáším na MFF UK.
V souvislosti s kryptologií se používá zejména dvou pojmů, a to kódování a šifrování. Jaký je mezi nimi v kryptologii rozdíl?

VK: Rozdíl mezi kódováním a šifrováním je v existenci klíče. Kódování nepoužívá žádnou tajnou informaci, zatímco šifrování ano – k šifrování potřebujete takzvaný klíč. V dnešní době může být dokonce jeden z klíčů veřejný a jeden tajný, stále tak lze sdělení zašifrovat. Příkladem kódu je například morseovka, což je přepis jedné abecedy do druhé. Příkladem šifrování je třeba Caesarova šifra, kdy se písmeno posune o tajný počet pozic v abecedě. Caesar použil jako to tajné číslo tři, Augustus jedničku.
Jak se vyvíjely klíče k šifrování?

PV: U nejstarších šifer byla takovým klíčem převodová tabulka. To byl ovšem systém, který nepřítel mohl na základě frekvenční analýzy luštit, a tak se začaly hledat dokonalejší systémy. Šifry se začaly vylepšovat, lidé do nich vkládali například klamače – písmena, která nemají smysl a stěžují analýzu šifer. Toto vše, co se do sdělení vkládá, či co je nahrazováno, je základ klíče. Jedním z dokonalejších systémů je tzv. polyalfabetická šifra, kdy je v každém kroku pro náhradu písmene otevřeného textu použita jiná převodová tabulka, výběr tabulky se řídí klíčem. Tato šifra měla zpočátku punc nerozluštitelnosti, ale nakonec i ta byla rozluštěna..Dlouho se diskutovala otázka, zda algoritmus tajit nebo zda jej zveřejnit. U dobrého systému by měla být bezpečnost zajištěna pouze utajením klíče. Dnes se algoritmy-šifry zveřejňují a procházejí veřejnou analýzou, stačí proto utajovat pouze klíče.
Jaké jsou tedy základní metody šifrování?

VK: Základní metody jsou tři: substituce, transpozice a přičítání. I když se to zdá málo, přesto to dostačuje – vždyť počítače také pracují jen se dvěma prvky, nulou a jedničkou. Přelomem v šifrování byla chvíle, kdy se od metod oddělila informace. Dobře to ilustruje příklad z první světové války: vojáci se naučili jednu metodu a pak jen dostávali odlišné klíče. Distribuce klíčů pak měla ve válkách rozhodující roli. Například Rusko prohrálo řadu válek špatnou nebo opožděnou distribucí klíčů. V bitvách padly tisíce vojáků jen proto, že dostali staré klíče. Protivník je již znal, rozluštil radiové zprávy a znal přesuny vojsk. Podobně tomu bylo v Japonsku, kde se klíče těžko distribuovaly na jednotlivé ostrovy, to se stalo osudné například generálu Yamamotovi. Dalším příkladem může být rozluštění Enigmy, které zkrátilo druhou světovou válku asi o rok.

PV: Mimochodem Československá lidová armáda používala ke svému spojení Enigmy až do poloviny padesátých let.
Existují nějaké nerozluštitelné šifry?

PV: Ano, absolutně bezpečné šifry existují a jsou algoritmicky velmi jednoduché. Používaly se například ke spojení mezi USA a Sovětským svazem během studené války.

VK: Jednou z klasických nerozluštěných šifer a záhad je kniha známá také jako Voynichův rukopis, která pochází ze 17. století a která dodnes nebyla rozluštěna.

PV: Tato kniha skutečně odolává sofistikovaným pokusům o rozluštění. Může jít ale o knihu nesmyslných znaků. O rukopisu se poprvé mluví v souvislosti s jeho prodejem císaři Rudolfu II. Dodnes nevíme, kdo ji napsal, jediné co lze říci je, že připomíná alchymistické knihy z té doby.
Kdo byli nebo jsou pro vás hrdinové kryptologie?

VK: Zaujala mě epizoda z francouzské historie, kdy Georges Painvin zachránil v létě 1918 Paříž díky rozluštění klíče k německé šifře. Pak na mě udělal dojem Charles Babbage, který začal s programovatelným počítačem, protože chtěl luštit šifry. Dále pak Turing a lidé z týmu v Bletchley Parku. Hrdinou je pro mě i historik David Kahn, který v roce 1967 vydal první knihu o historii kryptologie, která byla vysoce odborná a zároveň pravdivá z hlediska historie. Z těch novodobých bych zmínil Merckleho, který je spoluobjevitelem myšlenky veřejného klíče. Hrdinou je pro mě i americký úřad pro standardizaci, který přišel jako první s tím, že udělá soutěž na veřejnou šifru a v roce 1977 byla zveřejněna první bloková šifra pro komerční použití, která se stala nejpoužívanější šifrou v historii.

PV: Všechny osobnosti, které jmenoval Vlastimil, jsou hrdinové i pro mě, existuje ale také mnoho bezejmenných hrdinů kryptologie, o kterých se asi nikdy nedozvíme, protože pracovali v době, kdy tato činnost byla utajená. Před rokem 1989 se o kryptologii téměř mlčelo, mimo jiné proto, protože kryptologie byla vnímána jako zbraň.
Jaké jsou vaše osobní plány v souvislosti s kryptologií?

VK: Chystám se na Voyniche, koneckonců s Pavlem jsme již začali.

PV: Já se chystám na zmapování dějin české kryptologie od třicátých let, kdy v zásadě vznikla, až do současnosti.
Za Science Café se ptal Lukáš Soukup

Chcete-li se o kryptologii dozvědět více, přijďte na Science Café v úterý 9. února 2010 od 19 hodin do kavárny Potrvá (Srbská 2, Praha 6) a položte Pavlovi Vondruškovi a Vlastimilu Klímovi svou otázku.

Reblog this post [with Zemanta]

Tags: ,

2 Responses to Rozhovor: Šifry mistrů kryptologů

  1. josef napsal:

    Předem zdravím všechny.Zajímám se také o různé nevyřešené záhady.Několik jsem již vyřešil.Tou jednou z těch několika je i takzvaný Vojnichův rukopis.Dešifroval jsem ho během několika dnů a tak nechápu, že si sním neporadí zkušení odborníci,kteří se o tyto věci zajímají.Samotný rukopis ,jak jsem zjistil, je vlastně poznámkový pracovní deník jednoho českého alchymisty, který mu sloužil pro zapisování svých alchymistických operací.Takže žádné velké tajemství neobsahuje.Pro mě je spíše záhadou ,že nikdo nedokáže dešifrovat, tak jednoduchý znak,který je znám pod označením RED SYMBOL.Pakliže lidé co se snaží dešifrovat rukopis nedokáží přeložit tak jednoduchý a primitivní znak, tak nemají vůbec žádnou šanci, dešifrovat ,takzvaný Voynichův rukopis! Pakliže se tento znak otočí o180°,tak se ukáže několik číslic.A to 3758, kdy číslo 8 je tvořeno dvěma černými body.Hodně důležité číslo. Toto číslo je totiž rokem narození Ježíše Nazareta,rozdílem mezi křesťanským a židovským kalendářem.A také nám tím alchymista sděluje,jak postupovat při dešifrování.Také je velice důležité VIDĚT SYMBOL, a né rostliny,ženy.atd.Všude tam,kde jsou vyobrazeny filosofické ženy se jedná o alchymistické operace vnichž je použito stříbro.Symbol stříbra v alchymii je totiž, žena ,Měsíc(LUNA). Josef Fulcanelli

  2. Zajímají mne záhady, to ano, ale trochu modernější. V oblasti Voynichova rukopisu jsem téměř laik. Myslím si, že k jeho rozluštění je potřeba znát hodně věcí z historie, což mě velice chybí. Abych se trochu „vyzbrojil“, přečetl jsem si dokonce dvě knížky o Rudolfu druhém, což je samozřejmě strašně málo, ale o něco více než vůbec nic. Rozhodně by to chtělo nahlédnout do stylů písma a vůbec do jazyka, kterým se psalo a mluvilo. A do způsobu myšlení a vyjadřování myšlenek. To všechno může být pro úspěch velice důležité. Věřte mi, že bych vám strašně rád poblahopřál ke světovému úspěchu, že se vám podařilo to, co dosud nikomu jinému na světě. Prosím, podělte se o svoje výsledky a poznatky! Jistě si formu najdete, počínaje českým e-zinem Crypto-world a konče vystoupením v CNN. Tam všude by vám otevřeli dveře.
    Srdečně zdraví, Vlastimil Klíma