بررسی تاریخچه رمزنگاری به فهم بهتر شما از چگونگی سازوکار ارزهای دیجیتال و شبکه بلاک چین کمک خواهد کرد. احتمالا اولین برخورد شما با مفهوم رمزنگاری به دوران کودکی برمی‌گردد. زمانی که در مدرسه نامه‌های رمزنگاری شده‌ای را با دوستان‌تان رد و بدل می‌کردید. شاید محتوای این نامه‌ها ارزشمند نبود اما رمزنگاری آنها از لو رفتن آنها در صورت کشف توسط دیگران جلوگیری می‌کرد.
در واقع طی تاریخ ۴۰۰۰ ساله رمزنگاری، مهمترین هدف بشر نیز همین بوده است. حفظ امنیت پیام، حتی در شرایطی که مسیر و یا محل ذخیره سازی اطلاعات بین فرستنده و گیرنده ناامن باشد. تاریخ پرفراز و نشیب رمزنگاری، سرشار از تلاش‌هایی برای کشف روشهای پیچیده‌تر و پیشرفته‌تر است. نتیجه این روند شکل‌گیری رمزنگاری دیجیتالی است که از آن در ساختار رمز ارزهایی مانند بیت کوین استفاده میشود.
تاریخچه رمزنگاری: دوران باستان
هدف از اولین تلاش‌های انسان برای رمزنگاری در مصر باستان و تمدن بین النهرین پنهان کردن اطلاعات نبوده است. جایگزینی نمادها با حروف که مهمترین شکل رمزنگاری در آن دوره بوده است. مصریان این کار را با هدف جذاب کردن و مرموز نشان داده کتیبه‌ها، انجام می‌داده‌اند. اولین نمونه شناخته شده از این تکنیک باستانی در ۳۹۰۰ سال پیش، رمزنگاری کتیبه‌ها در مقبره یک نجیب زاده مصری به نام Khnumhotep II است. کاتبانی در بین النهرین نیز با استفاده از رمزنگاری از فرمول ساخت لعاب سفال که در لوح‌های سفالی استفاده می‌شد، محافظ می‌کردند.
پیشنهادی برای مطالعه: واژه‌نامه ارزهای دیجیتال
بررسی پاپیروس‌های کشف شده در حدود ۱۹۰۰ سال قبل از میلاد نیز نشان میدهد مصریان باستان از رمزنگاری استفاده می‌کردند. این کار با هدف حفاظت از محتوای پیام‌ها و با رسم الخطی نامتعارف به زبان هیروگلیف انجام می‌شده است. عبری‌ها نام بسیاری از افراد و مکان‌ها در کتاب مقدس ارمیای نبی را با استفاده از روش رمزنگاری ATBASH پنهان کردند. این روش مانند روش رمزنگاری مصریان از تکنیک جایگزینی استفاده میکند.
یونانیان باستان نیز روشی خلاقانه و ساده برای رمزنگاری پیام‌ها ابداع کرده بودند. در این روش پیام بر روی نوار باریکی از پاپیروس یا چرم که به صورت اریب دور استوانه‌ای پیچیده شده بود، نوشته می‌شد. نوار را بدون استوانه تحویل پیک می‌دادند تا آن را به گیرنده پیام برساند. برای خواندن پیام نیز تنها نیاز به استوانه‌ای هم اندازه چوب کاتب پیام بود. در آن دوره جولیوس سزار، برجسته‌ترین روش رمزنگاری پیام را ابداع کرد. این روش که بعدها به رمزنگاری سزار (Caesar cipher) شهرت یافت از جابجایی سیستم جابجایی حروف الفبا برای نوشتن پیام رمزنگاری استفاده میکند. به عنوان مثلا اگه رمز سزار برابر با ۳ باشد، حرف A به حرف D تبدیل میشود.
تاریخچه رمزنگاری: قرون وسطی و رنسانس
در قرون وسطی دوره تاریخچه رمزنگاری وارد دوران جدیدی شد. سیستم ساده رمزنگاری سزار در طول‌های بعد و اویل قرون وسطی به یک روش استاندارد تبدیل شد. ابداع روش تحلیل فراوانی (Frequency Analysis) در قرن هشتم میلادی توسط الکندی، ریاضیدان عرب اولین تلاش جدی برای تبدیل رمزنگاری به روشی اصولی بود. این روش کدگشایی از رمزنگاری سزار را بسیار ساده می‌کرد.
لئون باتیستا آلبرتی ایتالیایی در سال ۱۴۶۶ میلادی، رمزنگاری چند الفبایی (Polyalphabetic Cipher) را به وجود آورد. یک دیسک که با چرخش آن حروف الفبا ترتیبی تصادفی می‌گرفتند. برای رمزگشایی پیام نیز به کلیدرمزی احتیاج بود که میزان چرخش دیسک را مشخص می‌کرد. آلبرتی این روش را در برابر روش تحلیل فراوانی الکندی ابداع کرد و معتقد بود رمزنگاری به این روش غیرقابل شکسته شدن است.
ملکه اسکاتلند نیز از روش تک حرفی برای رمزنگاری نامه‌های خود برای کودتا علیه الیزابت ملکه انگلستان استفاده می‌کرد. بعد از شکسته شدن رمز نامه‌هایش توسط توماس فیلیپس به جرم براندازی تاج و تخت به اعدام محکوم شد. ماری یکم ملکه اسکاتلند اولین قربانی مهم دنیای رمز شکنی در تاریخ است.
در سال ۱۹۶۳ میلادی فرانسیس بیکن روش جدید از رمزنگاری اطلاعات را اختراع کرد که به تدریج توسعه یافت. یکی از محبوب‌ترین روشهای اولیه رمزنگاری تبدیل شد، فردی به نام رزینویل نیز روش رمزنگاری را در دربار لویی چهاردهم توسعه داد. این روش که به نام رمز کبیر شناخته می‌شد اعداد را جایگزین حروف و نشانه گذاری در زبان فرانسه می‌کرد. در این دوره از روش رمزنگاری دیگری به نام مربع پولیبیوس (Polybius Square) نیز استفاده می‌شد. در این روش جایگاه حروف در سطرها و ستون‌های مربع مشخص می‌شد و در نوشتن پیام بجای حروف از اعداد مشخص شده استفاده می‌شد.
تاریخچه رمزنگاری: پس از انقلاب صنعتی
تاریخ رمزنگاری در تمامی این سال‌ها در حال پیشرفت بود. ابداع روش رمزنگاری چرخشی (Cipher Wheel) در سال ۱۷۹۰ توسط توماس جفرسون اولین یکی از اولین نمونه‌های این پیشرفت بود. این روش با استفاده از ۳۶ حلقه که بر روی یک چرخ قرار داشتند، برای ساخت به یک سیستم رمزگذاری پیچیده‌تر تلاش می‌کردند. اگرچه که دستگاه رمزنگاری چرخشی هیچگاه ساخته نشد اما ارتش آمریکا از ایده آن به عنوان یک پایه یک روش رمزنگاری تا پایان جنگ جهانی دوم استفاده کرد.
ابداع کد مورس در سال ۱۸۴۵ میلادی توسط ساموئل مورس نیز یک روش رمزنگاری حروف الفبا برای ارتباط از طریق خطوط تلگراف بود. آگوست کرکهوفس نیز در سال ۱۸۸۳ میلادی با انتشار مقاله اصول شش گانه رمزنگاری، زیربنای رمزنگاری مدرن را به وجود آورد.
شاید مشهورترین روش رمزنگاری این دوره ساخت دستگاه انیگما توسط آرتور شربیوس باشد. انیگما ماشین الکترومکانیکی شبیه ماشین ماشین تایپ و برای رمزنگاری اسناد محرمانه بود. استفاده ارتش نازی از انیگما در طول جنگ جهانی دوم که امکان رمزگشایی آن تقریبا صفر بود برای جبهه‌ی متفقین چالش‌های بسیاری ایجاد کرد. آلن تورینگ پدر علم کامپیوتر با استفاده از تکنولوژی اولین کامپیوتر‌ها موفق به رمزگشایی پیام‌ها و شکستن سیستم رمزنگاری انیگما شد. دستاورد اون سرنوشت جنگ جهانی دوم را تغییر داد. اون باعث شد تا جنگ زودتر پایین به پذیرد و جان میلیون‌ها انسان بی گناه نجات پیدا کند.
تاریخچه رمزنگاری: عصر کامپیوتر
تاریخچه رمزنگاری در این دوره دچار تحولات اساسی شد. توسعه کامپیوتر و استفاده گسترده از آنها باعث ایجاد شکل عصر جدیدی از رمزنگاری شد. در این دوره رمزنگاری دیجیتال جایگزین روشهای آنالوگ رمزنگاری شد. هارست فیستل در شرکت IBM از اولین افرادی بود که با ایجاد سیستم رمزنگاری متقارن لوسیفر، مفهوم رمزنگاری مدرن در ارتباطات الکترونیکی را توسعه داد.
آمریکا نیز در سال ۱۹۷۶ میلادی با تصویب استاندارد رمزنگاری داده (DES) اولین کشور پیشگام در توسعه روشهای رمزنگاری بود. سیستم DES مشکلات امنیتی و سرعتی پایینی در عملکرد خود داشت به همین دلیل در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ روش‌هایی مانند NewDES, IDEA, Blowfish و … توسعه پیدا کردند. هرکدام از این الگوریتم‌ها هدف، عملکرد و سرعت متفاوت نسبت به دیگری داشت تا در نهایت در سال ۲۰۰۱ میلادی Rijndael به عنوان روش استاندارد رمزنگاری انتخاب شد.
رمزنگاری دیجیتال
در رمزنگاری در فضای دیجیتال به پیام اصلی Clear-text و به پیام کدگذاری شده Cipher-text می‌گویند. در این فضا از یک الگوریتم برای رمزگذاری (Encryption) اطلاعات و از الگوریتم دیگری برای رمزگشایی (Decryption) اطلاعات استفاده میشود.
تمام الگوریتم‌های رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات بسته به روشی که برای کدگذاری و محافظت از پیام استفاده می‌کنند به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- الگوریتم های متقارن (Symmetric) که برای رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات از یک کلید مشابه استفاده میکند.
- الگوریتم‌های نامتقارن (Asymmetric) که برای رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات از کلیدهای متفاوتی استفاده میکند.
فرض کنید پیامی را درون جعبه‌ای می‌گذارید، آن را قفل می‌کنید. سپس پیام را برای گیرنده ارسال می‌کنید. اگر گیرنده با کلیدی مشابه کلید، قفل را باز کند و پیام را بخواند شما از روش رمزنگاری متقارن استفاده کرده‌اید.
در رمزنگاری نامتقارن فرستنده و گیرنده پیام در کنار استفاده از یک کلید عمومی از دو قفل با کلید منحصر به فرد نیز استفاده می‌کنند. به زبان ساده ابتدا گیرنده قفل منحصر به فرد خودش را برای شما ارسال میکند، سپس شما پیام را درون جعبه قرار داده و استفاده از آن قفل جعبه را بسته و برای گیرنده ارسال می‌کنید. در این روش پس از رمزنگاری پیام حتی شما هم دیگر قادر به رمزگشایی آن نخواهید بود. زیر کلید منحصر به فرد قفل تنها در اخبار گیرنده پیام قرار دارد.
بلاک چین و ارزهای دیجیتال
تاریخچه رمزنگاری نشان میدهد که رمزارزها گونه‌ای از ارزهای دیجیتال هستند که با هدف افزایش امنیت، شفافیت و تمرکز زدایی به‌وجود آمدند. بیت کوین و اتریوم شناخته شده‌ترین نمونه این رمزارزها هستند که از روش رمزنگاری نامتقارن استفاده می‌کنند. با استفاده از این روش کابران می‌توانند ثابت کنند که مالک مقدار مشخصی رمزارز هستند و یا می‌توانند آن را برای دیگران ارسال کنند. جالب است بدانید فردی ناشناس به نام ساتوشی ناکاموتو، خالق بیت کوین و به نوعی رمزنگاری در دنیای مدرن است.
امضای دیجیتال که از ترکیب یک کلید عمومی و خصوصی تشکیل شده است هویت شما را تایید میکند. هدف از رمزنگاری امضای دیجیتال در شبکه بلاک چین و بیت کوین ایجاد یک هویت دیجیتال امن بدون نیاز به اعتماد به شبکه است. با استفاده از این دو کلید شما می‌توانید ثابت کنید صاحب پیام و همان کسی هستید که ادعا می‌کنید. کیف پول‌های بیت کوین نیز در واقع محل ذخیره شدن کلیدهای رمزنگاری شما هستند. این پول‌ها در ارتباط با بلاک چین نشان می‌دهند که شما چقدر بیت کوین و یا رمزارز دیگر دارید.
سوالات متدوال
رمزنگاری به چه معناست؟
به فرآیندی که در آن با استفاده از روشهای ریاضی، برای برقراری امنیت اطلاعات متن پیام یا اطلاعات به کمک کلید رمز و با استفاده از یک الگوریتم رمز، تغییر پیدا میکند، رمزنگاری گفته میشود.
کاربرد رمزنگاری چیست؟
حفظ محرمانگی یا امنیت محتوا مهمترین کاربردها هستند.
