Czy istnieją jakieś szyfry, których nie można by złamać?

W dzisiejszej dobie potężnych komputerów, zdolnych do wykonywania tysięcy miliardów operacji na sekundę, wydaje się niemożliwe, by jakakolwiek tajna wiadomość długo taką pozostawała. Mimo to szyfr wymyślony dziesiątki lat przed wynalezieniem pierwszego komputera może wytrzymać atak nawet najpotężniejszych sztucznych mózgów, jakie można sobie wyobrazić. Prawdę mówiąc, udowodniono matematycznie, że szyfr ten jest niemożliwy do złamania (jak dotąd to jedyny szyfr mający tę właściwość). Jest to tak zwany algorytm one-time pad.

Wymyślił go w 1917 roku Gilbert Vernam, a w 1918 roku major Joseph Mauborgne, ekspert od szyfrów w amerykańskiej armii wprowadził pojęcie klucza losowego – i nie mógł wymyślić nic prostszego: wystarczy napisać wiadomość i każdą literę zamienić na liczbę (powiedzmy 1 zamiast A, aż do 26 zamiast Z), a następnie do każdej dodać przypadkowo wybrane liczby od 1 do 9. Uzyskany galimatias jest nie do rozplatania. Jednak sekwencji przypadkowych liczb nigdy nie można użyć ponownie. Szyfr ten jest „jednorazowy”.

Dlaczego więc nikt go nie używa? Głównie dlatego, że losowo wybrane liczby powinny być rzeczywiście losowe, a to bardzo trudno osiągnąć – szczególnie liczby „losowe” wybierane przez komputer nie są wystarczająco dobre. Co gorsza, nawet jeśli wygeneruje się rzeczywiście losowe liczby, należy informację o nich wysłać do odbiorcy, gdyż bez tego nie odczyta wiadomości, a to już grozi złamaniem szyfru. Najgorsze jest jednak to, że każdy taki drogocenny ciąg liczb losowych może być użyty tylko raz, a następnie musi zostać zniszczony – kluczowa zasada, którą podczas II wojny światowej złamał Związek Radziecki, ściągając na swoich szpiegów katastrofalne konsekwencje. Amerykańscy łamacze kodów, analizując przechwycone wiadomości spostrzegli, że ten sam ciąg liczb został użyty dwukrotnie, dzięki czemu odczytali niektóre wiadomości. To doprowadziło do zdemaskowania kilku najsłynniejszych szpiegów XX wieku, takich jak Laus Fusch i „Wspaniała Piątka” KGB: Kim Philby, Donald Maclean, Guy Burgess, Anthony Blunt i John Cairn-cross.

Większość systemów kodowych używanych dzisiaj prędzej czy później daje się rozszyfrować – lecz dokonanie tego zajmuje tyle czasu, iż wiadomość zdąży się zdezaktualizować. Mimo to, choć podejmuje się wytężone działania w celu znalezienia nowego systemu, nawet informacje zaszyfrowane w bardzo prosty sposób mogą oprzeć się większości potężnych łamiących szyfry komputerów – jeśli tylko są wystarczająco krótkie.

Już w 1949 roku amerykański matematyk Claude Shannon zastosował nową wersję sformułowanej przez siebie teorii informacji do rozstrzygnięcia problemu utrzymania wiadomości w sekrecie. Wykazał on, że w przypadku tekstów odpowiednio krótkich, nawet bardzo proste, losowo wybrane szyfry – gdzie na przykład G zawsze stoi w miejscu E, a H zawsze w miejscu P – mogą być nie do złamania (warunek: wiadomość może zawierać tylko kilka słów). Chodzi o to, że de-szyfrant nie ma wówczas wystarczającej ilości informacji, by z pewnością stwierdzić, jaki kod zastosowano. W rezultacie nawet niektóre teksty wyryte na starych nagrobkach, a zawierające tylko kilka liter, pozostaną nieodczytane – chyba że dołączono do nich klucz.

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.

Google