Kryptographie, die Wissenschaft des Schreibens von Codes und Kryptographie zur Gewährleistung der Informationssicherheit, ist einer der wichtigsten Faktoren, die zur Entstehung der heutigen Kryptowährungen und Blockchain beitragen. Allerdings sind die heute verwendeten Verschlüsselungstechniken das Ergebnis einer äußerst langen Entwicklungsgeschichte. Seit der Antike nutzen Menschen Kryptographie, um Informationen sicher zu übertragen. Hier erfahren Sie mehr über die faszinierende Geschichte der Kryptographie, die zu den fortschrittlichen und ausgefeilten Methoden der modernen digitalen Verschlüsselung führte.
Entstanden in der Antike
Es ist bekannt, dass frühe Verschlüsselungstechniken bereits in der Antike existierten, als die meisten frühen Zivilisationen offenbar bis zu einem gewissen Grad Kryptographie eingesetzt hatten. Symbolische Substitution, die grundlegendste Form der Kodierung, kommt sowohl in altägyptischen als auch in mesopotamischen Schriften vor. Das erste bekannte Beispiel dieser Art von Chiffre wurde im Grab eines ägyptischen Adligen namens Chnumhotep II. gefunden, der vor etwa 3.900 Jahren lebte.
Der Zweck des Ersetzens des Symbols in der Inschrift auf Knhumhoteps Grab besteht nicht darin, Informationen zu verbergen, sondern deren sprachlichen Reiz zu erhöhen. Das erste bekannte Beispiel für den Einsatz von Kryptographie zum Schutz vertraulicher Informationen stammt aus der Zeit vor etwa 3.500 Jahren, als ein Schreiber aus Mesopotamien mithilfe der Kryptographie ein Keramikglasurrezept verbarg, das auf Tontafeln verwendet wurde.
Nach der Antike wurde die Kryptographie häufig zum Schutz wichtiger militärischer Informationen eingesetzt; die Kryptographie wird für diesen Zweck bis heute nicht eingesetzt. Im griechischen Stadtstaat Sparta wurden Nachrichten verschlüsselt, indem man sie auf einen Pergamentstreifen schrieb, der um einen kryptografischen Stick einer bestimmten Größe gewickelt war, sodass die Nachricht nicht entzifferbar war, bis sie von jemandem mit einem ähnlichen Stick empfangen wurde. Ebenso ist bekannt, dass Spione im alten Indien bereits im 2. Jahrhundert v. Chr. verschlüsselte Nachrichten verwendeten.
Die vielleicht fortschrittlichste Kryptographie der Antike wird den Römern zugeschrieben. Ein prominentes Beispiel ist die römische Chiffre, bekannt als Caesar-Chiffre, bei der jeder Buchstabe in der Nachricht durch einen Buchstaben des lateinischen Alphabets ersetzt wird, der einen Absatz davon entfernt liegt. Wenn der Empfänger diesen Mechanismus kennt und weiß, wie weit die Buchstaben verschoben sind, kann er die Nachricht erfolgreich entschlüsseln.
Entwickelt im Mittelalter und in der Renaissance
Im Mittelalter gewann die Kryptographie immer mehr an Bedeutung, Ersatzchiffren, am Beispiel der Caesar-Chiffre, blieben jedoch der Standard. Die Kryptoanalyse, die Wissenschaft, die Methoden zur Bedeutungsableitung aus verschlüsselten Informationen untersucht, hat begonnen, mit der noch relativ primitiven Wissenschaft der Kryptographie gleichzuziehen. Al-Kindi, ein berühmter arabischer Mathematiker, entwickelte um 800 n. Chr. eine Technik namens Frequenzanalyse und zeigte, dass Substitutions-Chiffren leicht zu knacken waren. Zum ersten Mal hatten diejenigen, die an der Dekodierung verschlüsselter Nachrichten arbeiteten, Zugang zu einer systematischen Methode zur Dekodierung. Dies treibt die Kryptographie weiter voran, um ihre Nützlichkeit aufrechtzuerhalten.
Im Jahr 1465 entwickelte Leone Alberti die Multiontologie-Verschlüsselung, die als Lösung gegen Al-Kindis Frequenzanalysetechnik angesehen wurde. Bei einer polyalphabetischen Verschlüsselung wird eine Nachricht mit zwei separaten Alphabeten verschlüsselt. Das eine ist das Alphabet, das zum Schreiben der ursprünglichen Nachricht verwendet wird, das andere ist ein völlig anderes Alphabet, mit dem die ursprüngliche Nachricht codiert wird. In Kombination mit herkömmlichen Substitutions-Chiffren erhöhen Multi-Instanz-Chiffren die Sicherheit verschlüsselter Informationen. Solange der Leser nicht das Alphabet kennt, auf dem die ursprüngliche Nachricht basiert, sind Frequenzanalysetechniken nicht effektiv.
Während der Renaissance wurden auch neue Methoden zur Verschlüsselung von Informationen entwickelt, darunter eine frühe Methode der binären Verschlüsselung, die 1623 vom berühmten Gelehrten Sir Francis Bacon erfunden wurde.
Fortschritte in den letzten Jahrhunderten
Die Kryptographie blühte jahrhundertelang weiter. Ein großer Durchbruch in der Kryptographie wurde in den 1790er Jahren von Thomas Jefferson beschrieben, der als 36-Kreise-Chiffrierrad verwendet wurde, um komplexe Verschlüsselungsergebnisse zu erzielen. Das Konzept war so weit fortgeschritten, dass es bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs als Grundlage für die amerikanische Militärkryptographie diente.
Im Zweiten Weltkrieg gab es auch ein großartiges Beispiel einer ähnlichen Kryptographie, die als Enigma-Maschine bekannt ist. Wie das Chiffrierrad verwendete dieses von den Nazis verwendete Gerät rotierende Räder, um eine Nachricht zu verschlüsseln, wodurch sie ohne eine andere Enigma-Maschine praktisch unlesbar wurde. Schließlich wurde die frühe Computertechnologie genutzt, um den Enigma-Code zu knacken. Die erfolgreiche Entschlüsselung der Enigma-Nachrichten gilt bis heute als wichtiger Beitrag zum Sieg der Alliierten.
Kryptographie im Computerzeitalter
Mit dem Aufkommen von Computern hat sich die Kryptographie weit über das Zeitalter der analogen Technologie hinaus entwickelt. Die mathematische 128-Bit-Verschlüsselung, die weitaus stärker ist als jede antike oder mittelalterliche Verschlüsselung, ist heute Standard für viele Sensorgeräte und Computersysteme. Ab 1990 wurde von Informatikern eine völlig neue Form der Verschlüsselung entwickelt, die sogenannte Quantenkryptographie, in der Hoffnung, das Schutzniveau der Verschlüsselung noch einmal zu erhöhen.
Neuerdings werden Verschlüsselungstechniken auch auf Kryptowährungen angewendet. Kryptowährungen nutzen eine Reihe fortschrittlicher kryptografischer Techniken, darunter Hash-Funktionen, Kryptografie mit öffentlichen Schlüsseln und digitale Signaturen. Diese Techniken werden hauptsächlich verwendet, um die Sicherheit der auf Blockchains gespeicherten Daten zu gewährleisten und Transaktionen zu authentifizieren. Eine spezielle Form der Verschlüsselung namens Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) verleiht Bitcoin und anderen Kryptowährungssystemen zusätzliche Sicherheit und stellt sicher, dass Geld nur vom rechtmäßigen Eigentümer verwendet werden kann.
Die Kryptographie hat in den letzten 4.000 Jahren große Fortschritte gemacht und wird wahrscheinlich nicht so schnell aufhören. Solange es sensible Daten gibt, die geschützt werden müssen, wird die Kryptographie weiter zunehmen. Obwohl die in den heutigen Kryptowährungs-Blockchains verwendeten kryptografischen Systeme zu den fortschrittlichsten Formen der Kryptografie gehören, sind sie auch Teil einer langen Reihe von Entwicklungen im Laufe der Menschheitsgeschichte.