Kryptographie oder Kryptographie ist die Wissenschaft des Schreibens von Codes und sicheren Kommunikationscodes und eines der wichtigsten Elemente der Blockchain-Industrie und moderner digitaler Währungen. Die heute verwendeten Verschlüsselungstechniken sind das Ergebnis einer sehr langen Entwicklungsgeschichte. Seit der Antike nutzen Menschen Kryptographie, um Informationen auf sichere Weise zu übertragen. Nachfolgend finden Sie die faszinierende Geschichte der Kryptographie, die zu den fortschrittlichen und ausgefeilten Methoden der modernen digitalen Verschlüsselung führte.
Die alten Wurzeln der Kryptographie
Es ist bekannt, dass es bereits in der Antike primitive kryptografische Techniken gab, und die meisten frühen Zivilisationen scheinen in gewissem Umfang Kryptografie genutzt zu haben, beispielsweise durch Codesubstitution, die sowohl in altägyptischen als auch in mesopotamischen Schriften die Grundform der Kryptografie darstellt. Das älteste bekannte Beispiel dieser Art von Kryptographie wurde im Grab eines ägyptischen Adligen namens Chnumhotep II. gefunden, der vor etwa 3.900 Jahren lebte.
Der Zweck der Symbolersetzung in der Inschrift von Khnumhotep II. bestand nicht darin, Informationen zu verbergen, sondern ihre sprachliche Attraktivität zu steigern. Das älteste bekannte Beispiel für den Einsatz von Kryptographie zum Schutz vertraulicher Informationen fand vor etwa 3.500 Jahren statt, als ein mesopotamischen Schreiber mithilfe der Kryptographie eine Keramikglasurformel versteckte, die auf Tontafeln verwendet wurde.
In späteren Zeiten der Antike wurde die Kryptographie häufig zum Schutz wichtiger militärischer Informationen eingesetzt, einem Zweck, den sie bis heute erfüllt. In der Stadt Sparta in Griechenland wurden Nachrichten verschlüsselt, indem man sie auf Pergament über einen Zylinder einer bestimmten Größe schrieb, wodurch die Nachricht erst dann unlesbar wurde, wenn sie vom Empfänger um einen ähnlichen Zylinder gewickelt wurde. Ebenso ist bekannt, dass Spione im alten Indien bereits im 2. Jahrhundert v. Chr. verschlüsselte Nachrichten verwendeten.
Die vielleicht fortschrittlichste Kryptographie wurde in der Antike von den Römern verwendet. Ein bemerkenswertes Beispiel einer römischen Chiffre, bekannt als Cäsar-Chiffre, besteht darin, Buchstaben für eine verschlüsselte Nachricht an einer bestimmten Anzahl von Stellen im lateinischen Alphabet umzuwandeln. Wenn der Empfänger dieses System und die Anzahl der Stellen zum Ändern von Buchstaben kennt, kann er die Nachricht entschlüsseln, und wenn ihm das nicht gelingt, ist die Nachricht nicht mehr lesbar oder verständlich.
Entwicklungen im Mittelalter und der Renaissance
Im Mittelalter gewann die Kryptographie zunehmend an Bedeutung, doch die Substitutionsverschlüsselung, für die Caesars Methode ein Beispiel ist, blieb der Standard in der Kryptographie.
Die Wissenschaft der Kryptoanalyse, also der Wissenschaft, durch die Codes gebrochen und gelöst werden, hat begonnen, zu den primitiven Wissenschaften aufzuschließen, die in der Kryptographie noch relativ primitiv sind. Al-Kindi, ein bekannter arabischer Mathematiker, entwickelte um 800 n. Chr. eine Technik namens Frequenzanalyse, die den Substitutionscode für die Entschlüsselung anfällig machte. Zum ersten Mal hatten Menschen, die versuchten, verschlüsselte Nachrichten zu entschlüsseln, Zugriff auf eine systematische Möglichkeit, dies zu tun, was eine Weiterentwicklung der Kryptographie erforderlich machte, um nützlich zu bleiben.
Im Jahr 1465 entwickelte Leon Alberti eine polyalphabetische Chiffre, die als Lösung gegen die kanadische Frequenzanalysetechnik galt. Bei einer polyalphabetischen Verschlüsselung wird eine Nachricht mit zwei unterschiedlichen Alphabeten kodiert. Das erste ist das Alphabet, in dem die ursprüngliche Nachricht geschrieben ist, während das zweite ein völlig anderes Alphabet ist, in dem die Nachricht erscheint, nachdem sie verschlüsselt wurde. In Kombination mit herkömmlichen Ersatzchiffren haben Chiffren die Sicherheit verschlüsselter Informationen erheblich erhöht. Sofern der Leser nicht das Alphabet kennt, in dem der Buchstabe ursprünglich geschrieben wurde, ist Kennedys Frequenzanalysemethode nutzlos.
In der Renaissance wurden auch neue Methoden zur Verschlüsselung von Informationen entwickelt, darunter eine beliebte frühe Methode der binären Verschlüsselung, die 1623 vom berühmten Wissenschaftler Sir Francis Bacon erfunden wurde.
Weitere Fortschritte in den letzten Jahrhunderten
Die Kryptographie hat sich im Laufe der Jahrhunderte schrittweise weiterentwickelt. In den 1870er Jahren beschrieb Thomas Jefferson ein bedeutendes Ereignis in der Kryptographie, obwohl es wahrscheinlich nie gebaut wurde. Seine als Cipher Wheel bekannte Erfindung bestand aus 36 Buchstabenringen auf beweglichen Rädern, mit denen komplexe Verschlüsselungen erreicht werden konnten. Dieses Konzept war so weit fortgeschritten, dass es bis zum Zweiten Weltkrieg als Grundlage für die militärische Verschlüsselung der USA diente.
Im Zweiten Weltkrieg gab es auch das perfekte Beispiel für analoge Kryptographie, die Enigma-Maschine. Wie die Radchiffriermaschine verwendete dieses von den Achsenkräften verwendete Gerät rotierende Räder, um die Nachricht zu verschlüsseln, was es praktisch unmöglich machte, sie ohne ein weiteres Rätsel zu lesen. Doch schließlich wurde die frühe Computertechnologie eingesetzt, um den Enigma-Code zu knacken und die Enigma-Nachrichten erfolgreich zu entschlüsseln wird immer noch als entscheidend für den eventuellen Sieg der Alliierten angesehen.
Kryptographie im Computerzeitalter
Mit der Verbreitung von Computern ist die Verschlüsselung viel weiter fortgeschritten als im analogen Zeitalter. Die mathematische 128-Bit-Verschlüsselung ist viel stärker als jede antike oder mittelalterliche Verschlüsselung und ist heute der Standard für viele sensible Geräte und Computersysteme. Ab 1990 entwickelten Informatiker eine völlig neue Form der Kryptographie, die sogenannte Quantenkryptographie, mit der sie das Schutzniveau der modernen Kryptographie noch einmal erhöhen wollten.
In jüngster Zeit werden auch Verschlüsselungstechniken eingesetzt, um die Schaffung digitaler Währungen zu ermöglichen, da digitale Währungen fortschrittliche Verschlüsselungstechniken nutzen, darunter Hash-Funktionen, Verschlüsselung mit öffentlichen Schlüsseln und digitale Signaturen. Diese Technologien dienen vor allem dazu, die Sicherheit der auf der Blockchain gespeicherten Daten zu gewährleisten und Transaktionen zu authentifizieren. Eine spezielle Form der Kryptographie, bekannt als Elliptical Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA), liegt Bitcoin und anderen Kryptosystemen zugrunde, um zusätzliche Sicherheit zu bieten und sicherzustellen, dass Gelder nur von ihren rechtmäßigen Eigentümern verwendet werden können.
Die Kryptographie hat in den letzten 4.000 Jahren große Fortschritte gemacht und wird wahrscheinlich nicht so schnell aufhören, Fortschritte zu machen. Solange sensible Daten geschützt werden müssen, wird die Verschlüsselung weiter voranschreiten. Obwohl die heute in der Blockchain verwendeten kryptografischen Systeme zu den fortschrittlichsten Formen dieser Wissenschaft gehören, sind sie auch Teil einer Tradition, die sich über weite Teile der Menschheitsgeschichte erstreckt.
