Mật mã học, khoa học viết mã và mật mã để liên lạc an toàn, là một trong những yếu tố quan trọng nhất giúp tạo ra các loại tiền điện tử hiện đại và công nghệ chuỗi khối. Tuy nhiên, các phương pháp mã hóa được sử dụng ngày nay là kết quả của một lịch sử phát triển vô cùng lâu dài. Từ xa xưa, con người đã sử dụng mật mã để truyền tải thông tin một cách an toàn. Dưới đây bạn có thể đọc lịch sử hấp dẫn của mật mã, dẫn đến các kỹ thuật tiên tiến và phức tạp được sử dụng để mã hóa kỹ thuật số hiện đại.

Nguồn gốc cổ xưa của mật mã

Người ta biết rằng các phương pháp mã hóa nguyên thủy đã tồn tại từ thời Cổ đại và hầu hết các nền văn minh đều sử dụng mật mã ở một mức độ nào đó. Thay thế ký tự, dạng mật mã cơ bản nhất, được tìm thấy trong cả văn bản Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà. Ví dụ sớm nhất được biết đến về loại mật mã này được tìm thấy trong ngôi mộ của một quý tộc Ai Cập tên là Knhumhotep II, sống cách đây khoảng 3.900 năm.

Mục đích của việc thay thế các ký hiệu trong dòng chữ “Knhumhotep” không phải để che giấu thông tin mà để tăng sức hấp dẫn về mặt ngôn ngữ của nó. Ví dụ sớm nhất được biết đến về mật mã được sử dụng để bảo vệ thông tin bí mật đã được tìm thấy khoảng 3.500 năm trước, khi một người ghi chép Lưỡng Hà sử dụng mật mã để che giấu công thức của lớp men gốm được sử dụng trên các tấm đất sét.

Vào thời cổ đại sau này, mật mã đã được sử dụng rộng rãi để bảo vệ thông tin quân sự nhạy cảm và vẫn còn phù hợp cho mục đích này cho đến ngày nay. Tại thành phố Sparta của Hy Lạp, tin nhắn được mã hóa bằng cách viết trên giấy da quấn quanh một hình trụ có kích thước nhất định, khiến thông điệp trở nên khó hiểu cho đến khi người nhận quấn nó quanh một hình trụ tương tự. Người ta cũng biết rằng các điệp viên ở Ấn Độ cổ đại đã sử dụng các thông điệp được mã hóa ngay từ thế kỷ thứ 2 trước Công nguyên.

Rất có thể mật mã tiên tiến nhất trong Thế giới Cổ đại đã được người La Mã đạt được. Một ví dụ đáng chú ý về mật mã La Mã, được gọi là mật mã Caesar, liên quan đến việc dịch chuyển các chữ cái của một thông điệp được mã hóa đến một số vị trí nhất định trong bảng chữ cái Latinh. Bằng cách biết hệ thống này và số lượng vị trí sắp xếp lại các chữ cái, người nhận có thể giải mã thành công một tin nhắn khó hiểu.

Sự phát triển trong thời Trung cổ và Phục hưng

Trong thời Trung cổ, mật mã ngày càng phát triển, nhưng mật mã thay thế, trong đó mật mã Caesar là một ví dụ, vẫn là tiêu chuẩn. Phân tích mật mã, ngành khoa học dùng để phá mã và mật mã, đã bắt đầu bắt kịp ngành khoa học mật mã vẫn còn tương đối sơ khai. Al-Kindi, một nhà toán học Ả Rập nổi tiếng, đã phát triển một phương pháp được gọi là phân tích tần số vào khoảng năm 800 sau Công Nguyên, khiến cho việc giải mã các mật mã thay thế trở nên dễ dàng hơn. Lần đầu tiên, những người cố gắng giải mã các tin nhắn được mã hóa có quyền truy cập vào một phương pháp có hệ thống cho phép mật mã phát triển hơn nữa mà vẫn hữu ích.

Năm 1465, Leone Alberti đã phát triển mật mã đa bảng chữ cái, được coi là giải pháp chống lại phương pháp phân tích tần số của Al-Kindi. Trong mật mã đa bảng chữ cái, một thông điệp được mã hóa bằng hai bảng chữ cái khác nhau. Đầu tiên là bảng chữ cái trong đó thông báo gốc được viết và thứ hai là bảng chữ cái hoàn toàn khác, trong đó thông báo xuất hiện sau khi mã hóa. Khi kết hợp với mật mã thay thế truyền thống, mật mã đa bảng chữ cái cải thiện đáng kể tính bảo mật của thông tin được mã hóa. Nếu người đọc không biết bảng chữ cái mà thông điệp được viết ban đầu thì phương pháp phân tích tần suất sẽ vô ích.

Các phương pháp mã hóa thông tin mới cũng được phát triển trong thời kỳ Phục hưng, bao gồm cả phương pháp mã hóa nhị phân phổ biến được phát minh bởi nhà bác học nổi tiếng Sir Francis Bacon vào năm 1623.

Những tiến bộ trong thời đại sau

Khoa học về Mật mã học đã tiếp tục phát triển nhanh chóng qua nhiều thế kỷ. Một bước đột phá lớn trong mật mã đã được Thomas Jefferson mô tả vào những năm 1790, mặc dù nó có thể chưa bao giờ được hoàn thành. Phát minh của ông, được gọi là bánh xe mật mã, bao gồm 36 vòng chữ cái trên các bánh xe chuyển động có thể được sử dụng để đạt được mã hóa phức tạp. Khái niệm này đã phát triển đến mức nó được dùng làm nền tảng cho mật mã quân sự của Mỹ cho đến Thế chiến thứ hai.

Thế chiến thứ hai cũng chứng kiến ​​một ví dụ hoàn hảo về mật mã tương tự được gọi là máy Enigma. Giống như mật mã bánh xe, thiết bị này được quân Trục sử dụng đã sử dụng các bánh xe quay để mã hóa một tin nhắn, khiến nó gần như không thể đọc được nếu không có câu đố sau. Công nghệ máy tính ban đầu cuối cùng đã được sử dụng để giúp giải mã Enigma. Việc giải mã thành công các thông điệp Enigma vẫn được coi là một phần quan trọng trong chiến thắng cuối cùng của Đồng minh.

Mật mã trong thời đại máy tính

Với sự ra đời của máy tính, mật mã đã trở nên tiên tiến hơn nhiều so với thời đại tương tự. Mạnh hơn bất kỳ mật mã cổ xưa hay thời trung cổ nào, mã hóa toán học 128-bit hiện là tiêu chuẩn cho nhiều thiết bị và hệ thống máy tính. Kể từ năm 1990, các nhà khoa học đã phát triển một dạng mật mã hoàn toàn mới, được gọi là mật mã lượng tử, với hy vọng một lần nữa cải thiện tính bảo mật của mã hóa hiện đại.

Gần đây hơn, các kỹ thuật mã hóa cũng đã được sử dụng để tạo ra tiền điện tử. Tiền điện tử sử dụng một số kỹ thuật mã hóa tiên tiến, bao gồm hàm băm, mật mã khóa công khai và chữ ký số. Các phương pháp này chủ yếu được sử dụng để đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu được lưu trữ trên blockchain và cũng để xác thực các giao dịch. Một dạng mật mã chuyên dụng được gọi là ECDSA, một thuật toán tạo chữ ký số được xác định trên một nhóm điểm đường cong elip, được sử dụng trong Bitcoin và các hệ thống tiền điện tử khác như một phương tiện cung cấp bảo mật bổ sung và đảm bảo rằng tiền chỉ có thể được sử dụng bởi họ. chủ sở hữu hợp pháp.

Mật mã học đã đi một chặng đường dài trong 4.000 năm qua và khó có thể dừng lại sớm. Miễn là dữ liệu nhạy cảm cần được bảo vệ thì mật mã sẽ tiếp tục phát triển. Các hệ thống mật mã được sử dụng trong chuỗi khối tiền điện tử ngày nay đại diện cho một trong những hình thức tiên tiến nhất của khoa học này. Chúng cũng là một phần của lịch sử truyền thống của nhân loại.