Kryptografi genom tiderna

1999-09-01 13:27  
Var och en som någonsin läst en spionroman vet vilken enorm betydelse hemliga meddelanden har för att hålla spänningen uppe. Och tänk på alla skattkartor med mystiska tecken som förekommit i litteraturen.
 
Men kryptografi är inte bara pojkboksäventyr. Lösandet av hemliga chiffer har genom tiderna spelat en avgörande roll för vilka vägar historien tagit. Alla som studerat andra världskriget vet hur mycket det betydde för krigsutgången att de tyska koderna knäcktes av de allierade.
 
Nu är det inte var och en förunnat att i privatlivet få syssla med krypterade hemligheter som kan hota hela mänsklighetens fortbestånd. Men faktum är att vi praktiskt taget varje dag använder krypteringar utan att vi märker det. Alla elektroniska transaktioner - mellan banker, på Internet eller via bankomat - är krypterade.
 
Kryptering och hemliga meddelanden har inte bara blivit vardagsmat utan är en förutsättning för det moderna informationssamhället.
 
Den engelske författaren och vetenskapsjournalisten Simon Singh - känd för succéboken "Fermats gåta" - har skrivit en lättläst och spännande krönika över kryptologins historia, från antiken till våra dagar. "Kodboken" handlar om hur kryptering gått och går till, och hur snillrika forcörer lyckats knäcka vad som verkat fullständigt omöjligt.
 
I boken redogörs för hemlig skrift från antiken till våra dagar - allt från osynligt bläck till de senaste datakrypteringsmetoderna med öppna nycklar som används för transaktioner över Internet. Här finns historien om slaven med det yviga håret som hade ett hemligt meddelande tatuerat på hjässan. Här finns historien om hur den skotska drottningen Maria Stuart dömde sig själv till döden genom att röja sina konspiratoriska planer i undermåligt chiffrerade brev. Och här finns berättelserna om hur de egyptiska hieroglyferna och den fornkretensiska skriften Linear B kunde tolkas trots att man från början inte ens kände till språken de kryptiska texterna skrivits på.
 
Ett av de första klassiska chiffren går under namnet Caesarrullning. En lång pappersremsa lindas upp så den täcker en käpp med lämplig diameter och längd. Därefter skriver man sitt meddelande så att varje bokstav hamnar på var sitt varv på remsan. När man plockat bort remsan från käppen förefaller skriften obegriplig, men om mottagaren rullar upp remsan på en käpp med samma diameter som avsändarens så framträder skriften klart.
 
Det säger sig självt att denna metod inte är särskilt säker. En bättre metod är att byta ut bokstäverna i texten mot andra efter ett i förväg överenskommet system. Exempelvis kan man konsekvent låta A bytas till P, B till E, C till F osv. När mottagaren ska läsa texten byter han tillbaka.
 
Det sägs att det var araberna som på medeltiden fann en metod att forcera denna typ av chiffer. Araberna var först med att utveckla lingvistiken, och använde den nya kunskapen till kodknäckning. Om man exempelvis vet att den vanligaste bokstaven i svenska språket är e, så kan man gissa att den bokstav som är flitigast förekommande i en krypterad svensk text står för just e. Sedan kan man fortsätta med näst vanligaste bokstaven, undersöka återkommande bokstavskombinationer osv, och snart är chiffret knäckt.
 
För att täppa till luckorna uppfann en fransman vid namn Vignères ett chiffer där han bytte nyckel för varje bokstav som krypterades. Inte heller denna metod motstod forcörerna.
 
På 1920-talet patenterade den tyske uppfinnaren Arthur Scherbius en maskin som efter ett sinnrikt mönster krypterade text. Maskinen kallades "Enigma" och ansågs producera fullständigt oknäckbara chiffer. Den var stor som en vevgrammofon och innehöll förutom ett tangentbord en rad hjul hjul med elektriska kretsar som transponerade varje bokstav till en annan. För varje bokstav som skrevs in stegade hjulen sedan fram ett hack, varvid ett nytt transponeringsprogram trädde i funktion. Finessen med maskinen var att den var snabb och lätt att använda, och att man gjorde likadant både vid kryptering och dekryptering. Med rätt begynnelseinställning på hjulen var det bara för mottagaren att skriva in den krypterade texten, och ut kom klartext.
 
Enigman vidareutvecklades och blev standard i nazisternas krigsmaskineri. Den betraktades som fullständigt forceringssäker, ett klassiskt misstag i kryptosammanhang.
 
Redan 1934 hade en polsk matematiker vid namn Marian Rejevski lyckats simulera Enigmans funktion och finna en metod för att knäcka koden. Han konstruerade elektromekaniska räknemaskiner - "Bombes" - med vars hjälp han kunde pröva ett stort antal nycklar tills man fann den rätta. Polska underrättelsetjänsten kunde därför avlyssna tysk krypterad radiotrafik, och i god tid före den tyska inmarschen 1939 hade polackerna fört över sin kunskap och sina kodknäckningsmaskiner till England.
 
Där fortsatte arbetet. I Bletchley Park, en herrgård belägen ungefär mitt emellan Oxford och Cambridge, pågick dekryptering av tyska meddelanden i industriell skala. Idag är Bletchley Park museum. Besökarna kan leva sig in i hur forcörerna kämpade mot klockan för att dechiffrera meddelanden till och från de tyska ubåtarna ute på Atlanten och därigenom rädda de allierades konvojer från vargflockarna.
 
Medan den tyska maskinkoden kunde knäckas av de allierade, så lyckades japanerna aldrig begripa sig på det hemliga språk som amerikanska marinkåren kommunicerade med. Amerikanerna hade utbildat navajoindianer till radiooperatörer, och skickat ut dem till de stridande förbanden. Operatörerna kommunicerade på sitt eget språk - navajo - vilket var fullständigt obegripligt för alla utom dem själva. Dessutom gick det betydligt fortare att använda en navajotolk än en kodningsmaskin.
 
Tyvärr innehåller "Kodboken" ingenting om de svenska kryptoframgångarna under andra världskriget. Och inte heller något om Rudolf Hagelins krypteringsmaskin som länge användes med framgång av både amerikaner och svenska försvaret. Synd, när man nu kostat på sig att publicera en svensk upplaga av boken samtidigt som den engelska kommer ut.
 
Hur den svenska underrättelsetjänsten och uppsalamatematikern Arne Beurling knäckte den tyska diplomatiska telegramtrafiken 1940 fanns att läsa i Ny Teknik 1998:05. Sidan ligger utlagd på Internet som pdf-dokument på http://www.nyteknik.se/efterjobbet/krypto-98-05.pdf
 
En rad länkar till andra intressanta kryptosidor på nätet finns på vår hemsida http://www.nyteknik.se/ efterjobbet/ej-99-35

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer