و ذا النون اذ ذهب مغاضباً فظن ان لن نقدر عليه فنادي في الظلمات ان لا اله الا انت سبحانک اني کنت من الظالمين فاستجبنا له و نجيناه من الغم و کذلک ننجي المؤمنين

چهارشنبه، اردیبهشت ۲۰، ۱۳۸۵

رمزنگاری و رمزشکنی

در طي تاريخ نياز به رفتار محرمانه اهميت داشته است. دولتها و مردم عادي به طور فزاينده اي در جستجوي راهي براي محرمانه نگه داشتن نقل و انتقال پيامهاي خاص و اطلاعات مهم به نحوي که تنها گيرنده مورد نظر به موضوع پيام دسترسي داشته باشد و آن را درک کند بوده اند. اين نياز به پيام محرمانه موجب اختراع و شکل گيري هنر پنهان کاري، رمز نويسي و رمزسازي شد. در عوض نياز به دسترسي به اطلاعات باعث گسترش روشهاي رمزشکني شده است.اين روشها به طور اصولي به نقاط ضعف خاصي که يک رمز يا شيوه پنهان کاري ممکن است داشته باشد حمله مي کنند و اطلاعات مورد جستجو را به طور روشن و قابل فهم در اختيار حمله کننده قرار مي دهد

شواهد از پيامهاي مخفي در تمامي تاريخ قابل مشاهده است. اين نمونه ها در بسياري موارد تأثيرات قابل توجهي بر روند تاريخ داشته اند چنان که گاه نتايج جنگها و ظهور و سقوط يک شاه يا ملکه را تعيين مي کرده اند. پنهان کردن ساده يک پيام يا پنهان کاري مي تواند روش مؤثري باشد که از طريق آن بک پيام مي تواند بدون آن که از سوي دشمن تشخيص داده شود و جلو آن گرفته شود انتقال يابد. مؤثربودن يک مورد پنهان کاري در هر حال به دقتي که براي مخفي کردن يک پيام به کار مي رود و نيز کارايي روشهاي ضداطلاعاتي دشمن و اصرار آنان در جستجو و بررسي پيک يا ابزار پيام رساني وابسته است

در قرن پنجم ميلادي يک زنداني يوناني به نام دماراتوس که در امپراطوري ايران زندگي مي کرد شاهد ساخت و ساز و جمع آوري نيروهاي رزمي از سوي پادشاه ايراني بود. پادشاه ايران با قصد گشودن يونان و اسپارتان در حال فراهم آوردن يک ناوگان عظيم بود و در اين انديشه بود که به طور غافلگيرانه حمله کند و قبل از اين که نيروهاي دفاعي يوناني بتوانند وارد عمل شوند به يک پيروزي آسان دست يابد. دماراتوس با احساساتي از ميهن پرستي تصميم گرفت به اسپارتانها هشدار دهد. اما اين کاري ساده نبود زيرا او داخل امپراطوري ايران بود و هر شکلي از ارتباط بين او و يونانيان مي توانست قطع شده و منجر به اعدام او شود. بدين ترتيب او دست به اقدامي نبوغ آميز زد. او چند لوح چوبي نوشتني را از موم محافظ مخصوص خود پاک کرد و پيام خود را بر روي آنها نوشت و سپس آنها را به حالت اول خود با موم پوشاند. لوحها که به نظر مي رسيد خالي هستند از تمامي نگهبانان ايراني و نقاط بازرسي گذشتند. لوحها به اسپارتا رسيدند و يک شاهزاده هوشمند توانست معما را حل کند و دستور داد موم لوحها را پاک کنند. و بدين ترتيب پيام دماراتوس هويدا شد. يونانيان سپس وارد عمل شدند و توانستند سپاهيان را پيش از تهاجم ايرانيان آماده کنند. ايرانيان با از دست دادن مؤلفه غافلگيري جنگ را باختند. ناوگان آنان در کمند کميني که بوسيله يونانيان مهيا شده بود گرفتار شد

اگرچه پنهان کاري در بسياري موارد مي تواند روش مناسبي براي مخفي کردن پيام باشد موفقيت يا عدم موفقيت آن وابسته به کشف نشدن پيام از سوي دشمن است. اگر نگهبانان ايراني موم را از روي لوحها برداشته بودند نتيجه جنگ پادشاه ايران با يونانيان تغيير مي کرد. با چنين نقطه ضعف مشخصي در روش پنهان کاري ابداع روش رمزنگاري حتمي بود

رمزنگاري روشي است که بوسيله آن پيام به نحوي تغيير پيدا مي کند که براي هر کسي جز گيرنده مورد نظر بي معني به نظر مي رسد. چنين کاري اصولاً از دو راه اصلي قابل انجام است؛ يکي با جابجايي موقعيت حروف يا کلمات در داخل پيام و ديگري با جايگزين کردن حروف يا کلمات پيام با حروف و کلماتي ديگر انجام مي شود. اين دو روش به ترتيب "جابجايي" و "جايگزيني" ناميده مي شوند. براي اين که متن جابجايي مؤثر و ايمن باشد بايستي به جاي جابجا کردن کلمات، حروف جابجا شوند. با اين روش پيام به طور مؤثري در هم مي ريزد و يک متن در هم ريخته بوجود مي آيد. يک متن جابجايي به عنوان مثال مي تواند با معکوس کردن حروف يک کلمه ايجاد شود. اين روش با اعمال جابجايي در حروف تمامي جملات يا تمامي پيام به جاي جابجايي در حروف هر کلمه به تنهايي مؤثرتر خواهد بود. اگر جابجايي محدود به کلمات يا ترتيب مشخصي نباشد تعداد احتمالات مختلف براي جابجا کردن يک پيام سي و پنج حرفي به پنجاه هزار ميليارد ميليارد ميليارد حالت مشخص متفاوت افزايش مي يابد. رمزگشايي از چنين متني براي رسيدن به ترتيب صحيح پيام ناممکن است حتي اگر تمامي مردم روي زمين هر يک دقيقه يک ترتيب مشخص از پيام را بررسي کنند. بدين ترتيب جابجايي سطح بالايي از امنيت را در اختيار مي گذارد. اما متن در هم ريخته اي که اين روش توليد مي کند مي تواند به طور فزاينده اي مشکل باشد به نحوي که حتي گيرنده مورد نظر هم قادر نباشد آن را رمز گشايي کند. به اين علت روش جابجايي بايد با ساختاري ساده و مستقيم که پيشاپيش از سوي فرستنده و گيرنده مورد توافق قرار گرفته باشد صورت پذيرد

جايگزيني روش ديگري است که بوسيله آن معناي يک پيام مي تواند مخفي داشته شود. اين روش مي تواند از دو مسير انجام پذيرد. يا کلمات با کلمات رمزي ديگري جابجا مي شوند يا حروف داخل پيام با حروف يا نشانه هاي ديگري جايگزين مي شوند. جايگزيني مي تواند با تصميم گيري درباره يک کليد اختصاصي و ترکيب آن با يک الگوريتم آسان شود. کليد چيزي است که روش خاصي از جايگزيني را توضيح مي دهد. الگوريتم حروف و نشانه هايي که در متن جايگزيني مورد استفاده قرار گرفته اند را با ترتيب مشخصي ذکر مي کند. با ترکيب و به کار بردن اينها بر روي يک متن ساده، کليد و الگوريتم يک متن رمزي (صفر) مي سازند. با استفاده از چنين روشي در الفباي ساده انگليسي و با فرض اين که الگوريتم هر ترتيبي از حروف مختلف مي تواند باشد مي توان بيش از چهارصدميليون ميليارد ميليارد ترکيب متفاوت مشخص از حروف و تعداد مشابهي از متون رمز (صفرها) را ساخت. بدين ترتيب سطح بالايي از ايمني بوجود مي آيد به شرطي که در حالي که کليد در دسترس غير قرار ندارد، گيرنده به آن دسترسي داشته باشد

با استفاده از روش ساده جايگزيني در رمزنگاري، پيامهاي مهم و اطلاعات حساس از چشمان کاوشگر دشمن براي قرنها در امان مي ماندند. هر تلاشي براي شکستن چنين پيامهاي رمزي عبث بود و شبهاي بيخوابي هيچ نتيجه اي به دست نمي داد. برخي مردم حتي در اين انديشه افتاده بودند که چنين پيامهاي رمزي غيبي و قدسي اند. تا اين که در قرن نهم ميلادي يک دانشمند مسلمان در بغداد چهره رمزنگاري را براي هميشه دگرگون ساخت

در طي حکومت عباسي شرايط اقتصادي مرفه کشور به مردم اجازه مي داد پيگير علائق مطالعاتي، آموزشي و تحقيقاتي در تمامي زمينه ها باشند. مردم تهييج به تعليم مي شدند . کتابها با دست رونويسي مي شدند و در کتابخانه ها و کتابفروشيهاي متعدد به فروش مي رسيدند. آثار يونانيان، ايرانيان و ديگران ترجمه مي شدند و در دسترس هر خانواده اي قرار مي گرفت. تعاليم اسلامي نيز براي تمامي مسلمانان پيگيري و يادگيري تمامي علوم را به يک اندازه واجب کرده بود. در چنين وضعيتي بود که شرايط براي تولد تحليل رمز فراهم آمد. رمزگشايي يک پيام رمز براي اولين بار بوسيله يک دانشمند مسلمان به نام الکندي صورت گرفت

ابويوسف يعقوب ابن اسحاق الکندي يک عرب نژاد از اخلاف خاندان سلطنتي کنده بود که اصليتي از جنوب عربستان داشت و با ريشه هايي افسانه اي همچون قيس مرتبط بود. الکندي در کوفه عراق حدود سال 800 ميلادي متولد شد. کوفه در آن زمان مرکز تعليم و فرهنگ اسلامي بود. اين وضعيت، شرايط را براي تضمين بهترين آموزش ممکن براي او مهيا ساخت. پدرش فرماندار کوفه بود و پيش از او پدربزرگش عهده دار اين کار بود. اما کندي تصميم گرفت يا از سوي خليفه مأمون مورد دعوت قرار گرفت تا به بغداد برود. او در آنجا به عنوان يک خطاط در دانشکده تازه تأسيس دار الحکمه منصوب شد. آنجا کندي در همراهي با خوارزمي و برادران بانو موسي بر روي ترجمه متون يوناني به عربي کار کرد. هر چند باور بر اين است که کندي چندان در کار حقيقي ترجمه درگير نشد و احتمالاً بيشتر نوشته هاي ديگران را اصلاح مي کرد و نوعي کار ويرايشي تصحيحي انجام مي داد

در حقيقت کندي تحت تأثير فلاسفه يوناني به خصوص سقراط و ارسطو که آثارشان را ترجمه مي کرد قرار گرفت. اين موضوع در بسياري آثار خود او درباره فلسفه ديده مي شود. کندي نزد مردم به خاطر آثارش درباره فلسفه شناخته مي شد اما او همچنين کارهايي در زمينه رياضيات، پزشکي، نور، نجوم و بسياري علوم مهم و مورد توجه زمان انجام داد. تولد تحليل رمز به جامعه اي نياز دارد که به معيارهاي بالاي توسعه در سه رشته مهم زبان شناسي، آمار و رياضيات رسيده باشد. اين شرايط در زمان کندي که در اين سه رشته و بيش از اينها تسلط داشت در دسترس قرار گرفت. کندي با کار کردن بر روي صفرها و نوشته هاي رمزي که از منابع يوناني و رومي به دست مي آمدند و با دسترسي به روشهاي رمزنگاري که در آن زمان مورد استفاده قرار مي گرفتند توانست تحليل رمز را با دو جمله در بزرگترين رساله خود با عنوان "نوشته اي درباره رمزگشايي پيامهاي رمزي" چنين توضيح دهد

يک راه براي حل کردن يک رمزنگاري، اگر زبان پيام مورد نظر را بدانيم اين است که يک متن متفاوت و معمولي از آن زبان را به دست آوريم که حجمي معادل يک صفحه يا بيشتر داشته باشد و سپس تکرار هر حرف را در آن متن بشماريم. پرتکرارترين حرف متن را اول مي ناميم، پرتکرارترين حرف بعدي را دوم مي گوييم، پرتکرارترين حرف بعدي سوم ناميده مي شود و به همين ترتيب کار ادامه مي يابد. تا اين که تمامي حروف مختلف نمونه متن معمولي حساب شوند. سپس به متن صفري که مي خواهيم حل کنيم نگاه مي کنيم و نشانه هاي آن را نيز تقسيم بندي مي کنيم. پرتکرارترين نشانه را مي يابيم و آن را به شکل حرف اول در متن نمونه تغيير مي دهيم. معمولترين نشانه بعدي به شکل حرف دوم تغيير داده مي شود و به همين ترتيب کار ادامه پيدا مي کند تا اين که تمامي نشانه هاي رمزنگاري را جايگزين کنيم

روش کار کندي با نام تحليل تکرار خوانده مي شود که به سادگي شامل محاسبه درصد حروف يک زبان خاص در متن معمولي از يک طرف و محاسبه درصد حروف در صفر از طرف ديگر و سپس جايگزيني نشانه ها با حروفي که درصد يکساني از تکرار دارند مي شود. البته براي کارايي اين روش در اختيار داشتن يک متن طولاني مطلوب است. اين احتمال نيز وجود دارد در برخي موارد حروفي که مکرراً در نوشته ها و صحبتهاي معمولي مورد استفاده قرار مي گيرند با بدشانسي رمزشکن يا عمداً با هدف منحرف کردن او از سوي رمزنگار در رمزنگاري (صفر) با تواتر کمتري مورد استفاده قرارگيرند. تجربه، کار سخت و حدس زني در بسياري موارد بيشتر تحليلگران مصمم رمز را موفق مي سازد حتي پيچيده ترين صفرها را بشکنند. اين روش رمزشکني که بيشتر مبتني بر برخي نقاط ضعف و آسيب پذير ساختار رمزنگاري است، رمزنگاران را مجبور کرد روشهاي جديدي بوجود بياورند تا امنيت پيامهاي خود را تضمين کنند. چنين روشهايي به وفور و به سادگي بوسيله تحليلگران رمز با استفاده از تحليل تکرار مورد شناسايي قرار مي گرفتند. برخي از اين روشها شامل استفاده از کلمات رمزي، استفاده از حروف پوچ در متن صفر يا استفاده از کلمات منقوط که به طور اتفاقي در متن تکرار مي شدند بود. پوچ، نشانه اي در متن صفر است که معادل هيچ حرفي در الفباي زبان مورد نظر نيست

رمزنگاري هنوز امروز هم يک علم مهم در در تمدن کنوني است که بوسيله دستگاههاي اطلاعاتي يا در تأمين امنيت فردي مورد استفاده قرار مي گيرد. توسعه تحليل رمز منجر به پيشرفت همگام در علم رمزنگاري شد و اين راه را براي توسعه بزرگترين دستاورد بشر امروز باز کرد؛ کامپيوتر، اينترنت و دنياي ديجيتال

اين نوشته ترجمه اي از اين متن است

هیچ نظری موجود نیست: