Znasz to uczucie, gdy logujesz się do banku, a obok adresu strony świeci się mała kłódka? Spokojna głowa, to znak, że ktoś dobrze wykonał robotę. I nie, to nie magia ani tajne służby, tylko kryptologia, dziedzina, która cicho pilnuje naszych haseł, rozmów i pieniędzy.

25 stycznia obchodzimy Dzień Kryptologii. To data poświęcona trzem polskim naukowcom: Marianowi Rejewskiemu, Jerzemu Różyckiemu i Henrykowi Zygalskiemu. To właśnie oni zapisali się w historii, łamiąc szyfr niemieckiej Enigmy.

Enigma, czyli maszyna, która mieszała litery

Enigma pojawiła się w latach dwudziestych XX wieku. Zanim trafiła do wojska, chroniła nawet kontrakty handlowe. Jej sekret tkwił w sprytnym mechanizmie przestawiania liter.

To była bardzo ciekawa konstrukcja, ponieważ działała na zasadzie przestawiania liter. Przestawienie definiowały wirniki, które określały reguły, na przykład literka „a” przechodzi w „d”, a „b” zmienia się w „c”. Po każdym znaku wirnik przesuwał się o jedną pozycję, podobnie jak licznik w samochodzie, więc za każdym razem litery były szyfrowane w inny sposób.

Jak tłumaczy dr Michał Dolecki z Katedry Inteligencji Obliczeniowej Politechniki Lubelskiej, wirników było kilka, a sygnał po przejściu przez wszystkie wracał z powrotem. Efekt? Liczba możliwych kombinacji rosła lawinowo.

Polacy, którzy wyprzedzili epokę

Złamanie szyfru Enigmy to jedno z najbardziej spektakularnych osiągnięć w historii nauki. Polscy kryptolodzy dokonali tego, zanim jeszcze wybuchła II wojna światowa. Ich praca stała się fundamentem późniejszych działań aliantów.

Choć brzmi to jak historia z podręcznika, kryptologia jest dużo starsza. Jej ślady prowadzą do starożytnego Egiptu i Mezopotamii.

Hieroglify i pismo hieratyczne były używane przez wąską grupę kapłanów jako tajny dla nieumiejących czytać ludzi sposób zapisywania informacji o rytuałach czy obserwacji astronomicznych. Później pojawiły się listy wojskowe, rozkazy i transakcje handlowe. Na kryptologii opierał się cały świat. Zresztą tak jest i dzisiaj.

Trzy oblicza kryptologii

Współczesna kryptologia kręci się wokół trzech obszarów. Zabezpieczania informacji, metod łamania zabezpieczeń oraz ukrywania samego faktu, że jakakolwiek informacja jest przesyłana. A skoro nasze życie przeniosło się do sieci, kryptologia poszła tam razem z nami.

Od liter do zer i jedynek

Dziś nikt już nie szyfruje pojedynczych liter. Liczą się bity, czyli zera i jedynki.

Jedna litera to 8 bitów, ale nowoczesna kryptografia operuje na blokach liczących setki albo tysiące bitów. Komputery radzą sobie z nimi błyskawicznie. Dla osoby próbującej złamać szyfr to jednak spory problem. Musi znać długość bloku i sposób ułożenia danych. Bez tego analiza staje się wyjątkowo trudna.

Kryptografia w codziennym życiu studenta

Z efektów kryptografii korzystasz codziennie, nawet o tym nie myśląc.

Gdy w pasku przeglądarki widzisz HTTPS i symbol kłódki, oznacza to, że dane przesyłane między tobą a serwerem są zaszyfrowane. Przy logowaniu do serwisów czy bankowości internetowej zawsze warto sprawdzić, czy certyfikat jest poprawny i połączenie bezpieczne.

Co dalej z kryptologią

Największym wyzwaniem są dziś komputery kwantowe. Stają się coraz bardziej efektywne i mogą zmienić reguły gry.

Algorytm Shora pozwala na szybką faktoryzację liczb, czyli operację, na której opiera się obecna kryptografia. Dla klasycznych komputerów to twardy orzech do zgryzienia. Dla kwantowych może okazać się znacznie prostszy.

Kryptolog, czyli kto

Kryptolog to połączenie matematyka, informatyka i specjalisty od cyberbezpieczeństwa. Dziś ten termin częściej pojawia się na uczelniach niż w ofertach pracy. Firmy szukają ekspertów od cyberbezpieczeństwa, którzy znają matematykę i rozumieją systemy informatyczne.

Jeśli myślisz o kierunku cyberbezpieczeństwo, to kryptologia jest jednym z tych tematów, od których nie da się uciec. To właśnie ona stoi za ochroną haseł, bankowością internetową, certyfikatami HTTPS i bezpieczną komunikacją w sieci.

Jak podkreśla dr Michał Dolecki, sam termin „kryptolog” ma dziś głównie charakter akademicki. Firmy szukają specjalistów od cyberbezpieczeństwa, którzy rozumieją matematykę, algorytmy i działanie systemów informatycznych. Dokładnie tego uczy kryptologia.

Do tego dochodzą nowe wyzwania, jak rozwój komputerów kwantowych, które w przyszłości mogą zagrozić obecnym metodom szyfrowania. To oznacza jedno: potrzeba ludzi, którzy będą umieli projektować i analizować zabezpieczenia od podstaw.

Jeśli więc kręci cię świat danych, algorytmów i cyfrowej ochrony, kryptologia przestaje być historią o Enigmie. Staje się bardzo konkretnym zapleczem dla cyberbezpieczeństwa i przyszłej pracy w IT.