رمزنگاری هنرِ ابداعِ کدها و الگوریتم‌هاست
مروری بر رمزنگاری
رمزنگاری (cryptography) به عملِ پنهان کردنِ اطلاعات می‌گویند و هدف از آن انتقالِ اطلاعات به شیوه‌ایست که دسترسی به اطلاعات تنها به گیرنده‌یِ موردنظر محدود شود حتی اگر خودِ مطلبِ رمزگذاری شده در هنگامِ انتقال توسطِ افرادِ دیگر دریافت گردد. فنونِ رمزنگاریِ موجود به دو دسته‌یِ سنتی و نوین تقسیم می‌شوند. رمزنگاریِ سنتی که در زمان‌هایِ گذشته مورد استفاده قرار می‌گرفت شاملِ شیوه‌هایِ دستیِ ساده‌ای مانندِ تغییرِ ترتیبِ حروف و یا عوض کردنِ یک سری از حروف با حروفِ دیگر بود. در مقابل فنونِ جدید از کامپیوترها که تواناییِ به کارگیریِ الگوریتم‌هایِ پیچیده را دارا هستند استفاده می‌کنند. علاوه بر این کامپیوترها می‌توانند هر نوع داده‌ای را که قابلِ نمایش دادن به صورت دودویی (binary) باشند رمزگذاری کنند، برخلافِ روش‌هایِ سنتی که تنها به متن‌هایِ نوشتاری محدود می‌شدند. با توجه به پیدایشِ شبکه‌هایِ ارتباطی مانندِ اینترنت، ایمیل و تلفن‌هایِ همراه که در آن‌ها از طریقِ یک کانالِ عمومی اطلاعاتِ مهمِ سیاسی، تجاری، مالی و شخصی مبادله می‌شود، علمِ رمزنگاری از اهمیتِ روزافزونی برخوردار گردیده است.
 |
 |
| Whitfield Diffie |
Martin Hellman |
دو شاخه‌ی رمزنگاریِ کلاسیکِ نوین را می‌توان رمزنگاریِ کلیدِ عمومی (PKC) و سری (SKC) عنوان نمود.
رمزنگاری هنرِ ابداعِ کدها و الگوریتم‌هاست. در رمزنگاری اطلاعات توسطِ یک الگوریتم رمزگذاری و توسطِ یک الگوریتمِ دیگر رمزگشایی می‌گردد که پنهان ماندنِ اطلاعات به امن بودنِ هر دو مرحله بستگی دارد. در روشِ SKC (رمزنگاریِ کلید سرّی) این الگوریتم ها اعلامِ عمومی می‌شوند بدونِ این که امنیتِ متن در معرض خطر قرار گیرد. به این ترتیب که در این روش یک کلیدِ سری (یا دو کلید که به سادگی از روی هم قابل محاسبه باشند) بین دو استفاده‌کننده به اشتراک گذاشته می‌شود و به‌همراه الگوریتم‌ها برای تبدیل متن به رمز و بازگرداندن آن به حالت عادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یک کلید مجموعه‌ای از پارامترها است که سری ماندنِ آن مهم‌ترین مساله در سری ماندنِ پیام در این روش است. اما مساله‌یِ اصلی در این روش مبادله‌یِ یک کلید سری است به این ترتیب که یا دو فرد باید با هم ملاقات کنند که بر سر یک کلید توافق کنند، که روش مناسبی در اغلب موارد نیست، یا باید از طریقِ یک کانالِ ارتباطیِ سری با هم تماس بر قرار کنند، که با توجه به حجمِ بالایِ تعداد افرادی که تمایل به فرستادنِ اطلاعات دارند ایجادِ کانال‌های سری به‌تعداد زیاد عملا غیرممکن است و اگر هم باشد به هر حال سختیِ ورود به این کانال به‌معنیِ غیرممکن بودنِ آن نیست. برایِ از بین بردنِ مشکلِ توزیعِ کلید، رمزنگاریِ PKC (رمزنگاریِ کلید عمومی) در سال 1976 در مقاله‌یِ Whitfield Diffie و Martin Hellman معرفی شد. در این روش از دو کلیدِ متفاوت اما از نظر ریاضی مرتبط استفاده می‌شود: کلیدِ عمومی و خصوصی. کلیدِ عمومی که در مرحله‌یِ رمزگذاری استفاده می‌شود می‌تواند در اختیارِ عموم قرار گیرد ولی کلیدِ خصوصی که برایِ رمزگشایی استفاده می‌شود باید سری بماند. برایِ مثال سیستمِ RSA یک نمونه از PKC است که در آن فردی که می‌خواهد پیامی دریافت کند باید دارایِ یک جعبه پیامِ (mailbox) با دو قفل باشد. صاحبِ جعبه میل یک کلید برای انداختنِ پیام به داخلِ جعبه منتشر می‌کند ولی تنها خودِ او کلیدِ باز کردنِ جعبه و خواندنِ پیام‌ها را دارد. این روش از دو تبدیلِ متقابلاً عکسِ هم استفاده می‌کند که در آن انجام عملیات ریاضی از یک سو بسیار ساده‌تر از سوی دیگر است. به این ترتیب کلیدِ عمومی به شکلی طراحی می‌شود که محاسبه‌یِ کلید خصوصی از رویِ آن عملا غیرممکن باشد. بنابراین در این روش استفاده‌کننده‌ها نیاز ندارند که بر سرِ یک کلیدِ سری توافق کنند و این روش امنیتش را به دشواریِ محاسبه‌یِ کلیدِ خصوصی وابسته است. پس اگر فناوریِ جدیدی با قابلیتِ پردازشِ سریع مانندِ کامپیوترهایِ کوانتومی اختراع شوند امنیت این روش نیز یک شبه بر باد خواهد رفت.
 |
| Artur Ekert |
رمزنگاریِ کوانتومی اولین بار توسطِ Stephen Wiesner در اوایل دهه‌یِ 1970 ارائه شد که مقاله‌یِ وی در این زمینه در سال 1983 به چاپ رسید و در سالِ 1990 یک دانشجویِ دوره‌ی دکتریِ دانشگاهِ oxford به نامِ Artur Ekert روشِ دیگری برای رمزنگاری کوانتومی ارائه داد. رمزنگاریِ کوانتومی تنها برایِ تولید و توزیعِ کلید استفاده می‌شود و نه برای انتقالِ اطلاعات. این کلید در مراحلِ بعدی می‌تواند با هر الگوریتمِ رمزگذاری (یا رمزگشایی) برایِ تبدیلِ پیام به رمز یا برعکس استفاده شود. برخلافِ رمزنگاریِ کلاسیک که به دشواریِ انجامِ عملیات ریاضیِ به خصوصی وابسته است، نمی‌تواند شنودکننده (فردی که از راه‌هایِ غیرمجاز می‌خواهد به اطلاعات دسترسی یابد) را آشکارسازی نماید و پنهان ماندنِ کلید را تضمین کند، رمزنگاریِ کوانتومی که بر پایه‌یِ اصولِ مکانیک کوانتومی استوار است از بین بردنِ تمامیِ این مشکلات را وعده می‌دهد.