Этапы развития криптологии

В истории криптологии было три четко определенных фазы.

Первая фаза - период ручной криптографии, начавшийся с античных времен и продолжавшийся до Первой мировой войны. На протяжении всего этого этапа криптография была ограничена сложностью того, что мог разумно сделать шифровальщик с помощью простых мнемонических устройств. В результате шифры были ограничены размером не более нескольких страниц, т.е. всего несколькими тысячами символов. Общие принципы криптографии и криптоанализа были известны, но безопасность, которой можно было достичь, всегда ограничивалась тем, что можно было сделать вручную. Поэтому большинство систем можно было подвергнуть криптоанализу при наличии достаточного количества шифротекста и усилий. Можно сказать, что любая криптографическая схема, разработанная в течение этих двух тысячелетий, могла бы с равным успехом использоваться древними, если бы они знали о ней.

Вторая фаза, механизация криптографии, началась вскоре после Первой мировой войны и продолжается до сих пор. Применяемые технологии включали в себя либо телефонную и телеграфную связь (с использованием перфорированной бумажной ленты, телефонных коммутаторов и реле), либо вычислительные машины, такие как Брунсвиги, Маршанцы, Фаситы и Фридены (с использованием шестеренок, звездочек, храповиков, щеколд и кулачков). В результате появились роторные машины, которые использовались всеми участниками Второй мировой войны. Эти машины могли выполнять гораздо более сложные операции, чем это было возможно вручную, и, что более важно, они могли шифровать и дешифровать быстрее и с меньшей вероятностью ошибки. Соответственно, увеличился и безопасный размер шифров, так что стали возможны десятки и даже сотни тысяч символов. Переход от электромеханических устройств к электронным ускорил эту тенденцию. Чтобы проиллюстрировать прогресс, достигнутый всего за восемь десятилетий, в 1999 году правительство США разработало и изготовило на одном кремниевом чипе реализацию стандарта шифрования данных (DES) с пропускной способностью 6,7 миллиарда бит (6,7 гигабита) в секунду. Расширенный стандарт шифрования (AES) может быть реализован на одном кремниевом чипе для обработки 1010 бит в секунду (10 гигабит в секунду) в магистральном канале Интернета. За несколько секунд работы можно обработать триллионы битов шифра, по сравнению с десятками битов в секунду, которые были возможны при использовании первых механизированных шифровальных машин. К концу 20-го века объем шифротекста, с которым приходилось иметь дело на одном канале связи, увеличился почти в миллиард раз, и он продолжает увеличиваться с постоянно растущей скоростью.

Третья фаза, относящаяся только к последним двум десятилетиям 20 века, ознаменовала собой наиболее радикальные изменения - резкое расширение криптологии до информационной эпохи: цифровые подписи, аутентификация, общие или распределенные возможности для выполнения криптологических функций и так далее. Заманчиво приравнять эту фазу к появлению криптографии с открытыми ключами, но это слишком узкий взгляд. Третья фаза криптологии стала неизбежным следствием необходимости разработки способов выполнения электронной информацией всех функций, которые исторически выполнялись с помощью материальных документов.