Kryptiske samtaler

Med mindre du er godt over middels interessert i SIM-kort og passordsikkerhet har du muligens ikke lagt merke til det: Vi lever i kryptografiens tidsalder. Det kan vi takke Cæsar og den romerske krigsindustrien for:

– Når du er i krig må du kunne sende og få beskjeder uten at fienden kan lese dem, forklarer Stig Frode Mjølsnes, professor i telematikk ved NTNU og kryptografiekspert.

– For å få til dette, skal Julius Cæsar ha funnet opp kodemetoden vi i dag kaller Cæsar-chiffer. Den er veldig enkel: Du flytter hvert tegn i en tekst et gitt antall bokstaver nedover alfabetet. Om man har en forskyving på tre blir ABC til DEF, sier han.

Så «Angrip ved daggry» blir «DRJULS YH GDJJUØ», i alle fall om Cæsar av en eller annen grunn bestemte seg for å skrive på norsk. Ulempen med dette systemet var at disse første kryptografiske kodene ikke var spesielt vanskelige å knekke.

– I alle vesteuropeiske språk er noen bokstaver mye vanligere enn andre. E, R og T for eksempel. Da kan hvem som helst begynne å telle etter i en kodede tekst og knekke kodenøkkelen som et slags kryssord, sier Mjølsnes.

Dermed måtte kryptografien bli mer komplisert.

Melding og støy

Det neste store utviklingen skjedde etter Renessansen. Gjennom en flom av store kriger og revolusjoner fremover mot vår tid, ble skjulte kunnskap stadig viktigere. Dermed begynte krigere og opprørere å bruke en utvidet utgave av Cæsar-teknikken, det vi i dag kaller Vigenère-chiffer, oppkalt etter den franske diplomaten Blaise de Vigenère. I Vigenère system er ikke alle bokstavene forskjøvet likt. Så hvilke tegn som er en kodet A er ikke nødvendigvis lik gjennom hele den kodede teksten. Dermed var krypteringen bedre, men også vanskeligere å huske.

I denne tidlige delen av kryptografihistorien var det viktig at nøklene man trengte for å åpne kodene ikke var så vrien at en person ute på slagmarken ikke klarte å lese meldinger han eller hun mottok. Koden-nøklene måtte være korte og brukervennlige for mennesker. Så hvordan havnet vi i dagens situasjon, hvor kodebrekking er kamp mellom maskiner, og ikke menneskehoder?

– Alt endrer seg når man får moderne regne- og informasjonsbehandlingsmaskiner. En av de viktigste personene i den moderne kodeverden er telefoningeniøren Gilbert Vernam. På slutten av 1910-tallet oppfant han det som fortsatt i dag er en uknekkelig kode: strømchifferet.

Slik tenkte Vernam metoden sin anvendt: Du koder en beskjed om til en serie hull på et hullbånd, så lager du et like langt hullbånd med helt tilfeldig plasserte hull. Deretter kopierer du hullene fra begge båndene over på et bånd. Det blir den kodede meldingen. For en person eller en maskin som leser av dette båndet blir det helt umulig å skille støy fra den faktiske meldingen, i alle fall uten å ha kodenøkkelen, det vil si det originale båndet med tilfeldige hull. Lett som en plett altså.

– Dette systemet kan gjøres absolutt uknekkelige. Det er bare en catch: Kodenøkkelen må være like lang som meldingen du sender, og hvordan får du denne nøkkelen levert over til leseren? Jo, den må også sendes eller leveres med kurer, og kan dermed oppdages av fienden på samme måte som meldingen du i første omgang ville skjule. Dermed er du like langt.

Gåten Enigma

Man hadde altså den perfekte koden, men den var vanskelig å bruke. Så da andre verdenskrig brøt ut brukte både tyskerne og de allierte knekkbare koder, i alle fall teoretisk sett. Problemet var at hver av dem hadde et astromonisk høyt antall mulige løsninger. Den mest beryktede av dem var Enigma.

Tyskernes Enigma-kodemaskiner benyttet seg av et system roterende tannhjul, hvert hjul omstokket hvordan en bokstav skulle kodes om, som en videreutvikling av Cæsar og Vigenères teknikk. Hvilken måte omstokkingen skulle skje på, var bestemt av en stadig varierende kodenøkkel brukerne av maskinen kjente til.

Etter intens leting og kamp, blant annet langs Norgeskysten, klarte britene til slutt å få tak i en Enigma-maskin. Det er her det matematiske geniet Alan Turing, den tragiske helten i Morten Tyldums nye storfilm The Imitation Game, kommer inn. Han forsto at antallet mulige kombinasjoner Enigma-maskinen kunne produsere var høyere enn antallet atomer i universet. Men gjennom noen smarte analyser klarte han å vise at det sannsynlige antallet kombinasjoner var mye lavere. Dermed kunne han og hans kolleger, ved å mate informasjonen inn i en enorm nybygd proto-datamaskin – «bomben» som den ble kalt – lete etter mønstre i tyske meldinger, og avkode dem. Enkelte mener dette forkortet krigen med to år. Og enda viktigere: Det startet data-revolusjonen.

– Den moderne impulsen for å lage automatiserte beregninger skyldes i stor grad disse kryptoanalyse-maskinene, sier Mjølsnes.

Mennesket på sidelinjen

Etter andre verdenskrig, med stadig mer komplekse datamaskiner og algoritmer, var ikke kryptografi lenger en kamp mellom personer, men mellom maskiner. Mennesket ble grundig satt til side. Som den lite optimistiske teknologifilosofen Friedrich Adolf Kittler sier det: «Selv hemmelige dokumenter mister sin kraft når de virkelige datastrømmene ikke lenger tar veien om skrift og skrivere, men kun sirkulerer i form av uleselige tallrekker mellom datamaskiner i nettverk.»

Men kryptografien er også det som lar oss mennesker prate sammen.

– Krypteringen er helt essensielle for all trygg digital kommunikasjon. SIM-brikken i mobilen din for eksempel, er egentlig en krypteringsbrikke som lar deg komme i kontakt med mobiltårn og Internett, forteller Mjølsnes.

To bøker om koding, og to smarte kodeløsninger du kan prøve selv ...

The Man Who Knew Too Much
David Leavitt

Morten Tyldums Alan Turing-film har fått jevnt over gode kritikker. Men om du vil ha et litt mer inngående blikk på mannens liv, kan du lese denne boken. På en enkel måte presenteres Turings komplekse teorier om tenkende maskiner og matematikkens innebygde svakheter. I tillegg får du hele den tragiske historien om hvorfor geniet tok sitt eget liv.

The Code Book
Simon Singh

Vil du lese mer om hele kodingens historie kan du skaffe deg denne godbiten. Her får du en detaljert gjennomgang av hvordan kodene har utviklet seg fra antikken og frem til i dag. Du får lære om de største kryptografi-mesterne, fra den skotske dronningen som ble fanget av sin egen kode via Enigma og frem til i dagens datakryptografi.

Bokchiffer
Hemmelige beskjeder gjennom yndlingsboka di.

Her har du et kodechiffer du selv kan bruke: Sender og mottaker avtaler på forhånd å bruke en bok som begge har tilgjengelig (det må være samme utgave for å sikre lik tekst). Den hemmelige meldingsnøkkelen er da et sidenummer. Ved hjelp av den kan man sende koordinatene til ord man ønsker å utrykke: 12,6,1 for eksempel, betyr side 12, linje 6, ord 1. Perfekt for å starte en hemmelig romanse med noen du møter på biblioteket.

Hjulchiffer
Enkel kodemaskin

Dette apparatet består av en serie ringer som hver og en har hele alfabetet påskrevet i tilfeldig og omkalfatret rekkefølge. Disse ringene er tredd på en sylinder. Sender og mottaker blir enig om rekkefølgen disse ringene skal tres på. Kodeskriveren finner frem til en melding i klartekst ved å vri på ringene, men sender videre den kodede beskjeden som da oppstår et annet sted på apparatet. Du kan lage et hjulchiffer ved hjelp av en dorull og noen papirstrimler.