lauantai 20. tammikuuta 2018

Decipher: The Greatest Codes Ever Invented and How to Break Them

Mark Frary, Decipher: The Greatest Codes Ever Invented and How to Break Them. Modern Books, London, UK, 2017.

Tietokirjan nimessä esiintyvä superlatiivi kertoo kustantajan on epävarmuudesta: ilman paisuttelua aihepiiri ei sellaisenaan riitä herättämään huomiota. Mark Fraryn salakirjoituksen historiaan pureutuva Decipher: The Greatest Codes Ever Invented and How to Break Them (2017) tehostaa näkyvyyttään myös kytkemällä superlatiiviin universaalikvanttorin: parhaat salaustekniikat koskaan. Lisäksi se lupaa keinot salaustekniikoiden purkamiseen, mikä parhaiden salaustekniikoiden kohdalla on tietenkin mahdotonta.

The Greatest voi tietenkin tarkoittaa parhaan sijaan eniten huomiota saanutta. Siinä mielessä Fraryn kirja lunastaa ainakin puolet herättämistään odotuksista. Kun vielä pirteään kansipaperiin painettu kustantajan internetsivusto vastaa virheilmoituksin — uuden vuoden jälkeen sivusto heräsi uudelleen — on kansien välissä odotetusti liuta kirjoitusvirheitä.

* * *
 
Viestien salaamisen historia on teknologian historiaa. Salaaminen voi olla viestien kätkemistä, steganografiaa. Herodotos kertoo kaljuksi ajellun orjan päähän tatuoiduista viesteistä; hiusten kasvettua takaisin viestinviejä lähetettiin matkaan. Puulevyyn kaiverretun kirjoituksen voi peittää  vahalla, tai kirjeen voi kirjoittaa näkymättömällä musteella. Fraryn kirja keskittyy kuitenkin viestin varsinaiseen salaamiseen, mihin käytetään koodeja (engl. code) ja salakirjoitusta (engl. cipher). Edellinen tarkoittaa, että viesti koostuu koodisanoista, joiden merkitys ratkeaa viestin ulkopuolisesta koodikirjasta, jonka lähettäjä ja vastaanottaja ovat keskenään sopineet. Jälkimmäisen tekniikan viesti on järjestetty kirjaimiksi niin erikoisella tavalla, ettei sen lukeminen onnistu helposti ilman salaustekniikan tai -avaimen tuntemista.

Yksinkertaisimmillaan salakirjoitus voi olla aakkoston sinksauttamista järjestelmällisesti suuntaan tai toiseen. Atbash-salauksessa teksti kirjoitetaan ikään kuin päinvastaista aakkostoa käyttämällä: suomalaisittain A kirjoitetaan Ö:ksi, B kirjoitetaan Ä:ksi jne. Vastaavasti Caesar käytti kirjeenvaihdossaan salakirjoitusta, jossa aakkostoa siirrettiin aakkosjärjestyksen mukaan kolme pykälää oikealle: A onkin D, B onkin E jne. KHOSSRD MD PXNDYDD

Viestejä liikkui siinä määrin paljon, ja niissä kulki sen verran tärkeää tietoa, että arabialainen oppinut Al-Kindi (801-873) kehitti muiden harrastustensa ohessa kirjainten esiintymistaajuuteen perustuvan hyökkäyksen salakirjoitusten murtamiseksi. Jos siis tietää, että A on yleisin kirjain suomen kielessä, voi yrittää sovittaa sitä salakirjoituksen yleisimpään kirjaimeen ja sitten kokeilla toiseksi yleisintä kirjainta I salakirjoituksen toiseksi yleisimpään kirjaimeen jne. Tehtävä helpottuu, jos salakirjoitus on niin pitkä, että siinä esiintyvien kirjainten jakauma alkaa muistuttaa viestin kielen kirjainten yleistä jakaumaa.

Frekvenssianalyysi tepsii yksinkertaisiin substituutiosalauksiin, joissa yksi kirjain korvataan säännönmukaisesti toisella. Viestin sisältämää kirjainten esiintymisjakauman voi kuitenkin peittää muuttamalla aakkostoa viestin edetessä. Leon Battista Albertin salauskiekko (De Cifra, 1467) ja Giovan Battista Bellason salaustaulukko (La Cifra del Sig, 1553) ovat esimerkkejä niin sanotusta moniaakkostosalauksesta (engl. polyalphabetic cipher).

Esimerkiksi Bellason kehittämässä salauksessa, joka hieman muokattuna tunnetaan de Vigenére -salauksena ranskalaisen kryptografin mukaan, aakkostoa muutetaan sekä taulukon että salausavaimen mukaan. Avain kirjoitetaan selkotekstin päälle, jotta nähdään, mitä substituutiota millekin kirjaimelle pitäisi käyttää. Ensimmäinen kirjain on h, ja sen kohdalla salausavaimessa on kirjain N. Taulukon riviltä MN selviää, että h kirjoitetaan N:ksi. Vastaavasti e:n kohdalla on salausavaimessa kirjan I, jolloin taulukon mukaan e kirjoitetaan P:ksi jne.

Avain: N I P V E T N I P V E T N I P V
Selkoteksti: h e l p p o a i a m v c a v a a
Salattu teksti: N P T G D M R T X T I R R L C V
Muuttuvien korvaamissääntöjen vuoksi samat selkotekstin kirjaimet salataan eri kirjaimiksi (olettaen, että salausavaimessa on niiden kohdalla eri kirjain). Esimerkiksi selkotekstin peräkkäiset P:t tulostuvat G:ksi ja D:ksi. Avain voi olla sana tai fraasi; mitä pidempi salausavain, sitä vahvempi salaus, koska silloin peittyy salauksen jaksollisuus.

* * *

Kuten sanottua, salauksen historia on teknologian historiaa. Verkostoitumisen ja kytkeytymisen kautta viestiliikennettä alkoi kulkea entistä enemmän, ja kolmannen osapuolen oli mahdollista kuunnella sähköistä viestintää, eli sähkeitä ja radioviestejä. Friedrich Kasinski oli vuonna 1863 julkaissut menetelmän, jolla murtamattomana pidetyn moniaakkostosalauksen salausavaimen pituus on mahdollista selvittää. Monimutkainen ja nopea salaustekniikka alkoi yhä enemmän hyödyntää koneita.

Ensimmäisen maailmansodan aikaan valtiot alkoivat perustaa salaukseen erikoistuneita yksiköitä. Historia muistaa Zimmermann-sähkeen ja Saksan armeijan käyttämän ADFGVX-salauksen purkamisen. Tannenbergissa saksalaiset saavuttivat murskaavan voiton venäläisistä, jotka olivat viestineet suunnitelmistaan radioitse selkokielellä. Yhdysvallat käytti sotaan osallistuttuaan radio-operaattoreinaan Chochtaw-intiaaneja, joiden kieltä saksalaisten oli mahdoton ymmärtää; toisessa maailmansodassa Navajo-intiaanit palvelivat samassa tehtävässä.

Viestinnän digitalisoituminen ja maailman edelleen verkostoituminen on tuonut salaustekniikat tavallisen kansalaisen arkeen. Tätä kirjoittaessani tiedonvaihtoa Blogger-palvelimelle suojaa TLS/SSL -salausprotolla ja langattoman tukiaseman liikennettä salaa WPA-tekniikka. Tietojen siirtyessä yhä enemmän verkkoon yksilön identiteetin ja jossain määrin varallisuuden takeena ovat yhä vahvemmin salaustekniikat.

* * * 

Frary ei problematisoi saati puntaroi salaustekniikoiden asemaa tai merkitystä. Kirja koostuu pariin sivuun tiivistetyistä yksittäistapauksista, joista kaikki eivät oikeastaan ole edes salakirjoitusta vaan kirjoitusta, jota emme osaa lukea (esim. kreetalainen lineaari-A). Mukana ovat myös edelleen murtamattomat salakirjoitukset, kuten Bealen salakirjoitukset, Zodiac-sarjamurhaajan kirjeet ja Voynich-käsikirjoituksen merkillinen teksti.

Alaotsikon suuri markkinointipuhe jää lunastamatta, ja tietosisältö on lopultakin aika ohutta. Vaikka salauksen historia on näin melko irrallisissa palasissakin esiteltynä mielenkiintoinen ja teoksesta oppii kaikenlaista, Decipher vastaa kantensa herättämiä ennakkoluuloja.

Kuvat:
- Giovan Battista Bellaso - La cifra del Sig. (1553) (WikiMedia / public domain)

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti