Криптография — это дисциплина, история которой насчитывает тысячи лет, и ее корни уходят далеко в прошлое, предшествуя появлению как компьютеров, так и интернета. С момента, когда люди начали фиксировать свои мысли на камне, глине и папирусе, у них возникло стремление защитить написанное от посторонних глаз. С течением времени эта задача трансформировалась из ремесла жрецов в отдельную математическую область, от которой в настоящее время зависит функционирование банков, мессенджеров и государственных систем. Более подробно о развитии криптографии можно узнать на сайте УлГТУ.

Первые известные попытки скрытия смысла сообщения относятся к 4000 году до н.э., когда на египетском папирусе писец намеренно изменил начертание иероглифов, перечисляя памятники фараона Аменемхета II. Поскольку грамотных людей в то время было немного, исследователи полагают, что настоящей целью не была защита тайны, а придание тексту особой сакральной формы. Это событие можно считать ранней формой криптографии, которая больше ориентировалась на впечатление, нежели на безопасность.

С течением времени криптографические методы начали развиваться. В Спарте, около 475 года до н.э., было придумано устройство, которое можно назвать механическим шифратором. На цилиндр наматывали полосу кожи или пергамента и писали вдоль его оси; после разматывания буквы рассыпались в бессмысленный ряд. Прочитать такое послание мог лишь тот, у кого был цилиндр того же диаметра — это устройство известно как скитала и считается одним из первых криптографических инструментов в истории.

Долгое время шифры были доступны только избранным. Однако в IX веке арабский ученый Аль-Кинди описал метод частотного анализа, который позволял вскрывать сообщения без ключа, основываясь на частоте букв. В 1412 году Ахмад аль-Калькашанди включил раздел о криптологии в свою 14-томную энциклопедию, предложив таблицы сочетаемости букв. С этого момента криптография начала эволюционировать в полноценную науку.

Эпоха Ренессанса принесла новые идеи, и именно тогда появились полиалфавитные шифры. Леон Баттиста Альберти в 1466 году создал шифровальный диск, а система Блеза де Виженера оставалась неразгадываемой на протяжении трех столетий. Однако настоящий прорыв произошел в XX веке. В 1919 году Гильберт Вернам запатентовал одноразовый блокнот — схему, которая, при правильном использовании, обладает абсолютной стойкостью. Ключ в этом методе должен быть случайным, равным по длине сообщению и никогда не повторяться, однако проблема генерации действительно случайных последовательностей оставалась нерешенной.

До середины 70-х годов XX века шифрование и расшифровка осуществлялись с использованием одного и того же секретного ключа, который необходимо было заранее передавать по защищенному каналу. В 1976 году Уитфилд Диффи и Мартин Хеллман предложили асимметричную схему, в которой открытый ключ доступен всем, а закрытый известен только владельцу. На следующий год Рональд Ривест, Ади Шамир и Леонард Адлеман воплотили эту идею в алгоритме RSA, стойкость которого основывается на сложности разложения больших чисел на множители.

Сегодня криптография стала незаметной, но вездесущей частью нашей жизни. Алгоритм AES защищает данные как на дисках, так и в сетях, TLS обеспечивает работу HTTPS, а электронные подписи приравнены к рукописным. Хеш-функции отвечают за целостность файлов. В то же время, в 1994 году Питер Шор описал квантовый алгоритм, который способен эффективно решать задачи факторизации и дискретного логарифмирования, что означает, что достаточно мощный квантовый компьютер сможет взломать RSA и большинство асимметричных схем. Хотя таких машин пока нет, с 2016 года NIST занимается отбором постквантовых алгоритмов, и первые стандарты уже утверждены.