Криптографик тизимлар

Расмий криптография (XV аср охиридан XX аср бошларигача) босқичи расмийлашган ва қўлда бажарилувчи шифр криптотаҳлилини пайдо бўлиши билан боғлиқ. Европа давлатларида бу Тикланиш даврига тўғри келди. Бунда фан ва савдони ривожланиши ахборотни ҳимоялашни ишончли усулига бўлган талабни оширди. Бу босқичдаги муҳим рол биринчилардан бўлиб, кўпалфавитли алмаштиришни таклиф этган итальян архитектори Леон Батиста Альберти га тегишлидир. XVI аср дипломати Блез Вижинер номидан олинган жорий шифр жорий текст ҳарфларини калит (бу процедурани махсус жадваллар ёрдамида осонлаштириш мумкин) билан кетма - кет «қўшиш» дан ташкил топган. Унинг «Шифр ҳақида трактат» номли иши криптологияда биринчи илмий иш ҳисобланади.
Дастлабки чоп этилган ишлардан бири ўша вақтда таниқли бўлган шифрлаш алгоритмини умумлаштирган ва таърифлаган немис аббати Иоганн Трисемус га тегишлидир. У иккита унча катта бўлмаган, лекин жуда муҳим бўлган полибиан квадратини тўлдириш усули (квадратнинг биринчи позициялари калит сўзлар, қолганлари эса алфавитнинг бошқа ҳарфлари билан тўлдирилади ) ва ҳафрлар жуфтлиги (биграмма) орқали шифрлаш ихтироларини яратди.
Кўпалфавитли алмаштиришни оддий, лекин чидамли бўлган усули бўлган Плейфера шифри XIX аср бошларида Чарльз Уитстон томонидан яратилди. Уитстонга яна «Иккилик квадрат» номли такомиллашган шифрлаш усули ҳам тегишлидир. Плейфер ва Уитстон шифрлари биринчи жаҳон урушига қадар ишлатилди. Чунки улар қўл орқали бажариладиган криптотаҳлилга етарлича қийинчилик туғдирар эди.
XIX асрда голландиялик Керкхофф криптографик тизимлар учун ҳозиргача актуал бўлган, «шифрларнинг махфийлиги алгоритмларнинг махфийлигига эмас, балки калитни махфийлигига асосланиши керак» деган бош талабни шакллантирди.
Ниҳоят илмий криптографиягача бўлган охирги сўз, нисбатан юқори криптобардошлиликни таъминлади, шунингдек, шифрлаш жараёнини автоматлаштирувчи (механизациялаш маъносида) роторли криптосистемаларни яратишга имкон берди.
Яна шунга ўхшаш системалардан бири 1790 йилда АҚШ нинг бўлғуси призиденти Томас Жеферсон томонидан яратилди. Бунда роторли машина ёрдамида кўпалфавитли алмаштириш амалга оширилар эди.
Роторли машиналар XX асрнинг бошларидагина амалиётга кенг тарқалди. Дастлабки амалиётда қўлланилган машиналардан бири немис «Enigma»си бўлиб, у 1917 йилда Эдвард Хеберн томонидан ишлаб чиқилган ва Артур Кирх томонидан такомиллаштирилган. Ротор машиналар иккинчи жаҳон уруши вақтида фаол ишлатилди. Enigma немис машинасидан ташқари Sigaba (АҚШ), Typex (Буюк Британия), Red, Orangle ва Purple (Япония) каби қурилмалар ҳам амалиётда кенг қўлланилди. Роторли системалар – формал криптографиянинг чўққиси эди. Бунда жуда чидамли шифрлар оддий реализация қилинган эди. Роторли системаларга 40 йилларда ЭҲМ ларнинг пайдо бўлиши билан мувофаққиятли криптографик хужум қилиш имкони пайдо бўлди.