Cuốn sáchMật mã - Từ truyền thống đến lượng tửcủa tác giả Simon Singhdo
Phạm Văn Thiều - Phạm Thu Hằng biên dịch mang lại ta thấy một bức tranh về việc áp dụng mật mã để mã hóa thông tin từ thời cổ xưa cho tới những bước tiến hóa như hiện nay.
Bạn đang xem: Mật mã từ cổ điển đến lượng tử
Trong hàng vạn năm, vua chúa tương tự như các tướng lĩnh đều nhờ vào mạng lưới tin tức liên lạc phát âm quả nhằm cai trị non sông và chỉ huy quân đội của mình. Đồng thời, tất cả họ các ý thức được mọi hậu quả của bài toán để lọt thông tin của chính bản thân mình vào tay đối phương, nhằm lộ những bí mật quý giá cho các nước thù địch tương tự như hậu quả của sự việc phản bội đưa tin sống còn cho những lực lượng đối kháng.
Chính nỗi run sợ bị quân thù xem trộm đã can dự sự thành lập và trở nên tân tiến của mật mã: kia là phần nhiều kỹ thuật nhằm che giấu, ngụy trang thông tin, làm cho chỉ đầy đủ người cần phải nhận mới tất cả thề phát âm được.Mong ước ao giữ kín đã khiến các quốc gia tùy chỉnh thiết lập những cơ quan mật mã, có trách nhiệm đảm bảo an ninh cho tin tức liên lạc bằng việc phát mình và thực hiện những mật mã tốt nhất rất có thể được. Trong lúc đó, những người phá mã của đối phương cũng lại cố gắng để lời giải và đánh cắp những túng mật. Người giải mã là những nhà "giả kim thuật" về ngôn ngữ, một đội người bí ẩn chuyên tìm bí quyết phỏng đoán hồ hết từ ngữ gồm nghĩa từ đầy đủ ký hiệu vô nghĩa.
Lịch sử của mật mã là mẩu chuyện về trận đánh kéo nhiều năm hàng cố kỉnh kỷ giữa fan lập mã và fan giải mã, cuộc chạy đua tranh bị trí tuệ đã tất cả tác động rất lớn đến tiến trình của lịch sử.Khi viết cuốn Mật mã này, tác giả có hai mục tiêu chính. Một là nhằm mục đích phác họa sự tiến hóa của mật mã. Tự tiến hóa dùng ở đây là hoàn toàn tương thích vì sự cải cách và phát triển của mật mã cũng hoàn toàn có thể coi là 1 trong cuộc chống chọi tiến hoá.
Tả giả
Simon Singhông là ai?
Simon Singh sinh vào năm 1964, người sáng tác cuốn sách, là tiến sỹ vật lí tín đồ Anh cội Ấn Độ. Ông là 1 nhà khoa học kỹ năng và sẽ từng có rất nhiều đóng góp đáng chú ý trong việc thông dụng khoa học tập dưới những hình thức: tự viết sách mang đến tham gia có tác dụng phim tư liệu khoa học. Không tính cuốn The Code Book, trước kia ông còn là tác giả một cuốn sách khá danh tiếng Fermat’s Last Theorem (Định lí sau cuối của Fermat), và bao gồm ông cũng chính là đạo diễn tập phim tài liệu cho chuyên mục Horizon của bbc (chuyên mục nói về nghành nghề khoa học công nghệ) về vấn đề định lí Fermat này.
Ban đầu, người ta chỉ nghĩ ra những các loại mật mã đơn giản, đầy đủ để bịt giấu nội dung thông tin. Thứ hạng như xáo trộn vị trí những chữ cái, xuất xắc là sửa chữa thay thế chữ mẫu này bởi một chữ cái khác, v.v.. Tuy vậy chẳng bao lâu sau thì những loại mật mã vắt này đầy đủ bị các nhà lời giải phá được. Chũm là bao gồm sự liên tục thay đổi trong cách tạo mã tạo ra một cuộc chiến trường kì trong những nhà chế tạo ra mã và phần lớn nhà giải mã. Tất cả người giải thuật ra được thì bắt đầu nảy sinh tìm loại mật mã mới, và khi một loại mật mã mới thành lập và hoạt động thì những nhà giải mã lại yêu cầu lao đầu vào nghĩ biện pháp hóa giải. Thậm chí người ta phải khởi tạo ra hồ hết đội ngũ bài bản chỉ để làm các bước giải mã thông tin của đối phương.
Một một trong những bài toán độc đáo nhất của toán học kia bài toán dịch ngược.Nói một cách dễ dàng và đơn giản đó là khi bạn đã biết kết quả của một vượt trình giám sát và đo lường nào đó và bạn có nhu cầu suy luận được ra rõ ràng quá trình đo lường và thống kê ấy như thế nào. Mã hóa và giải thuật là hầu hết ví dụ nổi bật cho bài toán đo lường và tính toán xuôi chiều với bài toán dịch ngược (Direct problem and Inverse problem).
Bài toán dịch ngược nhìn toàn diện rất khó giải quyết và hoàn toàn có thể không chỉ có một lời giải duy nhất, trong những khi đó bài toán giám sát và đo lường xuôi chiều rất cấp tốc và dễ thực hiện. Ví như khi ta nhân 2 số nguyên tố khá to (khoảng 450 chữ số chẳng hạn) thì ta được 1 số nguyên cực kỳ lớn. Rất cạnh tranh để hoàn toàn có thể phân tích số nguyên rất lớn đó ra thành 2 số thành phần ban đầu.
Cuốn sách viết về những sự việc kể trên mà mình muốn giới thiệu ngày lúc này là cuốn “Mật mã - Từ truyền thống đến lượng tử” của người sáng tác Simon Singh, một đơn vị văn, nhà chế tạo truyền hình khét tiếng chuyên về lĩnh vực toán với khoa học. Cuốn sách được xuất bạn dạng năm 1999 (trùng với năm sinh của tín đồ viết bài :’>), sau thành công xuất sắc của cuốn sách trước kia của ông là cuốn “Định lý ở đầu cuối của Fermat” (1997). Cuốn sách dễ dàng dàng lôi kéo người phát âm bởi cách dẫn dắt sự việc rất khéo léo của Singh, trước khi đi đến vấn đề kỹ thuật cố thể, ông kể cho tất cả những người đọc nghe về một câu chuyện lịch sử hào hùng gắn với bài toán đó. Ông gieo sự việc để tín đồ đọc suy xét trước, đó là số đông mật mã khó mà tưởng như không thể lời giải nổi, rồi tiếp nối ông lại thường xuyên kể câu chuyện lịch sử hào hùng của mình, xen vào sẽ là lỗ hổng của mật mã dần được đưa ra và ở đầu cuối là cách giải thuật nó.
Xem thêm: Những nơi đẹp ở sài gòn đang cuốn hút giới trẻ, 33 địa điểm du lịch gần sài gòn cho hè năng động
Cuốn sách “Mật mã - Từ truyền thống đến lượng tử”
Cuốn sách bắt đầu với một câu chuyện ly kỳ về thủ đoạn Babington năm 1586, con gái hoàng Mary của Scotland bị với ra xét xử do mưu đồ chế tạo ra phản, bà bị buộc tội đã âm mưu ám sát phái nữ hoàng Elizabeth để giật lấy vương vãi miện nước Anh. Bạn của Elizabeth sẽ bắt ngăn được đều lá thư cơ mà Mary nhờ cất hộ cho rất nhiều kẻ mưu phản, bao gồm điều, phần lớn lá thư này đa số đã được mã hóa. Nếu hầu như lá thư này bị lời giải thì định mệnh của Mary coi như đã làm được định đoạt. Đây là những bước phát triển đầu tiên của mật mã, nhiều loại mật mã dễ dàng và đơn giản nhất: mật mã sửa chữa thay thế dùng một bảng chữ cái (“monoalphabetic cipher”) , kia là phương pháp làm xới trộn ngôn từ bức thư bằng cách thay thế những chữ cái trong bức thư bằng những chữ cái tương xứng trong bảng vần âm khác. Bước cải tiến vượt bậc lớn tuyệt nhất trong việc tìm và đào bới ra phương pháp phá giải nhiều loại mật mã này được tra cứu ra vì vị triết nhân Ả Rập Al-Kindi. Trong rộng 1000 năm, mật mã sửa chữa thay thế dùng một bảng chữ cái từng được xem như là không thể phá giải nổi tính đến khi tín đồ ta search thấy những nghiên cứu của Al-Kindi. Cách thức của Al-Kindi được gọi là phân tích tần suất, ông liệt kê số lần lộ diện của toàn bộ các chữ cái trong bảng chữ cái, thu xếp theo vật dụng tự bớt dần về số lần mở ra rồi so sánh lại với bảng tần suất lộ diện các chữ cái của những văn phiên bản thông thường, tự đó dựa vào sự kiểu như nhau về tần suất cũng như suy luận về ngữ nghĩa những câu văn fan giải mã rất có thể phá giải hoàn toàn văn bản mã hóa. Phương thức này đã để cho những lá thư của Mary bị giải mã trọn vẹn và số phận của cô ý đã được định đoạt.
Nữ hoàng Mary xứ Scotland. Mối cung cấp ảnh
Toán học với mật mã có sự liên quan mật thiết với nhau, theo mẫu lịch sử, ta lại càng thấy rõ được điều đó. Sự xuất hiện của dòng sản phẩm “Enigma” của quân team Đức trước Chiến tranh quả đât thứ hai khiến cho các nhà lời giải phải thực hiện những thủ tục toán học táo bạo để phá giải nó. Số đông nỗ lực đầu tiên đến từ những người Ba Lan, bắt đầu từ năm 1930, chúng ta tuyển lựa chọn 1 nhóm gồm trăng tròn nhà toán học mà trong các số đó có Marian Rejewski, bạn đã kiếm được ra giải pháp phá giải mật mã “Enigma” với những cái máy “bombe” của mình. Ngay trước cuộc thôn tính của Đức quốc xã vào khoảng thời gian 1939, tía Lan đã kín chuyển cho tới London cách thức giải mã “Enigma”, cung cấp cho tất cả những người Anh một chỉ dẫn quan trọng trong việc đánh bại phiên bản “Enigma” phức hợp hơn những được thực hiện trong chiến tranh. Người mũi nhọn tiên phong trong việc giải mã phiên bạn dạng “Enigma” phức hợp hơn này là Alan Turing.
Máy Enigma I sử dụng trong quân sự. Mối cung cấp ảnh
Nhưng rất nhiều điều nói trên vẫn không phải là phương pháp toán học tập gây bất thần và hoàn hảo nhất của mật mã học. Phương pháp mà Singh cho rằng “thành tựu lớn số 1 của mật mã sửa chữa thay thế dùng một bảng chữ cái nhìn trong suốt 2000 năm”, đó là mật mã hóa khóa công khai. Nó dựa vào ý tưởng mang ý nghĩa cách mạng rằng ta hoàn toàn có thể công khai trọn vẹn cách thức mã hóa văn phiên bản để các người hoàn toàn có thể dựa vào đấy nhưng mà mã hóa văn bản của chúng ta rồi gửi đến ta, văn phiên bản mã hóa chỉ bản thân ta giải mã được vì chưng ta là fan duy nhất giữ khóa túng thiếu mật (“private key”). Còn nếu không biết khóa túng bấn mật thì kẻ tà đạo nếu có bắt chặn được văn bạn dạng thì cũng không thể giải thuật dù thấu hiểu cách thức mã hóa. định hướng đằng sau phương pháp mã hóa hoàn hảo này được Whitfield Diffie, Martin Hellman và Ralph Merkle chào làng năm 1976.
Một trong những điểm lưu ý thú vị độc nhất vô nhị của mật mã hóa khóa công khai kia là vận dụng một mảng thuần túy với ít ứng dụng nhất của toán học: lý thuyết số (“Number theory”). Lý thuyết số là 1 trong những mảng nghiên cứu về các đặc thù của toàn bộ các nhỏ số. Lấy ví dụ như bất cứ số nguyên nào lúc lũy thừa bậc 5 đã được một vài nguyên bao gồm chữ số hàng đơn vị chức năng giống cùng với chữ số hàng đơn vị của số nguyên ban đầu. Bao gồm điều hệ thống của Diffie-Hellman-Merkle lúc ấy mới tạm dừng ở nút lý thuyết, chưa tồn tại một hệ thống thực nào chạy được cả. Đến năm 1977, tía nhà toán học của Viện công nghệ Massachusetts là Ronald Rivest, Adi Shamir cùng Leonard Adleman đưa ra một cách thức khéo léo để mang hệ thống triết lý của Diffie-Hellman-Merkle lấn sân vào thực tế, nay tín đồ ta vẫn hay điện thoại tư vấn là giải thuật RSA. Chỉ cách một chút kỹ năng và kiến thức về lý thuyết số thuộc với cách áp dụng khôn khéo đã biến đổi mớ kim chỉ nan trên giấy thành một doanh nghiệp với lợi nhuận hàng năm 200 triệu đô la, với trên 300 triệu bản copy chương trình vận dụng thuật toán RSA được cài để trên toàn chũm giới.
Sơ đồ nguyên lý của mật mã hóa khóa công khai. Nguồn ảnh
Theo mẫu chảy của lịch sử vẻ vang thì mang đến đây ngoài ra RSA đã trở thành loại mật mã không thể phá giải. Điều này bắt đầu gây ra côn trùng lo ngại đối với các tổ chức cơ quan chính phủ vì nếu như mật mã quá bạo phổi thì họ vẫn mất đi khả năng kiểm soát điều hành thông tin. Cơ quan chỉ đạo của chính phủ phải ra quyết định có nên áp dụng loại mật mã này hay là không vì tác dụng là tín đồ dân đã đạt được sự riêng tứ nhưng ngoài ra tội phạm rất có thể ngang nhiên thực hiện mật mã RSA nhằm giao tiếp kín đáo với nhau mà không xẩy ra phát hiện. Cơ quan bình yên Quốc gia của đa số nước bắt đầu điều phối những quy định về mã hóa và giải mã, tích cực tuyển mộ các nhà toán học kỹ năng ở khắp vị trí trên cầm giới. Tất nhiên là Singh chỉ đề cập cho N.S.A (“National Security Agency”), vị đó là cơ sở ông nắm thông tin rõ nhất.
Trong chương cuối cùng, Singh đề cập mang đến một ứng cử viên vượt trội hoàn toàn nhất, được xem như là cú chốt hạ cho mặt mã hóa: máy tính lượng tử cùng mã hóa lượng tử. Mã hóa lượng tử nghe như một bộ phim truyền hình khoa học viễn tưởng, nhưng thực ra có một căn cơ khoa học bền vững đằng sau nó. ở kề bên đó, Singh còn đề cập về một câu chuyện vừa thực vừa ảo về một công cuộc giải mã để tìm ra địa chỉ “đảo che vàng”: mật mã Beale (đây là 1 trong câu chuyện lý thú, bạn cũng có thể tìm kiếm từ khóa “Beale ciphers” nếu không tồn tại điều kiện gọi sách). Quanh đó ra, Singh còn share những mẩu chuyện về khảo cổ học, các cách khôn khéo tài tình của nhỏ người văn minh trong việc giải mã các ký kết tự cổ xưa: Thomas Young với việc lời giải Phiến đá Rosetta; phần nhiều kỳ tích của Jean-Francois Champollion trong câu hỏi phá giải các chữ tượng hình của tín đồ Ai Cập cổ xưa hay việc tìm kiếm ra kín đáo của Linear B. Đó là phần đa câu chuyện tuyệt vời và ly lỳ tốt nhất trong lịch sử hào hùng mật mã học.
Mảnh đất sét nung chứa những bạn dạng khắc của Linear B. Nguồn ảnh
Trong từng chương của cuốn sách, Simon Singh đã trình bày những điểm vượt trội nhất trong lịch sử vẻ vang mật mã học, bạn đọc mặc dù là người chưa chắc chắn gì về mật mã, hay tín đồ đã có kiến thức và kỹ năng về mật mã đều rất có thể đọc được, tác giả luôn luôn đi tự câu chuyện lịch sử hào hùng rồi mới diễn giải những vấn đề kỹ thuật một phương pháp dễ hiểu. Singh còn vướng lại cho độc giả một Thách thức Giải mã trị giá bán 10 ngàn đô la đến ai giải mã được không còn 10 văn bản mã hóa sinh sống cuối sách. Bạn đọc có thể tham khảo tin tức trên trang web của tác giả: simonsingh.net/cryptography/cipher-challenge/
Tác mang Simon Singh. Nguồn ảnh
Nếu có điều kiện, hãy nỗ lực tìm đọc cuốn sách thú vui này nhé, chúc chúng ta một ngày tốt lành ! :)
