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やノートページでの議論にご協力ください。暗号史(あんごうし)の記事では、暗号・暗号学・暗号理論・暗号技術、などに関する歴史的事項を記述する。
概要「暗号理論」も参照
暗号の起源は古く、数千年の歴史を持つ。時間的にはその大部分は古典的な暗号に関するものである。古典的な暗号の暗号化の大抵は、紙と鉛筆(と多少の道具)を使って行うことができるものであった。暗号に使われる道具は、その長い歴史にわたり、機械工作精度などの進歩にあわせ、少しずつ発展した。
暗号解読は暗号化の裏面にあって、暗号の歴史と対となる歴史がある。ルーツを言語学に持つ頻度分析の暗号への応用(頻度分析 (暗号) の記事を参照)はその初歩であり、そして途絶えることなく進化した。暗号にまつわるさまざまな事件の約半分はこの裏側にあるとも言える。
技術史から見ると18世紀以降に急激に発展した電気の利用の、情報通信への応用では、同時に暗号化の要請も重要であった。エニグマのような、電気回路の接点網の断続によって信号をスクランブルするこの時期の暗号は、次に来たコンピュータの時代の暗号の、いくつかの意味で先駆となっている。
「ケルクホフスの原理」は、以上のような古典から近代までの暗号と、現代の暗号とを隔てている原理である。そして、1940年代にシャノンらによって基本的な法則などが確立された情報と通信の理論による暗号に関する定量的な議論は、こんにち、暗号の安全性を検討する基本となっている。また特に現代の暗号の特徴を示す一例としては、RSAのような復号と暗号化に非対称の鍵を利用する暗号方式は革命的であった。
パーソナルコンピュータをはじめとする個人向けの情報機器の普及によって、安全な秘匿通信が個人レベルでも不可欠なものとなった。また、携帯電話での通話の暗号化など、ユーザが知らないうちにさまざまな身近な場所に暗号が浸透してきていて、プライバシー保護にも重要な役割を担っている。
一方で、国家によって、個人が利用可能な暗号方式を脆弱なものに制限して国民個人を危険に晒す可能性があるような、あるいは鍵を国家機関に預けなければならないものとするなどといった(「キー・エスクロー」制)、個人がその自由や情報セキュリティを追求することを強権的に制限し、国家のセキュリティを優先させるなどといったような動きが、権威主義的な一部の国家に限った話ではなく、むしろ自由を標榜するような国家においても常に主張する勢力があり、定期的に話題の回帰が見られるなど、太古から続くセキュリティと自由の議論は今日も続いている。 暗号の起源は紀元前にまで遡る。紀元前19世紀ごろの古代エジプトの石碑に描かれているヒエログリフ(象形文字)が現存する最古の暗号文とされている。文章中に標準以外のヒエログリフを用いたものがあり、一般のヒエログリフしか知らない者から書いてある内容を隠すのに役立ったと考えられ、これはもっとも初期の換字式暗号のひとつである。スキュタレーのイメージ 紀元前5世紀にはスパルタでスキュタレー暗号が使用される。棒(スキュタレー)と革紐とを使った暗号方式で、革紐上には一見ランダムに見える文字列が描かれているが、この革紐をスキュタレーに巻きつけると、ある行に平文が現われる。スキュタレー暗号では棒の太さが鍵になっているとも捉えることもできる。棒と革紐を別の人間が所持し、割符のようにも使ったらしい。 紀元前2世紀にはポリュビオスがポリュビオス暗号を発明する。ポリュビオス暗号は、5×5=25のマス目にアルファベットを記入し、各アルファベットにそのアルファベットが入っているマス目の行番号と列番号とを対応させる換字式暗号である。 紀元前1世紀に登場したシーザー暗号は、ユリウス・カエサルが用いたとされ暗号の歴史の中でもとりわけ有名なものである。シーザー暗号は元のアルファベットから文字をある数だけ後にずらして作成する暗号方式であり、この数が鍵となっている。しかし鍵の数が26しかないため、暗号の安全性はアルゴリズムの秘匿にも依存していると考えられる。 それに比べて、文字と文字の対応を不規則にした一般的な単一換字式暗号は、その鍵の数が26の階乗存在(アルファベットの場合)し、ほぼ解読が不可能と思われた。 換字式暗号は、9世紀頃にはアラビア人によって、頻度分析という手法が発見されたことによって看破された。ヨーロッパではその方面の研究は発達せず、長らく単一換字式暗号が安全な暗号として使用されていた。15世紀になるとルネサンスの影響も受け、急速に発達し、この頃にようやくヨーロッパでも頻度分析の手法が確立した。 頻度分析によって、単一換字式暗号は安全ではなくなってしまった。単一字の(連綴を対象としない)頻度分析に対して対抗するための代表的な防衛法としては、次のようなものがある[1]。 など、様々な工夫が凝らされるが、15世紀後半から16世紀にかけて、それでも、安全ではなくなってきてしまった。 同時期に「ヴィジュネル暗号」などの多表式換字暗号と呼ばれる、より安全性の高い暗号が考え出されていた。例えば、たとえばaが必ずcになるような従来の方法ではなく、aaとかbbとかccという綴りが原文にあっても、対応する暗文はcgといったようになるような(つまり、同じ文字でも暗号化されると違う文字になる)方法である。単一換字式暗号に比べて安全性は高いが、暗号化・復号が煩わしかった為、あまり使われなかった。 17世紀にあったエピソードに、ニュートンがライプニッツに向けて、微分法と微分方程式の解法に関して述べた文を「暗号文」にして送った、というものがある(これは、両者の関係が決裂的になる以前の話である)。ラテン語で書いた原文を元に、それに使用したアルファベットを順に使用した個数並べた、アナグラムの一種で(最初の部分を示すと aaaaaa cc d a といったようなものである)、現代の暗号学の観点から言うと、解読可能な暗号と言えるようなものではない。暗号のつもりであったのか、自分の発見であることを示すための、一種の言うならばハッシュ関数による署名のようなものであったのかは謎とされている[2]。 18世紀頃には、外交や軍事上の必要から安全性の要求が高まると、面倒だが安全なヴィジュネル暗号も使うようになっていった。 ヴィジュネル暗号には、鍵の周期性という弱点があった。変換表は鍵によって逐次切り替えられるが、鍵自体は固定のため、鍵の長さごとに暗号文を調べると、それは同じ変換表によって単純換字された暗号になっているため、頻度分析によって解読できてしまう。この解読法は19世紀の中頃に発見されて、ヴィジュネル暗号も解読されてしまった。 1895年にマルコーニが無線通信(当初は無線電信)を実現し、暗号の歴史は大きな転換点を迎えることとなる。電波による無線通信は特定の相手のみに送信することはできず、味方と同時に敵も通信を傍受できるばかりでなく、手紙等と違い敵の手に渡ったことを検知する手段もない。このため、無線通信を扱う上で暗号は欠かせないものになった。 暗号機に関する歴史は、暗号機#歴史を参照。米軍暗号機M209 ドイツの発明家シェルビウスが発明し、1925年にドイツ軍が採用した暗号機エニグマは長い間ドイツ軍の通信の秘密を支えてきた。
暗号の歴史
単純な換字式暗号の発生
換字式暗号からより複雑な暗号へ
平文[注釈 1]そのままではなく、文中に無意味な文字(冗字。虚字、捨字とも)を混ぜてから暗号化する。復号後、冗字に復号されたものは捨てる(ないし空文字列に復号する)。分析を混乱させることが目的である。
度数秘匿方式
たとえば、平文では頻度の高い文字eにe1・e2・...のように複数種の記号をランダムに割り当てる、といったようにして、真の頻度を隠匿する(秘匿度数方式、homophonic substitution)。
たとえば、平文では頻度の低い文字qとzを同じ記号に割り当てる、といったようにして、真の頻度を隠匿する(逆秘匿度数方式、polyphonic substitution)。こちらは、何の工夫も無い場合は直後にuがあったらqだろう、といったように復号が機械的にはできない。
無線と暗号
機械式暗号装置の発明
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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