Kódolás

A kommunikációnk során sokféle jelrendszert használunk. Ha egy jelrendszert csak néhányan ismernek és használnak a kommunikációjuk során, és ezt a kívülállók nem értik, akkor titkosírásról beszélünk.

A titkosírás folyamata több lépésből áll. Az eredeti szöveg rejtjelezését, jelekké (nyelvre, vizuális formákra való) átalakítását kódolásnak nevezzük. A kódolás folyamatában a jelentéseket, információkat lefordítjuk egy titkosírási módszer segítségével. Ahhoz, hogy kódolni tudjunk, választanunk kell a titkosírási módszerek közül, vagy ki kell találnunk egy újat. A kódoláshoz mindig szükséges egy kódtábla, amiben rögzítjük az adott módszer lényegét és szabályait.

A titkosírásnak mindig egyértelműnek kell lennie. A szabályokat úgy kell megalkotni, hogy az eredeti üzenetet az adott módszerrel csak egyféleképpen lehessen lefordítani a titkos nyelvre. A kódtáblát, a pontos visszafejtési szabályokat a célszemélynek is tudnia kell. A kódolás során az üzenetünket részekre bontjuk és ezeket a részeket egyenként átalakítjuk a titkos nyelvre.

Dekódolás

A titkosírás folyamata több lépésből áll. Az eredeti szöveg rejtjelezését kódolásnak, a kódolt szöveg visszaalakítását dekódolásnak nevezzük. A dekódoláshoz ismernünk kell a használt titkosírás lényegét és kódtábláját, amelyben a módszer szabályai találhatóak. Dekódolásnál a titkosírás formájában kapott jeleket az adott módszer visszafejtési műveleteit felhasználva lefordítjuk, melynek eredményeképpen megkapjuk az eredeti információt. A visszafejtést mindig nagy körültekintéssel végezzük.

Egy titkosírást nem csak szabályosan lehet dekódolni. Ha egy titkosírással írt üzenettel találkozunk, megpróbálhatjuk megfejteni, feltörni, anélkül, hogy tudnánk az adott módszer dekódolási kulcsát. A kriptográfusok (a titkosítás és titokfejtés szakemberei) kidolgoztak egy betűgyakoriság megfigyelésével foglalkozó módszert, melynek segítségével megfejthető egy titkosírás. A módszer azon alapul, hogy minden nyelvre jellemző az, hogy az egyes betűk milyen gyakran fordulnak elő a szavakban. Ha tudjuk, hogy milyen nyelven írták a kódolt üzenetet, akkor az adott nyelvre jellemző értékek alapján a szöveg visszafejthető a következő módon: vesszük az adott nyelvben leggyakrabban előforduló betűt és behelyettesítjük a titkosított üzenetben leggyakrabban használttal, majd vesszük a második leggyakrabban előfordulót az eredeti ábécé alapján, és kicseréljük a kódolt szövegben második leggyakoribbal, és így tovább. Egy idő után a betűk gyakorisága már nem különbözik nagyon egymástól, de addig már értelmezhető szótöredékek állnak elő, így a hiányzó betűk könnyen beazonosíthatók. Minden nyelvben a szóköz fordul elő legtöbbször, így az őt jelölő betű hamar beazonosítható, ami után a szavak hossza is megfejthető és ez további segítséget nyújt a feltörésnél.

A titkosírás szerepe

A titkosírás, azaz kriptográfia nem az újkor emberének találmánya. Eredete visszanyúlik az ókori görögökhöz, rómaiakhoz, bár akkor még csak a titkosírás, rejtjelezés tudományát értették alatta. Kezdetben nem titkosírásokat alkalmaztak, hanem láthatatlan írást. Ekkor vegyi eszközökkel érték el a kívánt hatást, pl. lóvizelettel, mely csak vízbe mártva látszott.

Egy másik módszer volt az elrejtett üzenet, mint például a fatáblára írt üzenet, amit viasszal vontak be, és a viaszra semleges üzenetet véstek. Az üzenet elrejtésének módszere volt még, hogy egy szolga fejbőrére írtak, s amikor már kinőtt a haja, akkor indították útnak. Amíg újra le nem borotválták a haját, az üzenet felfedezhetetlen volt.

A jelbeszéd már átmenetet jelent az elrejtett üzenet és a titkosírások között. Az ókorban a számokkal rejtjelezett kódokat fáklyákkal adták tovább. Az első titkosírások az eredeti szöveg betűinek felcserélésére vagy helyettesítésére épültek. A fésűs módszert a görögök használták, melynek lényege, hogy a közlendőket két sorba írták, a betűket felváltva az alsó illetve a felső sorba. A két sort végül egybeírták, így a betűk összekeveredtek.

A betűhelyettesítéses módszer Caesar nevéhez fűződik, aki az ábécé betűit más betűkkel helyettesítette A betűnkénti helyettesítés ötlete egészen a 19. századig tovább élt, természetesen egyre összetettebb formában. A 20. század első évtizedeiben tökéletesedtek azok a módszerek, amelyek javarészt a matematika tudományára alapoztak.

A régebbi korok titkosírásának az volt a célja, hogy egy adott üzenetet eljuttassanak egy másik személyhez úgy, hogy azt csak ő értse meg. Az üzenet gyakran katonai, hadi műveleteket, vagy eltitkolt szerelmi kapcsolatok párbeszédét tartalmazta. Napjainkban ez a felhasználási terület visszaszorult, és a titkosítás célja az adatbiztonság lett. A mindennapi életünkben gyakran találkozunk az információk elektronikus tárolásával, továbbításával és feldolgozásával kapcsolatos feladatokkal, melyek egy része nem nyilvános. A számítástechnikában és a hírközlésben nagyon sok olyan kód van, melyek célja nem a titkosítás, hanem az adatok biztonságos tárolása vagy továbbítása.