Crittografia
La crittografia tratta delle "scritture nascoste" (dal greco), ovvero dei metodi per rendere un messaggio non comprensibile a persone non autorizzate a leggerlo. Un tale messaggio si chiama comunemente crittogramma. La necessita' di nascondere messaggi strategici da occhi nemici e' antica quanto l'uomo: ci sono tracce di cifrari antichi degli ebrei con il loro codice di atbash; gli spartani avevano un loro particolare sistema di comunicazione dei messaggi segreti, la scitala; a Gaio Giulio Cesare si attribuisce l'uso del cosiddetto cifrario di Cesare, un sistema crittografico oggi ovviamente ritenuto elementare.La storia della crittografia moderna inizia con la stesura del "De Cifris" di Leon Battista Alberti, che per primo insegno' a cifrare per mezzo di un disco cifrante con un alfabeto segreto da spostare all'inizio ogni due o tre parole. Il vero progresso nella cifratura polialfabetica e' stato compiuto dal bresciano Giovan Battista Bellaso, che ha inventato la tecnica di alternare alcuni alfabeti segreti formati con parola chiave sotto il controllo di un lungo versetto chiamato contrassegno; la sua prima tavola a 11 alfabeti reciproci risale al 1553.
Qualsiasi sia il sistema crittografico utilizzato, la legge fondamentale sul corretto uso di tali tecniche fu scritta da Kerckhoffs nel suo libro del 1883, "La Cryptographie Militaire", qui' di seguito riportata: "La sicurezza di un crittosistema non deve dipendere dal tener celato il crittoalgoritmo, ma dipendera' solo dal tener celata la chiave".
Nel 1918 Gilbert Vernam, maggiore dell'esercito USA e tecnico all'AT&T Bell, perfeziono' il Metodo di Vigenere (un miglioramento della cifratura polialfabetica di Giovan Battista Bellaso, considerato indecifrabile per tre secoli) proponendo l'idea di usare chiavi segrete casuali lunghe almeno quanto il messaggio. Successivamente, nel 1949, Claude Shannon, padre della teoria dell'informazione, nel lavoro "La teoria della comunicazione nei sistemi crittografici" dimostro' che questo e' l'unico metodo crittografico possibile che sia totalmente sicuro.
Con il possesso di un sistema crittografico perfetto, la battaglia teorica tra crittografia e crittanalisi si e' risolta con una vittoria della prima sulla seconda. Ipotizzando di voler far uso di questa insuperabile protezione, restano pero' aperti molti problemi di ordine pratico. Bisogna infatti soddisfare gli stringenti requisiti del cifrario di Vernam: chiave lunga quanto il messaggio e mai piu' riutilizzabile. Tuttavia si hanno notizie di utilizzi di questo cifrario in ambiente militare (comunicazione con le spie) o per la protezione delle comunicazioni del cosiddetto telefono rosso tra Washington e Mosca durante la Guerra Fredda.
L'attuale ricerca crittografica, avendo risolto il problema teorico della garanzia della sicurezza, si dedica al superamento dei forti limiti d'uso che abbiamo prima descritto. Si cercano metodi piu' comodi ma ciononostante estremamente sicuri che, possibilmente, utilizzino chiavi corte e riutilizzabili senza compromettere la loro utilita'. Al momento non esiste alcuna tecnica crittografica che si possa definire sicura in senso assoluto, tranne forse il Cifrario di Vernam; tutte le altre tecniche rendono sicuro il dato solo per un certo arco temporale e non possono garantire la durata della segretezza.
Fino a pochi anni fa l'unico metodo crittografico esistente era quello della crittografia simmetrica, in cui si faceva uso di un'unica chiave sia per proteggere il messaggio che per renderlo nuovamente leggibile. Il problema e' portare in giro la chiave senza che venga scoperta. La ricerca sulla crittografia simmetrica ha negli anni prodotto sistemi crittografici di tutto rispetto, tra cui il cifrario Rijndael utilizzato come standard dagli Stati Uniti d'America.
La vera novita' del secolo scorso e' pero' l'invenzione di una tecnica crittografica che utilizza chiavi diverse per cifrare e per decifrare un messaggio, facilitando incredibilmente il compito di distribuzione delle chiavi. Infatti in questo caso non e' necessario nascondere le chiavi o le password: c'e' una chiave per crittografare, che chiunque puo' vedere, e una per decifrare, che conosce solo il destinatario. In questo modo non si corrono rischi. Nel 1976 sono stati due esperti della Stanford University, Whitfield Diffle e Martin Hellman, a introdurre l'utilizzo della chiave pubblica per la crittazione e l'autenticazione; nell'anno seguente il gruppo di ricerca del MIT, formato da Ronald Rivest, Adi Shamir e Loenard Adleman realizza il primo sistema a chiave pubblica. Il funzionamento di questo sistema e' basato sul fatto che e' matematicamente e computazionalmente molto facile moltiplicare due numeri primi (che sono la chiave privata, per decifrare), ma e' molto difficile il problema inverso ovvero risalire ai fattori primi (la chiave pubblica, per crittografare) del numero ottenuto dal precedente prodotto.
Siccome la crittografia asimmetrica e' molto lenta se si devono spedire grandi quantita' di dati, spesso si usa questo tipo di crittografia per scambiarsi una chiave con cui iniziare una comunicazione in crittografia simmetrica, molto piu' semplice, veloce e sicura.
L'evoluzione dei sistemi crittografici, uniti all'evoluzione della fisica teorica, hanno permesso di realizzare un cifrario di Vernam che si basa sull'utilizzo della meccanica quantistica nella fase dello scambio della chiave (vedi Fisica - Matematica, Crittografia quantistica).
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