Crittografia

Tecnica di rappresentazione di un messaggio in una forma tale che l’informazione in esso contenuta possa essere recepita solo dal destinatario; ciò si può ottenere con due diversi metodi: celando l’esistenza stessa del messaggio o sottoponendo il testo del messaggio a trasformazioni che lo rendano incomprensibile. La c. ha trovato larga applicazione in campo militare, diplomatico e commerciale e il suo sviluppo è stato fortemente condizionato dall’evoluzione delle tecnologie di comunicazione adottate in questi campi. Le tecniche più note sono: scrittura invisibile, ottenuta mediante l’utilizzo di inchiostri simpatici, ovvero sostanze che, una volta asciugate, risultino invisibili finché non siano sottoposte all’azione di un determinato reagente; compressione del messaggio, tecnica particolarmente sviluppata durante e dopo la Seconda guerra mondiale; dissimulazione dell’informazione, ottenuta nascondendo il messaggio in un testo il cui significato sia apparentemente estraneo all’informazione da trasmettere. Le tecniche crittografiche consistono nel rappresentare gli elementi di un messaggio (testo in chiaro), mediante gli elementi di un altro sistema di simboli, alfabeto del codice, ottenendo un messaggio in codice o crittogramma. Per trasformare un messaggio in chiaro in un crittogramma occorre definire delle regole che determinano una classe di trasformazioni. Quella veramente adottata viene individuata dal valore assunto da un parametro detto chiave, sulla cui segretezza si basa la sicurezza del sistema crittografico. Un codice è un sistema crittografico in cui gli elementi del testo in chiaro sono parole o frasi che vengono sostituite da gruppi di lettere o di cifre, generalmente di lunghezza fissa, mentre un cifrario è un sistema in cui gli elementi del testo in chiaro sono i singoli caratteri.

Cenni storici

L’uso di cifrari per scopi militari è molto antico. Svetonio narra come Cesare usasse nelle sue comunicazioni militari un sistema di cifra che consisteva nel sostituire ciascuna lettera con quella che la segue di un numero fisso di posizioni nell’alfabeto ( cifrario di Cesare). Un sistema di questo tipo si dice monoalfabetico, in quanto ciascun simbolo del testo in chiaro è sostituito da un unico simbolo dell’alfabeto di cifra. Oggi non è più utilizzato perché estremamente semplice da risolvere.

La diffusione delle tecniche crittografiche nelle corti rinascimentali diede impulso alla generazione, nel periodo dal 1400 al 1700, di voluminosi codici nomenclatori, soprattutto per la corrispondenza diplomatica, e fece perfezionare le tecniche di cifratura, soprattutto per le comunicazioni militari. L.B. Alberti costruì un dispositivo, costituito da due corone circolari mobili concentriche con incise le lettere dell’alfabeto da far corrispondere tra i suoi dischi, per permettere una più rapida cifratura monoalfabetica ma, nel descriverne le modalità d’uso, raccomanda che il crittografo, dopo aver scritto qualche parola, alteri la posizione relativa dei due dischi, in modo da ottenere che simboli eguali vengano cifrati in maniera differente: è il principio della cifratura polialfabetica. Un semplice metodo di cifratura polialfabetica, proposto da B. de Vigenère nel 16° sec. e in uso ancora oggi, consiste nell’utilizzare alcune (o tutte) delle 26 possibili cifre di Cesare, sia progressivamente, sia in ordine arbitrario; la chiave di questo sistema consiste in una sequenza di caratteri, da riutilizzarsi ciclicamente per tutta la lunghezza del messaggio, che indica quale alfabeto è utilizzato per ciascuna lettera del testo in chiaro. La fortuna di questo metodo dipende dalla sua semplicità, dalla sua variabilità e dalla sua sicurezza. Nelle applicazioni militari, comunque, le difficoltà logistiche, nella distribuzione e variazione delle chiavi, ne limitano la lunghezza e ne rendono obbligatorio il riuso e, pertanto, anche i sistemi polialfabetici non possono considerarsi sicuri.

Un sistema proposto, verso la fine del 19° sec., da C. Wheatstone e adottato nella Seconda guerra mondiale, consiste nel disporre i simboli dell’alfabeto secondo un quadrato di Polibio e rappresentare coppie di caratteri con le seguenti regole: a) se entrambi appaiono sulla stessa riga o colonna, vengono sostituiti dai caratteri immediatamente seguenti; b) altrimenti vengono sostituiti dai caratteri che appaiono alla intersezione delle righe e delle colonne in cui si trovano; c) doppi caratteri consecutivi vengono rappresentati come un unico carattere.

L’introduzione del telegrafo e della radio diminuì enormemente la riservatezza delle comunicazioni permettendo, al tempo stesso, di aumentarne la quantità, da cui un ulteriore sviluppo della c.: venne reintrodotto l’utilizzo dei codici, sia per motivi di economicità sia per motivi di riservatezza. Furono così diffusi codici non segreti per la corrispondenza commerciale, mentre codici segreti furono utilizzati dalle ambasciate e dalle marine di praticamente tutti i paesi fino al termine della Seconda guerra mondiale. D’altro canto gli eserciti belligeranti preferirono la praticità dei sistemi di cifra adattati al nuovo mezzo di comunicazione.

C. quantistica

In fisica e in informatica, la c. quantistica è il settore della c. che studia la possibilità di realizzare un canale di trasmissione delle informazioni completamente sicuro, basato sui principi della meccanica quantistica. Mentre un atto di spionaggio su un sistema classico può passare infatti inosservato poiché la fisica classica consente, in linea di principio, di effettuare misure senza alterare le proprietà fisiche del sistema, al contrario è possibile progettare un canale di trasmissione basato su segnali quantistici (per es., fotoni polarizzati), in modo tale che ogni tentativo di spiare il canale causi un’alterazione osservabile del segnale. Sistemi crittografici di questo tipo sono ancora in fase di studio e di sperimentazione al fine di poter comunicare in assoluta segretezza la chiave di un cifrario.