معماهای ناگشوده: از راز عشق تا رمز جنگ

به روز شده:  13:08 گرينويچ - شنبه 02 فوريه 2013 - 14 بهمن 1391

وب سایت رسمی مسابقه ملی رمزشکنی بریتانیا. متن رمزگشایی شده در سمت چپ دیده می شود

از یازده سال پیش هر سال مسابقه‌ای بین شاگردان مدارس بریتانیا برگزار می‌شود به نام "مسابقه ملی رمزگشایی". امسال هزار و ششصد تیم از مدارس بریتانیا در مدت دو ماه سعی کردند رمزهایی را که مرتب دشوارتر می‌شد، بشکنند.

این مسابقه را دانشگاه ساوتمپتون برگزار می‌کند و با وجودی که به صورت آنلاین برگزار می‌شود، تقلب در آن کار سختی است.

پروفسور گراهام نیبلو، رییس دپارتمان ریاضی دانشگاه ساوتمپتون می‌گوید: "مچ چند نفر را که می‌خواستند کمک ِ آنلاین بگیرند، گرفتیم. ردشان را گرفتیم و هشدار دادیم که این کار را نکنند."

استفاده از نرم‌افزارهای کشف رمز هم کمکی نمی‌کرد: "آخرین رمز یک رمز استاندارد نبود، ما در آن تغییراتی داده بودیم برای اینکه کسی نتواند از نرم‌افزارهای کشف رمز استاندارد استفاده کند."

برندگان که از مدرسه‌ای در لندن بودند، رمز آخر را در ۴۴ ساعت و ۲۰ دقیقه گشودند و هزار پوند جایزه گرفتند.

پروفسور نیبلو می‌گوید: "مسابقه امسال را با "رمز سزار" شروع کردیم که ساده‌ترین نوع رمز است و همه در مدرسه آن را یاد می‌گیرند. در نهایت، به رمز "سه به یک" (ترایفید) رسیدیم که سخت‌ترین رمز امسال بود."

هیچ نشانه ای در دست نیست که راه حل رمز ساده ژولیوس سزار در آن زمان شناخته شده بوده

گفته می‌شود که ژولیوس سزار از این رمز برای فرستادن دستورهای نظامی مهم استفاده می‌کرد. در این رمز هر حرف الفبا جای حرف دیگری را می‌گیرد. مثلا الف تبدیل پ می‌شود، پ به ت تبدیل می‌شود و ت به ث ... در رمزی که ژولیوس سزار استفاده می‌کرد، هر حرف الفبا با سه حرف بعد از خودش جایگزین می‌شده است.

اما در رمز سه‌وجهی، هر نشانه به سه عنصر دیگر مربوط می‌شود، مثلا: ۲۱۳ ۳۳۲ ۱۱۱ ۳۱۲ ۳۱۳ تبدیل می‌شود به:

۲۱۳ ← الف، ۳۳۲ ← ب، ۱۱۱ ← پ، ۳۱۲ ← ت، ۳۱۳ ← ث

هدف پروفسور نیبلو از راه‌اندازی و سازماندهی این رقابت، جلب توجه جوانان به ریاضی و کامپیوتر بوده است.

او می‌گوید: "معلم‌ها به من می‌گویند که رمزگشایی توجه شاگردان را جلب و آنها را درگیر می‌کند".

"بعضی از آنها در خانه هم روی مسئله کار می‌کنند یا به کلوب‌های ریاضی می‌روند، کاری که در مواقع دیگر نمی‌کنند."

تاریخ رمزنگاری

اما رمز و رمزگشایی فقط راهی برای تشویق یا آموزش دانش‌آموزان نیست. هزاران سال است که بشر برای ثبت و ارسال اطلاعات، دنبال راهی بوده برای آنکه اطلاعات حیاتی از دسترس اغیار دور بماند.

رمز و رمزگشایی نقش بسیار مهمی در تاریخ بشر داشته و بسیاری از وقایع تاریخی مهم حول و حوش رمزها شکل گرفته است؛ ماری استوارت، ملکه اسکاتلند که مشغول توطئه علیه الیزابت اول بود و نقشه قتل او را می‌کشید، پیام‌هایش را به رمز می‌فرستاد. او اصلا تصور نمی‌کرد که رمز نامه‌هایش لو برود، اما سر فرانسیس واسینگهام رمز نامه‌ها را شکست و همین، سر ماری استوارت را به باد داد.

مورخان معتقدند بشر از زمانی که پا از غارها بیرون گذاشت و شروع به پایه‌گذاری تمدن کرد، سعی کرده اطلاعات ارزشمند را از رقبا مخفی نگه دارد. بنابراین شاید تاریخ رمزنگاری قدمتی تقریبا معادل تاریخ خط داشته باشد. نخستین خط‌ها در منطقه بین‌النهرین در میان سومری‌ها (خط میخی) و همچنین در آمریکای میانه یافت شده است که قدمت آنها به حدود چهار هزار سال پیش از میلاد مسیح می‌رسد.

سکیتال روشی سریع و اشتباه برای پیام رسانی در میدان جنگ بود اما کشف رمز آن کار سختی نبود.

اما آنچه مورخان، نخستین رمزنگاری تاریخ می‌دانند و به زمان پادشاهی کهن مصر بازمی‌گردد، در مقبره "خنوم هوتپ دوم" که در نزدیکی شهر منیا قرار دارد، یافت شده است. این نوشته‌ها به خط هیروگلیف، اما به شیوه‌ای نامتعارف هستند و حدود ۲۰۰۰ هزار سال پیش از میلاد مسیح نگاشته شده‌اند.

مورخان معتقدند که این رمز برای مخفی نگه داشتن اطلاعات نبوده، بلکه در واقع، نوعی ادای احترام و حاکی از جلال و جبروت متوفی بوده است.

به جز تبادل اطلاعات، نخستین رمزها با مقاصد مذهبی یا اعتقادی نوشته می‌شدند، چون برای آنها قدرت‌هایی جادویی و ماورایی قائل بودند و یا آن را راهی برای احترام و بزرگداشت، به ویژه برای مردگان، می‌دانستند.

نشانه‌های رمزنگاری در بین‌النهرین در میان اقوام آشور، بابل و همچنین در تورات دیده شده است.

در کاماسوترا که حدود دو هزار سال پیش نوشته شده است، رمزنگاری به عشاق توصیه شده تا پیام‌هایشان از چشم نامحرمان دور بماند.

نشانه‌های استفاده از رمز سپس در یونان باستان و در بین اسپارت‌ها دیده شده است.

اسپارت‌ها که قومی جنگجو بودند، حدود پانصد سال پیش از میلاد مسیح برای انتقال اطلاعات نظامی از وسیله‌ای استفاده می‌کردند به نام اسکتیلی(سکیتال). این وسیله یک تکه چوب ساده بود که با پیچیدن کاغذ پاپیروس به دور آن، پبام رمز آشکار می‌شد. در این روش، هم فرستنده و هم گیرنده رمز باید دارای اسکتیلی با قطر یکسان باشند.

مربع پولیبیوس. در این مربع A=۱۱ و B=۱۲ و ...

از دیگر رمزها در یونان باستان مربع پولیبیوس است.

این مربع را پولیبیوس دانشمند یونانی ابداع کرد. او حدود دویست سال پیش از میلاد مسیح در آرکادیای یونان به دنیا آمد.

در مربع پولیبیوس حروف الفبا معمولا در مربعی پنج در پنج نوشته می‌شود (برای زبان انگلیسی شش در شش) و به جای هر حرف، دو شماره که نمایانگر ستون و ردیف آن حرف است، قرار می‌گیرد.

در روم باستان هم رمزنگاری رایج بوده و رمز سزار نمونه معروف آن است. این شیوه رمزنگاری نقش مهمی در موفقیت‌های نظامی روم باستان داشته است.

پنهان‌نگاری نیز راهی برای مخفی کردن پیام در روزگار باستان بوده است.

در پنهان‌نگاری، پیام به صورت رمز در نمی‌آید، بلکه هدف اصلی، مخفی کردن پیام است.

استفاده از مرکب نامرئی یا نوشتن پیام بر سر تراشیده یک برده که بعدا با رویش موها مخفی می‌شده است، از روش‌های پنهان‌نگاری بوده است.

با پیشرفت دیجیتال، امروزه نرم‌افزارهای بسیاری وجود دارند که پنهان‌نگاری را ساده و آن را برای افراد غیرمتخصص آسان کرده‌اند. این شیوه در سال‌های اخیر گسترشی بیش از پیش پیدا کرده است.

با این حال، از حدود پانصد قبل از میلاد مسیح تا هزار سال بعد از میلاد مسیح، رمزنگاری در دنیای غرب پیشرفتی نداشت.

تحول اساسی در مشرق زمین اتفاق افتاد؛ در قرن سوم هجری، "ابویوسف الکندی"، یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان جهان اسلام، نخستین کتاب درباره رمز را تالیف کرد.

الکندی که بیش از دویست جلد کتاب در علوم مختلف نوشته است، متولد کوفه بود و بیشتر به قصد رمزگشایی از قرآن کتابی نوشت به نام "رساله در کشف معما".

او در این کتاب، رمزگشایی براساس میزان تکرار نشانه‌ها (بسامد یا فرکانس) را ابداع کرد. برای مثال پرکاربردترین حروف در عربی الف و لام هستند، اما بسامد حرف ج یک‌دهم آنهاست. بنابراین می‌توان از میزان تکرار نشانه‌ها، حروف را مشخص کرد.

حدود پانصد سال بعد هم "ابو العباس القلقشندی"، دانشمند مصری، دائرةالمعارفی چهارده جلدی نوشت و فصلی از آن را به رمزنگاری اختصاص داد.

رمزنگاری در قرون وسطی به دنیای غرب بازگشت.

  • لئون باتیستا آلبرتی، دانشمند ایتالیایی را پدر رمزنگاری غربی می‌دانند
  • تونی عبود در کتابی که درباره زندگی الکندی نوشته به او لقب پدر فلسفه عرب داده است
  • توماس جفرسون، یکی از نویسندگان اصلی اعلامیه استقلال آمریکا بود. او با اینکه خود صدها برده داشت، قانون ممنوعیت واردات برده به آمریکا را امضا کرد
  • آلن تورینگ در ۱۶ سالگی. این عکس را سال گذشته مدرسه‌ای که او در آن درس می‌خواند منتشر کرد
  • هرچند که یک رمز به نام ویژونر معروف شده، اما مبدع آن فرد دیگری است

"لئون باتیستا آلبرتی"، دانشمند ایتالیایی که او را پدر رمزنگاری غربی می‌دانند، مبتکر رمز چندحرفی است.

تا آن زمان، با استفاده از روش الکندی بسیاری از رمزها را می‌شد با بررسی تکرار نشانه‌ها کشف کرد و برای حل این مشکل، آلبرتی اولین وسیله برای به رمز درآوردن را ساخت که به آن صفحه رمز می‌گویند. بر یکی از صفحه‌ها متن اصلی و بر روی صفحه دیگر متن به رمز درآورده‌شده حک شده است. با گرداندن یکی از این دو صفحه بر دیگری، می‌توان معادل اصلی هر حرف رمز را پیدا کرد.

آلبرتی کار خود را پیگیری نکرد، اما بعدها یک فرانسوی به نام "بلز دو ویژونر" آن را توسعه داد که به رمز ویژونر معروف شد.

این رمز بر همان اصل رمز سزار کار می‌کرد، اما کلید رمز در طول متن تغییر می‌کرد. برای گشودن رمز ویژونر به جدولی به نام لوح راهنما نیاز بود. رمز ویژونر سال‌ها بعد و در قرن نوزدهم شکسته شد.

ماشین قابل حمل انیگما که شصت سال بعد از نمونه اصلی بازسازی شده

در اواخر قرن هجدهم "توماس جفرسون" سومین رییس‌جمهور آمریکا، "چرخ رمز جفرسون" را اختراع کرد که به نوعی، تکمیل‌شده رمز ویژونر بود.

بعد از این، به جز حروف مورس، شاید بزرگ‌ترین تحول در تاریخ رمز و رمزگشایی در جنگ جهانی دوم رخ داد.

آلمانی‌ها برای به رمز در آوردن پیام‌های خود از ماشینی استفاده می‌کردند به نام "انیگما". در سال ۱۹۳۲ سه لهستانی که برای اداره ضدجاسوسی کار می‌کردند، رمز انیگما را با استفاده از ماشینی به نام "بومبا" شکستند و پنج هفته پیش از شروع جنگ، این اطلاعات را در اختیار انگلیسی‌ها و فرانسوی‌ها گذاشتند.

با شروع و پیشرفت جنگ، آلمان‌ها مرتب رمزهای انیگما را بهتر و شیوه‌های خود را پیشرفته‌تر کردند، بنابراین عملا روش لهستانی‌ها ناکارآمد شد.

اما بعد، بزرگ‌ترین تحول در انگلستان اتفاق افتاد.

بازسازی شده ماشین معروف بامبی

ریاضیدان جوانی به نام "آلن تورینگ" با ابداع ماشینی به نام "بامبی"، رمزهای جدید انیگما را در ساختمان معروف "بلچلی پارک" شکست.

تورینگ را یکی از نوابغ قرن بیستم خوانده‌اند و او را پدر کامپیوترهای امروزی و نیز هوش مصنوعی می دانند.

کار تورینگ و عملیاتی که در بلچلی پارک انجام گرفت، از مهم‌ترین دلایل شکست آلمان و پایان جنگ جهانی دوم تلقی می‌شود و حتی چرچیل، زمانی به پادشاه بریتانیا گفته بود که جنگ را انگلیس به برکت همین رمزگشایی برده است.

بلچلی پارک هنوز هم مرکز کدگذاری بریتانیاست.

اما تورینگ سرنوشت غم‌انگیزی داشت. در سال ۱۹۵۲ به جرم همجنس‌گرایی محاکمه شد و پذیرفت به جای زندانی شدن، به صورت شیمیایی اخته شود، یعنی هورمون زنانه به او تزریق شود. تورینگ دو سال بعد، در ۴۲ سالگی، با سیانور خودکشی کرد. استیون هاوکینگ، دانشمند معروف، سال گذشته خواستار عذرخواهی رسمی بریتانیا از "پدر کشف رمز جنگ جهانی" شد.

با اینکه عملیات رمز شکنی انگیس در جنگ جهانی از این ساختمان انجام می گرفت، اما فقط یکبار هدف حمله مستقیم قرار گرفت که آن هم برای ایستگاه قطار مجاور بود

قسمت دوم این گزارش را درباره معروف‌ترین رمزهای ناگشوده دنیا، آخر همین هفته در کلیک مجله بی‌بی‌سی فارسی بخوانید.

در این زمینه بیشتر بخوانید

موضوعات مرتبط

BBC © 2014 بی بی سی مسئول محتوای سایت های دیگر نیست

بهترین روش دیدن این صفحه بر روی آخرین مرورگر مجهز به CSS است. با اینکه مرورگر کنونی تان قابلیت نمایش سایت را دارد ولی امکان بهترین تجربه تصویری را به شما نمی دهد . لطفا در صورت امکان مرورگر خود را به آخرین نسخه ارتقا دهید.