La crittografia
La crittografia è il campo che studia i metodi per la sicurezza delle comunicazioni e la protezione dei dati.
In altre parole, la crittografia è la scienza che studia i metodi per rendere le informazioni incomprensibili a chi non è autorizzato a vederle, garantendo sicurezza nelle comunicazioni.
La parola "crittografia" deriva dal greco "kryptós" che significa nascosto e "gráphein" che significa scrivere.
Oltre alla sicurezza nelle comunicazioni digitali, la crittografia è fondamentale in numerose applicazioni quotidiane, incluse le transazioni bancarie online, le carte di credito, i sistemi di voto elettronico e la protezione dei dati personali e aziendali.
Storia della crittografia
La crittografia è stata utilizzata sin dall'antichità per proteggere segreti di stato, strategie militari e comunicazioni private.
Ad esempio, gli antichi egizi utilizzavano forme primitive di crittografia su pietre tombali nel 1900 a.C.
Nell'antica Grecia erano usate tecniche basate l'uso di dispositivi fisici come lo scitale, un bastone attorno al quale veniva avvolto un nastro di papiro per scrivere messaggi.
Durante il periodo romano, Giulio Cesare utilizzava la cifratura di Cesare, un metodo di sostituzione in cui ogni lettera del testo originale veniva spostata di un certo numero di posizioni nell'alfabeto.
Ad esempio, con uno spostamento di 3, la lettera 'A' diventa 'D', la 'B' diventa 'E', e così via fino alla 'Z', che diventa 'C'. Oggi decifrare il cifrario di Cesare è sorprendentemente semplice a causa del numero limitato di chiavi possibili. Con l'alfabeto inglese, che comprende 26 lettere, esistono solo 25 chiavi di cifratura pratiche , escludendo lo spostamento di 0 che lascerebbe il testo inalterato. Questo rende il cifrario di Cesare estremamente vulnerabile agli attacchi esterni. Nonostante la sua vulnerabilità, il cifrario di Cesare offre un'introduzione eccellente ai principi della crittografia e serve come punto di partenza per esplorare cifrature più complesse e sicure. Ancora oggi il cifrario di Cesare è uno dei primi esempi didattici di cifratura nei corsi di crittografia.
Nel Medioevo, la crittografia divenne più sofisticata e con l'avvento della stampa, la diffusione di metodi crittografici divenne più ampia.
Un lungo percorso che conduce all'invenzione della macchina Enigma durante la Seconda Guerra Mondiale, usata dai tedeschi per codificare messaggi militari.
La seconda metà del XX secolo segnò il passaggio dalle tecniche di cifratura meccaniche a quelle più complesse basate su principi matematici e algoritmi, che sfruttavano la nascente tecnologia informatica.
In futuro la crittografia continuerà a evolvere, molti degli algoritmi attualmente in uso saranno probabilmente sostituiti con dei sistemi di crittografia post-quantistica, in grado di resistere anche all'arrivo di nuove tecnologie computazionali come i computer quantistici.
L'impatto della teoria della complessità sulla crittografia
La teoria della complessità computazionale ha influenzato direttamente la crittografia moderna nel modo in cui vengono progettati i nuovi codici.
Nella crittografia avere problemi che sono computazionalmente difficili da risolvere è un vantaggio, poiché questi problemi formano la base per la creazione di sistemi di cifratura più sicuri.
I problemi difficili garantiscono che i codici segreti siano robusti e resistenti agli attacchi, poiché le soluzioni richiedono un'enorme quantità di tempo e risorse computazionali per essere decifrati senza la chiave corretta.
Per esempio, il problema della fattorizzazione dei numeri grandi è un problema "hard" nella teoria della complessità e forma la base per alcuni dei più comuni algoritmi crittografici come RSA.
L'utilizzo di problemi complessi garantisce che, sebbene sia relativamente facile per una parte autorizzata criptare e decriptare messaggi usando la chiave privata, sarebbe estremamente difficile per un utente esterno fare lo stesso senza conoscere tale chiave.
Principi e algoritmi moderni
Nell'era moderna, la crittografia si è evoluta in una complessa disciplina di matematica e informatica, grazie all'avvento dei computer e dell'analisi algoritmica.
Le moderne tecniche crittografiche si dividono principalmente in due categorie: crittografia simmetrica e crittografia asimmetrica.
- Crittografia simmetrica: Utilizza la stessa chiave per cifrare e decifrare un messaggio. Esempi noti includono AES (Advanced Encryption Standard) e DES (Data Encryption Standard). Questi algoritmi sono veloci e sono spesso utilizzati per cifrare grandi volumi di dati.
- Crittografia asimmetrica: Conosciuta anche come crittografia a chiave pubblica, utilizza una coppia di chiavi, una pubblica e una privata. Il mittente utilizza la chiave pubblica del destinatario per cifrare il messaggio, mentre il destinatario usa la propria chiave privata per decifrarlo. Questo metodo è fondamentale per operazioni come la firma digitale e la distribuzione sicura delle chiavi. RSA, introdotto da Rivest, Shamir e Adleman, è uno degli algoritmi più noti di questa categoria.
