प्राचीन काल से, लोगों ने अपने रहस्यों को सुरक्षित रखने के लिए, क्रिप्टोग्राफी पर, कोडित संदेशों को लिखने और सुलझाने की कला पर भरोसा किया है। पाँचवीं शताब्दी में, चमड़े या कागज पर उत्कीर्ण संदेशों को अंकित किया गया था और एक मानव दूत द्वारा वितरित किया गया था। आज, सिफर हमारे डिजिटल डेटा को सुरक्षित रखने में मदद करते हैं क्योंकि यह इंटरनेट के माध्यम से ज़िप करता है। कल, क्षेत्र अभी तक एक और छलांग लगा सकता है; क्षितिज पर क्वांटम कंप्यूटरों के साथ, क्रिप्टोग्राफर्स आज तक सबसे सुरक्षित सिफर बनाने के लिए भौतिकी की शक्ति का दोहन कर रहे हैं।
गुप्त रखने के ऐतिहासिक तरीके
शब्द "क्रिप्टोग्राफी" ग्रीक शब्द "क्रिप्टोस," से छिपा हुआ है, और "ग्रेफिन," लिखने के लिए बना है। शारीरिक रूप से दुश्मन की आंखों से एक संदेश छिपाने के बजाय, क्रिप्टोग्राफी दो दलों को सादे दृष्टि में संवाद करने की अनुमति देती है, लेकिन ऐसी भाषा में जो उनके विरोधी नहीं पढ़ सकते हैं।
किसी संदेश को एन्क्रिप्ट करने के लिए, प्रेषक को कुछ व्यवस्थित विधि का उपयोग करके सामग्री में हेरफेर करना होगा, जिसे एल्गोरिथ्म के रूप में जाना जाता है। मूल संदेश, जिसे प्लेनटेक्स्ट कहा जाता है, को स्क्रैम्बल किया जा सकता है, ताकि इसके अक्षर एक अनजाने क्रम में ऊपर पंक्तिबद्ध हो जाएं या प्रत्येक पत्र को दूसरे के साथ बदल दिया जाए। क्रैश कोर्स कंप्यूटर साइंस के अनुसार परिणामी जिबरिश को सिफरटेक्स्ट के रूप में जाना जाता है।
सेंटर फॉर क्रिप्टोलॉजिक हिस्ट्री के अनुसार, ग्रीसीयन समय में, स्पार्टन मिलिट्री ने एक स्काइटल नामक एक उपकरण का उपयोग करके संदेशों को एन्क्रिप्ट किया, जिसमें एक लकड़ी के कर्मचारियों के चारों ओर चमड़े के घाव की पतली पट्टी थी। अनवाउंड, स्ट्रिप यादृच्छिक पात्रों की एक स्ट्रिंग को सहन करने के लिए लग रहा था, लेकिन अगर एक निश्चित आकार के कर्मचारियों के आसपास घाव होता है, तो अक्षर शब्दों में संरेखित होते हैं। इस पत्र-फेरबदल तकनीक को ट्रांसपोज़ेशन सिफर के रूप में जाना जाता है।
द कामा सूत्र ने एक वैकल्पिक एल्गोरिथ्म का उल्लेख किया है, जिसे प्रतिस्थापन के रूप में जाना जाता है, यह अनुशंसा करता है कि महिलाएं अपने संपर्क के रिकॉर्ड को छुपाए रखने की विधि सीखती हैं, द अटलांटिक ने बताया। प्रतिस्थापन का उपयोग करने के लिए, प्रेषक संदेश के प्रत्येक अक्षर को दूसरे के लिए स्वैप करता है; उदाहरण के लिए, एक "ए" एक "जेड" बन सकता है, और इसी तरह। इस तरह के संदेश को डिक्रिप्ट करने के लिए, प्रेषक और प्राप्तकर्ता को सहमत होने की आवश्यकता होती है, जिस पर अक्षरों की अदला-बदली होगी, उसी तरह स्पार्टन के सैनिकों को भी उसी आकार के स्कैटल की आवश्यकता होगी।
पहला क्रिप्टोकरंसीज
एक विशिष्ट सिफरटेक्स्ट को प्लेनटेक्स्ट में वापस लाने के लिए आवश्यक ज्ञान, जिसे कुंजी के रूप में जाना जाता है, को संदेश की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए गुप्त रखा जाना चाहिए। अपनी कुंजी के बिना एक सिफर दरार करने के लिए महान ज्ञान और कौशल लेता है।
"द कोड बुक" (रैंडम हाउस, 2011) के लेखक साइमन सिंह के अनुसार, अरब सह गणितज्ञ अल-किंडी को अपनी कमजोरी का अहसास होने तक, प्रतिस्थापन सहस्राब्दी पहली सहस्राब्दी ए.डी. के माध्यम से अनियंत्रित हो गई। यह देखते हुए कि कुछ अक्षरों का दूसरों की तुलना में अधिक बार उपयोग किया जाता है, अल-किंडी विश्लेषण द्वारा रिवर्स प्रतिस्थापन करने में सक्षम था जो एक सिफरटेक्स्ट में सबसे अधिक बार पत्रों को क्रॉप करते हैं। अरब के विद्वान दुनिया की सबसे बड़ी क्रिप्टोकरंसी बन गए, जिन्होंने क्रिप्टोग्राफर्स को अपने तरीकों को अपनाने के लिए मजबूर किया।
क्रिप्टोग्राफी के उन्नत तरीकों के रूप में, क्रिप्टानालोलॉजिस्ट ने उन्हें चुनौती देने के लिए कदम बढ़ाया। इस चल रही लड़ाई में सबसे प्रसिद्ध झड़पों के बीच द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मन एनिग्मा मशीन को तोड़ने का एलाइड प्रयास था। एनिग्मा मशीन एक प्रतिस्थापन एल्गोरिथ्म का उपयोग कर संदेशों को एन्क्रिप्ट करती है जिनकी जटिल कुंजी दैनिक बदल जाती है; बदले में, Cryptanalyst एलन ट्यूरिंग ने अमेरिकी सेंट्रल इंटेलिजेंस एजेंसी के अनुसार, एनिग्मा की बदलती सेटिंग्स को ट्रैक करने के लिए "बॉम्बे" नामक एक उपकरण विकसित किया।
इंटरनेट के युग में क्रिप्टोग्राफी
डिजिटल युग में, क्रिप्टोग्राफी का लक्ष्य एक ही रहता है: एक विरोधी द्वारा स्वाइप किए जा रहे दो पक्षों के बीच सूचना के आदान-प्रदान को रोकने के लिए। कंप्यूटर वैज्ञानिक अक्सर दोनों पक्षों को "ऐलिस और बॉब" के रूप में संदर्भित करते हैं, काल्पनिक संस्थाओं ने पहली बार 1978 में एक डिजिटल एन्क्रिप्शन पद्धति का वर्णन करते हुए लेख पेश किया था। ऐलिस और बॉब लगातार "ईव" नाम के एक पेसिक ईव्सड्रोपर से परेशान हैं।
सभी प्रकार के एप्लिकेशन हमारे डेटा को सुरक्षित रखने के लिए एन्क्रिप्शन को रोजगार देते हैं, जिसमें क्रेडिट कार्ड नंबर, मेडिकल रिकॉर्ड और बिटकॉइन जैसी क्रिप्टोकरेंसी शामिल हैं। ब्लॉकचैन, बिटकॉइन के पीछे की तकनीक, एक वितरित नेटवर्क के माध्यम से सैकड़ों हजारों कंप्यूटरों को जोड़ता है और प्रत्येक उपयोगकर्ता की पहचान की रक्षा के लिए क्रिप्टोग्राफी का उपयोग करता है और अपने लेनदेन का एक स्थायी लॉग बनाए रखता है।
कंप्यूटर नेटवर्क के आगमन ने एक नई समस्या पेश की: यदि ऐलिस और बॉब दुनिया के विपरीत हिस्सों में स्थित हैं, तो वे ईव को छीनने के बिना एक गुप्त कुंजी कैसे साझा करते हैं? सार्वजनिक कुंजी क्रिप्टोग्राफी खान अकादमी के अनुसार, एक समाधान के रूप में उभरा। यह योजना एक तरफ़ा फ़ंक्शंस का लाभ उठाती है - गणित जो प्रदर्शन करना आसान है, लेकिन जानकारी के प्रमुख टुकड़ों के बिना रिवर्स करना मुश्किल है। ऐलिस और बॉब अपने सिफरटेक्स और ईव के चौकस टकटकी के तहत एक सार्वजनिक कुंजी का आदान-प्रदान करते हैं, लेकिन प्रत्येक अपने लिए एक निजी कुंजी रखते हैं। दोनों निजी कुंजियों को सिफरटेक्स्ट में लगाकर, जोड़ी एक साझा समाधान तक पहुँचती है। इस बीच, ईव अपने विरल सुराग को समझने के लिए संघर्ष करता है।
आरएसए एन्क्रिप्शन नामक सार्वजनिक कुंजी क्रिप्टोग्राफी का एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला रूप, प्रधान कारक की मुश्किल प्रकृति में टैप करता है - दो प्रमुख संख्याएं ढूंढता है जो आपको एक विशिष्ट समाधान देने के लिए एक साथ गुणा करते हैं। दो अभाज्य संख्याओं को गुणा करने में बिल्कुल भी समय नहीं लगता है, लेकिन इस प्रक्रिया को उलटने के लिए पृथ्वी के सबसे तेज कंप्यूटरों को भी सैकड़ों साल लग सकते हैं। ऐलिस दो नंबर का चयन करता है, जिस पर उसकी एन्क्रिप्शन कुंजी बनाने के लिए, ईव को उन अंकों को खोदने का व्यर्थ कार्य कठिन रास्ता छोड़ देता है।
क्वांटम छलांग लेना
एक अटूट सिफर की तलाश में, आज के क्रिप्टोग्राफर क्वांटम भौतिकी की तलाश कर रहे हैं। क्वांटम भौतिकी अविश्वसनीय रूप से छोटे पैमाने पर पदार्थ के अजीब व्यवहार का वर्णन करती है। श्रोडिंगर की प्रसिद्ध बिल्ली की तरह, कई राज्यों में उप-परमाणु कण एक साथ मौजूद हैं। लेकिन जब बॉक्स खोला जाता है, तो कण एक अवलोकन योग्य अवस्था में आ जाते हैं। 1970 और 80 के दशक में, भौतिकविदों ने गुप्त संदेशों को एन्क्रिप्ट करने के लिए इस कायरता संपत्ति का उपयोग करना शुरू किया, जिसे अब "क्वांटम कुंजी वितरण" के रूप में जाना जाता है।
जिस प्रकार बाइट्स में कुंजी को एनकोड किया जा सकता है, भौतिक विज्ञानी अब कणों के गुणों में, आमतौर पर फोटॉनों में, इनकोड करते हैं। एक नापाक गरमागरम को चाबी चुराने के लिए कणों को मापना चाहिए, लेकिन ऐसा करने का कोई भी प्रयास एलिस और बॉब को सुरक्षा भंग करने के लिए फोटॉन के व्यवहार को बदल देता है। यह अंतर्निहित अलार्म सिस्टम क्वांटम कुंजी वितरण को "काफी सुरक्षित," वायर्ड की सूचना देता है।
क्वांटम चाबियों का आदान-प्रदान ऑप्टिक फाइबर के माध्यम से लंबी दूरी पर किया जा सकता है, लेकिन वितरण के एक वैकल्पिक मार्ग ने 1990 के दशक में भौतिकविदों की रुचि को बढ़ाया। Artur Ekert द्वारा प्रस्तावित, तकनीक दो फोटॉनों को "क्वांटम उलझाव" नामक एक घटना के लिए विशाल दूरी पर संचार करने की अनुमति देती है।
ऑक्सफोर्ड के एक प्रोफेसर और सेंटर ऑफ़ क्वांटम टेक्नॉलॉजीज नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ़ सिंगापुर के निदेशक, एकर्ट ने कहा, "क्वांटम ऑब्जेक्ट्स में यह अद्भुत गुण होता है जहां अगर आप उन्हें अलग करते हैं, तो सैकड़ों मील की दूरी पर भी वे एक-दूसरे को महसूस कर सकते हैं।" उलझे हुए कण एक इकाई के रूप में व्यवहार करते हैं, जिससे ऐलिस और बॉब प्रत्येक छोर पर माप लेकर एक साझा कुंजी तैयार कर सकते हैं। यदि कोई ईवेस्टर ड्रॉपर कुंजी को बाधित करने का प्रयास करता है, तो कण प्रतिक्रिया करते हैं और माप बदलते हैं।
क्वांटम क्रिप्टोग्राफी एक अमूर्त धारणा से अधिक है; 2004 में, शोधकर्ताओं ने उलझे हुए फोटॉन के माध्यम से 3,000 यूरो बैंक खाते में हस्तांतरित कर दिए, लोकप्रिय विज्ञान ने बताया। न्यू साइंटिस्ट के अनुसार, 2017 में, शोधकर्ताओं ने उपग्रह मिक्सी से पृथ्वी पर दो उलझे हुए फोटॉन को शूट किया, जिससे उनका रिकॉर्ड 747 मील (1,203 किलोमीटर) से अधिक हो गया। कई कंपनियां अब तक व्यावसायिक अनुप्रयोगों के लिए क्वांटम क्रिप्टोग्राफी विकसित करने की दौड़ में बंद हैं, अब तक कुछ सफलता के साथ।
साइबर सुरक्षा के भविष्य की गारंटी देने के लिए, वे घड़ी के खिलाफ दौड़ में भी हो सकते हैं।
"अगर एक क्वांटम कंप्यूटर है, तो मौजूदा क्रिप्टोग्राफी सिस्टम, जिसमें क्रिप्टोकरेंसी को कम करने वाले शामिल हैं, अब सुरक्षित नहीं होंगे," एकर्ट ने लाइव साइंस को बताया। "हम नहीं जानते कि वास्तव में जब वे बनाए जाएंगे - तो हमने अब कुछ करना शुरू कर दिया था।"
