การเข้ารหัสลับ Cryptography ที่เกิดขึ้นก่อนมีคอมพิวเตอร์?

[Namtan]

การเข้ารหัสลับ Cryptography ที่เกิดขึ้นก่อนมีคอมพิวเตอร์ ?

คนส่วนใหญ่มักจะเข้าใจว่าคำว่า Crypto คือเหรียญ Bitcoin แต่จริง ๆแล้ว Crypto ย่อมาจากคำว่า Cryptography คือ ศาสตร์ของการเข้ารหัส เป็นการแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ ข้อความที่ผู้อื่น นอกเหนือจากคู่สนทนาที่ต้องการ ไม่สามารถเข้าใจได้

---

ขั้นตอนการเข้ารหัสลับ Cryptography หลักๆจะประกอบไปด้วย

1. การนำเอาข้อความต้นฉบับ(PLAINTEXT)ไปทำการเข้ารหัส (encryption) ในรูปแบบต่าง ๆ เพื่อให้ได้ข้อความลับออกมา
2. จากนั้นส่งให้คู่สนทนาของเราโดยในการส่งเราจะต้องส่งข้อความลับคู่ไปกับกุญเเจ (key)
3. ถ้าหากคู่สนทนาต้องการที่จะอ่านข้อความก็จะทำการถอดรหัส(decryption)ข้อความนั้นออกมา

รูปแบบของ Cryptography

เเบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. Modern cryptography คือ การเข้ารหัสที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันเป็นการเข้ารหัสที่มีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยทำให้การเข้ารหัสมีความยากมากขึ้น
2. Classical cryptography คือการเข้ารหัสที่เกิดขึ้นมาก่อนที่จะมีคอมพิวเตอร์
   “ซึ่ง Classical cryptography ก็คือเป็นหัวข้อใหญ่เราจะพูดถึงกันในบทความนี้ ว่าคนสมัยโบราณเขาทำการเข้ารหัสกันด้วยวิธีใดบ้าง”

---

Classical cryptography การเข้ารหัสก่อนจะมีคอมพิวเตอร์ทำยังไง ?

ในวิทยาการเข้ารหัสลับ (cryptography) ตัว Classical cryptography หรือ Classical cipher คือประเภทของการเข้ารหัสที่เคยใช้ในอดีต แต่ส่วนใหญ่จะเลิกใช้งานเเล้ว

• การเข้ารหัสเเบบคลาสสิกส่วนใหญ่สามารถคำนวณเเละเเก้ไขได้ด้วยมือเป็นการเข้ารหัสที่ทำได้โดยการใช้กระดาษและปากกา
• Classical cipher เป็นระบบง่ายๆ ที่ใช้ตั้งแต่สมัยกรีกและโรมัน การเข้ารหัสยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาที่ซับซ้อน รวมไปถึง การเข้ารหัสในสงครามโลกครั้งที่สอง
• การเข้ารหัสแบบคลาสสิกมักถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. transposition ciphers และ 2. substitution ciphers

transposition ciphers

Transposition ciphers เป็นการเข้ารหัสโดยใช้การสลับตำแหน่งของตัวอักษรซึ่งเป็นการเข้ารหัสอย่างง่าย เช่น HELLO เข้ารหัสเป็น OLLEH เป็นต้น
ตัวอย่างของ transposition ciphers เช่น

• Columnar transposition ciphers

  • คือการนำเอาตัวอักษรต้นฉบับมาจัดเรียงเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้าจากซ้ายไปขวา

  • มีคีย์ที่เลือกเพื่อใช้ในการกำหนดตัวเลขให้กับเเต่ละคอลัมน์ในสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพื่อกำหนดลำดับการจัดเรียงตัวอักษรใหม่ ตัวเลขที่ตรงกับตัวอักษรในคีย์จะถูกกำหนดโดยตำแหน่งตัวอักษร เช่น A = 1 ,B= 2 , C=3 เป็นต้น ตัวอย่างเช่น คีย์เวิลด์คือ CAT และ ข้อความคือ THE SKY IS BLUE
    

    

    ให้เรียงลำดับจากลำดับของตัวอักษร อย่างในตัวอย่าง A เป็นตัวเเรก จากนั้นให้เอาตัวอักษรที่อยู่ใต้ A มาเขียนเป็นลำดับเเรก จะได้ ดังนี้
    1= A = HKSU
    3=C = TSIL
    20=T = EYBE
    เรียงต่อกัน จะได้ THE SKY IS BLUE เข้ารหัสเป็น HKSUTSILEYBE

• Scytale ciphers
  
  
  • การเข้ารหัสที่เกิดขึ้นในสมัยกรีกโบราณ (σκυτάλη skutálē) และยังมีการกล่าวอ้างว่าถูกใช้โดยเฉพาะในกลุ่มชาวสปาร์ตันที่ใช้วิธีนี้ในการสื่อสารทางการทหาร (500 B.C. The Spartans)
  • Scytale เป็นการเข้ารหัส ซึ่งประกอบด้วย ไม้รูปทรงกระบอกที่มีกระดาษตัดเป็นเส้นยาวๆพันอยู่รอบ ๆ เเละเขียนข้อความเรียงลงมาไว้ หากต้องการที่จะถอดรหัสผู้รับจะต้องมีอุปกรณ์รูปทรงกระบอกที่มีขนาดเท่ากันทุกประการจากนั้นนำกระดาษที่เขียนข้อความมาพันรอบไม้จะได้เป็นข้อความที่สามารถอ่านเข้าใจได้

---

substitution ciphers

substitution ciphers เป็นการเข้ารหัสโดยใช้การเเทนที่ตัวอักษรหรือกลุ่มตัวอักษร อย่างเป็นระบบทั้งข้อความ
ตัวอย่างของ substitution ciphers เช่น

• Caesar cipher

  • Caesar cipher หรือ รหัสซีซาร์
  • เป็นการเขารหัสแบบ Secret Key หรือ Symmetric Key Cryptography
  • คิดค้นโดยกษัตริย์ Julius Caesar
  • เพื่อสื่อสารกับ ทหารในกองทัพ และป้องกันไม่ให้ข่าวสารรั่วไหลไปถึงศัตรู
  • การเข้ารหัสเเบบซีซาร์ตัวอักษรจะถูกแทนที่ด้วยตัวอักษรตัวที่ 3 นับจากตัวมัน เช่น A จะเเทนด้วย D , B จะเเทนด้วย E , C จะเเทนด้วย F , X จะเเทนด้วย A , Y จะเเทนด้วย B และ Z จะเเทนด้วย C เป็นต้น ตัวอย่าง เช่น HASHPIRE เข้ารหัสเป็น KDVKSLUH!
    
    

• The Enigma machine cipher
  

  
  • เครื่อง Enigma เป็นอุปกรณ์เข้ารหัสที่พัฒนาและใช้ในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 20
  • ทำขึ้นเพื่อปกป้องการสื่อสารทางการค้า การทูต และการทหาร
  • ถูกใช้อย่างกว้างขวางโดยนาซีเยอรมนีในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง
  • เครื่อง Enigma ถือว่าปลอดภัยมากจนสามารถใช้เพื่อเข้ารหัสข้อความลับสุดยอดได้ เพราะ ความน่าจะเป็นที่จะเดาออกได้มีเพียงหนึ่งใน 158.962 ล้านรูปแบบ
  • หลักการทำงานของเครื่อง Enigma คือการเเทนที่ตัวอักษรหลาย ๆ ครั้ง อย่างในตัว Caesar cipher เป็นการเเทนที่ตัวอักษรโดยการเลื่อนตัวอักษรไป 3 ตำแหน่ง แต่ในตัว Enigma จะทำการเลื่อนหลายครั้งจนคาดเดาได้ยาก
  • วิธีการใช้เครื่อง Enigma คือนำเอาข้อความที่ต้องการเข้ารหัสมาจากนั้นพิมพ์ลงไปบนเครื่อง Enigma ซึ่งตัวเครื่อง Enigma จะมีชุดตัวอักษรอยู่ 2 ชุด คือชุดที่เป็นเเป้นพิมพ์และชุดแสดงผลที่จะเป็นตัวอักษรที่มีไฟ เมื่อเรานำตัวอักษรไปพิมพ์บนเเป้นพิมพ์แล้ว ชุดแสดงตัวอักษรที่เป็นไฟก็จะเเสดงรหัสขึ้นมาให้เราทำการจดไว้
    
    

• จากนั้นทำการส่งรหัสที่จดไว้ไปให้กับบุคคลที่เราต้องการจะสื่อสารด้วยในกองทัพของเยอรมนีจะส่งรหัสนี้ผ่านคลื่นวิทยุในรูปแบบของรหัสมอร์ส โดยอีกฝั่งจะต้องมีเครื่อง Enigma ที่ทำการตั้งค่าไว้เหมือนกันทุกประการ และการตั้งค่าเครื่อง Enigma ของกองทัพเยอรมนีจะมีการตั้งค่าใหม่ทุกๆ เดือนเพื่อป้องกันการคาดเดาได้ จากนั้นเอารหัสที่ได้มาพิมพ์บนเครื่อง Enigma ก็จะสามารถถอดรหัสออกมาได้

• การเข้ารหัสของเครื่องจะไม่ซ้ำกันเเม้ว่าเราจะกดตัวอักษรซ้ำ เพราะกลไกภายในของเครื่องจะหมุนไปเรื่อยๆทำให้รูปแบบการเชื่อมโยงของตัวอักษรเปลี่ยนทุกครั้งที่ทำการกดลงไป

---

โดยสรุป การเข้ารหัสที่เราใช้กันอยู่อย่างในปัจจุบัน Modern cryptography ที่มีความยากและซับซ้อนนั้น มีพื้นฐานในการสร้างมาจาก Classical cryptography ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการทำ transposition ciphers และ substitution ciphers สลับกันไปให้ได้รูปแบบการเข้ารหัสที่มีความซับซ้อนและยากต่อการคาดเดาขึ้นมานั่นเอง

---

References

• Enigma machine - Wikipedia
• Scytale - Wikipedia
• Substitution cipher - Wikipedia
• Caesar cipher - Wikipedia
• Enigma - Hardware Encryption Monster - How its decrypted and saved many lives
• 1 Chapter 2 Advanced Cryptography (Part A) Overview History of cryptography Cryptanalysis. - ppt download

[Pantitas]

@namtan ส่วนตัวอยากให้ปรับส่วน intro ค่ะ อาจจะไม่พูดถึง modern cryptography เลยเนื่องจากเรามีการเกริ่นในหัวข้อว่าเป็น classical cryptograpy อาจจะเน้นตัวนี้ไปเลยค่ะ

@Namtan

ขั้นตอนการเข้ารหัสลับ Cryptography หลักๆจะประกอบไปด้วย

^ ส่วนด้านบนนี้อยากให้พูดถึงเพิ่ม เป็นการอธบายสั้นๆของ ประเภทของการเข้ารหัสค่ะ
(ลิงค์ข้อมูล การเข้ารหัสข้อมูลเบื้องต้น)

• Symmetric Cryptography
• Asymmetric Cryptography

---

@Namtan

รูปแบบของ Cryptography

เเบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. Modern cryptography คือ การเข้ารหัสที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบันเป็นการเข้ารหัสที่มีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยทำให้การเข้ารหัสมีความยากมากขึ้น
2. Classical cryptography คือการเข้ารหัสที่เกิดขึ้นมาก่อนที่จะมีคอมพิวเตอร์
   “ซึ่ง Classical cryptography ก็คือเป็นหัวข้อใหญ่เราจะพูดถึงกันในบทความนี้ ว่าคนสมัยโบราณเขาทำการเข้ารหัสกันด้วยวิธีใดบ้าง”

^ ส่วนด้านบน คิดว่าอาจจะเอาออกไปก่อนค่ะ อาจจะ focus ที่ตัว classical ไปเลย
***ส่วนนี้หากมีใครมีควมเห็นเสนอกันได้นะคะ.

---

@Namtan

สรุป การเข้ารหัสที่เราใช้กันอยู่อย่างในปัจจุบัน Modern cryptography ที่มีความยากและซับซ้อนนั้น มีพื้นฐานในการสร้างมาจาก Classical cryptography ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการทำ transposition ciphers และ substitution ciphers สลับกันไปให้ได้รูปแบบการเข้ารหัสที่มีความซับซ้อนและยากต่อการคาดเดาขึ้นมานั่นเอง

^ ส่วนของสรุปเนื้อหาโอเคแล้วค่ะ ส่วนตัวอยากให้ปรับความหมายของ paragraph นี้นิดหน่อยค่ะ คืออาจจะพูดแนวๆว่า,

---

ในส่วนสุดท้าย โดยสรุป การเข้ารหัสในรูปแบบ classical cryptography เลิกใช้งานแล้วเนื่องจากมีข้อเสีย … ดังที่ quote ด้านล่าง (อาจจะเขียนเป็นสรุปไม่ยาวมาก)

@Namtan

• การเข้ารหัสเเบบคลาสสิกส่วนใหญ่สามารถคำนวณเเละเเก้ไขได้ด้วยมือเป็นการเข้ารหัสที่ทำได้โดยการใช้กระดาษและปากกา
• Classical cipher เป็นระบบง่ายๆ ที่ใช้ตั้งแต่สมัยกรีกและโรมัน การเข้ารหัสยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาที่ซับซ้อน รวมไปถึง การเข้ารหัสในสงครามโลกครั้งที่สอง
• การเข้ารหัสแบบคลาสสิกมักถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. transposition ciphers และ 2. substitution ciphers

จึงทำให้เกิดการพัฒนา การเข้ารหัสที่เราใช้กันอยู่อย่างในปัจจุบัน … (ข้อมูลจาก paragraph สุดท้าย)

[Pantitas]

Submit artwork for review

รูปแบบของตัว artwork ทำออกมาแนวเล่าเรื่องค่ะ เนื่องจากเนื้อหาของบทความนี้เยอะก็เลยพยายามแตกออกมาให้พอดีๆ ไม่มากไป ไม่น้อยไป

มี comment อยากให้ปรับตรงไหน reply กันได้เลยค่ะ (เรียงจาก left → right)

---

NOTE

: รูปสองอาจจะเห็นข้อมูลไม่ค่อยชัดเนื่องจากรวบรวมรูปและ screenshot แนบรูปไว้ด้านล่างเพื่อเป็นข้อมูลค่ะ

[anakornk]

@Namtan

คนส่วนใหญ่มักจะเข้าใจว่าคำว่า Crypto คือเหรียญ Bitcoin แต่จริง ๆแล้ว Crypto ย่อมาจากคำว่า Cryptography คือ ศาสตร์ของการเข้ารหัส เป็นการแปลงข้อความปกติให้กลายเป็นข้อความลับ ข้อความที่ผู้อื่น นอกเหนือจากคู่สนทนาที่ต้องการ ไม่สามารถเข้าใจได้

Crypto means cryptography

I have long been annoyed that the word “crypto” has been co-opted by the blockchain people, and no longer refers to “cryptography.” I’m not the only one https://www.schneier.com/blog/archives/2021/11/crypto-means-cryptography-not-cryptocurrency.html

@Pantitas @Namtan อันนี้เป็น content ลง social ได้เลยนะ

อาจจะพูดในแนวว่าสมัยก่อน crypto ย่อจาก cryptography แต่สมัยนี้คนมาใช่ cryptoแทน cryptocurrency และคนกลุ่มเดิมไม่เห็นด้วย