Die Geschichte der Kryptographie (geschrieben auch: Kryptografie), also die Verschlüsselung von Texten, Nachrichten oder Daten zum Zwecke der Geheimhaltung, lässt sich in drei Zeiträume aufteilen. Im ersten wurde per Hand (zum Beispiel „mit Papier und Bleistift“ oder auch mit mechanischen Scheiben) verschlüsselt, im zweiten (etwa 1920 bis 1970) wurden spezielle Maschinen verwendet, im dritten (etwa seit 1970) übernahmen Computer eine zentrale Rolle. Die Kryptoanalyse (auch: Kryptanalyse) bildet das ergänzende Gegenstück zur Kryptographie. Dabei werden Methoden erforscht, um kryptographische Verfahren zu analysieren und möglichst zu brechen (Entzifferung). Kryptographie und Kryptoanalyse sind Teilgebiete der Kryptologie.
Nur wenige sehr alte Systeme sind bekannt. Ein Beispiel ist die Caesar-Verschlüsselung (auch: Cäsar-Chiffre) der alten Römer. Durch Neuentdeckungen von Dokumenten aus Altertum und Antike sowie durch Öffnung von Archiven, Zeitzeugenbefragungen können die Kenntnisse über kryptographische Systeme der Vergangenheit erweitert werden.
Epoche der Verschlüsselung von Hand Altertum Die Epoche des Altertums umfasste ungefähr den Zeitraum Mitte des 4. Jahrtausend v. Chr. bis 6. Jahrhundert nach Christi Geburt. Der früheste Einsatz von Kryptographie findet sich im dritten Jahrtausend v. Chr. in der altägyptischen Kryptographie des Alten Reiches. Hauptmotiv der auf dem Prinzip des Rebus und der Akrophonie aufbauenden Verschlüsselung altägyptischer mythologisch-religiöser Texte stellte das Tabu der öffentlichen Aussprache verschiedener Gottheiten dar. Gleiches galt auch für den Schriftbereich, weshalb in diesen Fällen andere Hieroglyphen verwendet wurden. Auch sahen sich die Priester in einer elitären Rolle und wachten deshalb über das Geheimwissen der Götter, was eine Verschlüsselung magischer Texte nach sich zog.Vgl. Alexandra von Lieven: Grundriss des Laufes der Sterne – Das sogenannte Nutbuch. The Carsten Niebuhr Institute of Ancient Eastern Studies (u. a.), Kopenhagen 2007, ISBN 978-87-635-0406-5. Diese Handhabungen können als erste dokumentierte Fälle einer Verschlüsselung betrachtet werden.
Es gibt einige weitere Fälle von Verschlüsselung im Altertum, die dokumentiert sind: Um das Jahr 1500 v. Chr. fertigte ein Töpfer in Mesopotamien eine Tontafel an, auf der er das Rezept für eine Glasur in veränderten Buchstaben notierte. mini|Skytale der alten Griechen Auch die Griechen nutzen bereits Kryptographie. Mit der Skytale entwickelten sie im 5. Jahrhundert v. Chr. einen Verschlüsselungsstab der auf dem Prinzip der Transposition beruhte. Der antike Geschichtsschreiber Polybios beschrieb um 130 v. Chr. ein Verfahren zur Nachrichtenübermittlung, bei dem eine quadratische Matrix verwendet wurde, genannt Polybios-Quadrat. Julius Cäsar (etwa 100 v. Chr. bis 44 v. Chr.) soll die nach ihm benannte Chiffre genutzt haben, die jeden Buchstaben im Alphabet um einen festgelegten Wert verschiebt. Geheimschrift gehört zu 64 im indischen Kamasutra (ungefähr 200 bis 300 n. Chr.) beschriebenen Künsten. Die Vorschrift Mūladevīya ordnet bestimmten Buchstaben eines Alphabets neue Buchstaben zu.David Kahn: The Codebreakers: The Comprehensive History of Secret Communication from Ancient Times to the Internet. Scribner, New York, Auflage Rev Sub, 1996.
Mittelalter Erst gegen Ende des 20. Jahrhunderts erkannte man in der westlichen Welt, dass es zwischen den Jahren 500 und 1400 vor allem aus der arabischen Welt bedeutende Beiträge zur Kryptographie gab, die man in der modernen Forschung nicht berücksichtigt hatte. Das erste Buch zu diesem Thema stammt von dem islamischen Theologen und Philosophen al-Kindī, der auch als erster statistische Methoden zur Kryptoanalyse (auch: Kryptanalyse) beschrieb.Al-Kadi, Ibrahim A.: The origins of cryptology: The Arab contributions. In: Cryptologia, 16(2) (April 1992), S. 97–126.
Im europäischen Raum gab es hingegen wenige Neuerungen in der Kryptographie. Karl der Große (747 oder 748–814) soll als Verschlüsselungsmethode ein unbekanntes Alphabet in Verbindung mit einer einfachen Substitution (auch Ersetzungsverfahren genannt) benutzt haben. Die Verwendung einer solchen Methodik wird auch der heiligen Hildegard von Bingen (1098–1179) nachgesagt. Bekannt ist das „Isruna-Traktat“ aufgrund von 5 Handschriften aus dem 9.–11. Jahrhundert.Klaus Düwel: Runenkunde. 3. Auflage. Metzler, Stuttgart Weimar 2001, ISBN 3-476-13072-X. In diesem „Eisrunen-Traktat“ werden die gemeinten Schriftzeichen dadurch identifiziert, dass ihre Position in einem vorgegebenen System bestimmt wird. Der einzige europäische Gelehrte, von dem namentlich aus dieser Zeit eine Abhandlung über Kryptographie überliefert ist, war der englische Mönch und Universalgelehrte Roger Bacon (1214–1292 oder 1294). Er zählte sieben Verschlüsselungsmethoden auf, darunter das Weglassen von Vokalen und die Verwendung eines unbekannten Alphabets.
Neuzeit Wie viele andere Wissenschaften erlebte auch die Kryptographie mit dem Beginn der Renaissance (ungefähr Ende des 14. Jahrhunderts bis frühes 17. Jahrhundert) einen erheblichen Aufschwung. Die seit Jahrtausenden kaum veränderten Verfahren wurden in dieser Zeit weiterentwickelt.
Chiffrierscheibe mini|Chiffriermaschine in Form eines Buches, mit dem Wappen von Henri II. Die bedeutendste Entwicklung aus dieser Zeit ist die Chiffrierscheibe, die 1466 von dem italienischen Universalgelehrtern Leon Battista Alberti (1404–1472) beschrieben wurde. In Italien gab es zu dieser Zeit mehrere verfeindete Stadtstaaten, die aus Angst vor Mitlesern wichtige Mitteilungen verschlüsselten. Italien wurde dadurch zur führenden Kryptographie-Nation der damaligen Zeit. Unübliche Zeichen und damit ein unbekanntes Alphabet verwendete der italienische Universalgelehrte Giambattista della Porta (1535–1615) auf seiner Chiffrierscheibe aus dem Jahr 1563. Dabei wurde die Technik der unipartiten einfachen Substitution verwendet.Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Springer, 2000, ISBN 3-540-67931-6 Ein ähnliches Prinzip verfolgten die Chiffrierschieber. Hierbei wurden zum Beispiel im England zur Zeit der Königin Elisabeth (1533–1603) zwei gegeneinander verschiebbare Lineale zur Verschlüsselung benutzt. Im 19. Jahrhundert wurden die Schieber Saint-Cyr-Schieber genannt. Chiffrierstäbchen verfolgten denselben Zweck.
Vigenère-Chiffre Blaise de Vigenère (1523–1596) veröffentlichte die aus den durch den deutschen Benediktinerabt Johannes Trithemius (1462–1516) im Jahre 1508 im fünften Band seines in lateinischer Sprache geschriebenen sechsbändigen Werkes Polygraphiae libri VI (deutsch: Sechs Bücher zur Polygraphie) entnommene Tabula recta unter eigenem Namen. Diese unter falschen Namen veröffentlichte Vigenère-Chiffre galt lange als unknackbar. Charles Babbage entzifferte es 1854, veröffentlichte es jedoch nicht. Friedrich Wilhelm Kasiski veröffentlichte 1863 ein nach ihm benanntes Verfahren für die Bestimmung der Schlüsselwortlänge und Entzifferung des Verfahrens.
Babington-Komplott Sowohl Kryptographie als auch Kryptoanalyse spielen eine Rolle in der Babington-Verschwörung während der Regierungszeit von Königin Elizabeth ISimon Singh: Geheime Botschaften. Die Kunst der Verschlüsselung von der Antike bis in die Zeiten des Internet. Hanser 1999.. Die Babington-Verschwörung hat ihren Namen von Anthony Babington, der im Jahr 1586 gemeinsam mit einer Gruppe befreundeter Katholiken plante, die protestantische englische Königin Elisabeth I. zu ermorden und Maria Stuart aus dem Gefängnis zu befreien und sie auf den englischen Thron zu bringen. Maria erhielt Briefe von ihren Anhängern, die mit einem Nomenklator verschlüsselt waren. Zum Unglück für die Verschwörer war der Überbringer der Botschaften Gilbert Gifford ein Spion der Königin, der dafür sorgte, dass alle Briefe zu Francis Walsingham, dem Sicherheitsminister Elisabeths, kamen. Da die Briefe verschlüsselt waren, stellte Walsingham den erfahrenen Codeknacker Thomas Phelippes als Geheimsekretär ein, dem die Entzifferung der Nachrichten mit Hilfe der Häufigkeitsanalyse gelang. Durch die Briefe kam die Nachricht über den geplanten Mord an Elisabeth ans Tageslicht. Walsingham wartete aber noch ab, denn er wollte die Namen aller Beteiligten erfahren. Um das zu erreichen, gab er Phelippes den Auftrag, die Briefe von und für Maria zu fälschen und diese mit einem anderen Text zu ergänzen. Am 17. Juli 1586 antwortete Maria den Verschwörern und unterschrieb damit ihr eigenes Todesurteil. Bereits einen Monat später wurden die Verschwörer gefasst und am 20. September 1586 hingerichtet. Bis heute ist nicht geklärt, ob die Briefe tatsächlich von Maria Stuart stammen.
Voynich-Manuskript mini|Seite des Voynich-Manuskripts Vermutlich um das Jahr 1500 entstand das bis heute am meisten diskutierte Objekt in der Geschichte der Kryptographie: das Voynich-Manuskript. Es handelt sich dabei um ein 224 Seiten starkes Buch, das in einer unbekannten Schrift verfasst ist. Statistische Untersuchungen deuten darauf hin, dass es sich dabei nicht um ein in einer natürlichen Sprache verfasstes Buch handelt, sondern dass eine Verschlüsselung vorliegt (sofern es sich nicht um eine sinnlose Buchstabenfolge handelt). Bis heute ist diese Verschlüsselung nicht gelöst worden. Neuere Forschungen sprechen eher für eine bedeutungslose Buchstabenfolge.
19. Jahrhundert
Beale-Chiffre Ebenfalls ungelöst ist die so genannte Beale-Chiffre, die angeblich die Lage eines Goldschatzes verrät. Diesen Schatz soll ein gewisser Thomas J. Beale in den Jahren 1820/22 versteckt haben, woraufhin er die verschlüsselte Lagebeschreibung einer Vertrauensperson übergab, über die sie nach einigen Jahrzehnten öffentlich bekannt wurde. Einer von drei Teilen der Beale-Chiffre konnte mittels der amerikanischen Unabhängigkeitserklärung entziffert werden. Die Zahlen repräsentieren die Anfangsbuchstaben der n-ten Worte im Originaltext. Die zwei anderen Teile sind bis heute nicht gelöst, und der Schatz wurde noch nicht gefunden.
Die Beale-Chiffre hat bereits einige Kryptoanalytiker und Schatzsucher beschäftigt. Auf Grund verschiedener Ungereimtheiten nimmt man inzwischen jedoch an, dass der Schatz in Wirklichkeit gar nicht existiert und die gesamte Geschichte erfunden ist.Klaus Schmeh: 'Die Jäger des verschlüsselten Schatzes'. Telepolis 2007, https://www.heise.de/tp/artikel/26/26817/1.html
Dorabella-Chiffre Ende des 19. Jahrhunderts entstand ein weiteres kryptographisches Rätsel, das bis heute ungelöst ist: Die Dorabella-Chiffre. Damit bezeichnet man einen Code, den der englische Komponist Edward Elgar 1897 in einem Brief verwendete. Der von Rätseln und Chiffren faszinierte Edward Elgar hatte bereits einen längeren Briefwechsel mit der zwanzig Jahre jüngeren Dora Penny (* 1877), als er am 14. Juli 1897 einem seiner Briefe einen Zettel mit kryptischen Zeichen beilegte. Auf drei Zeilen verwendete Elgar 20 verschiedene Zeichen.
Kryptographie im Sezessionskrieg Im amerikanischen Sezessionskrieg (1861–1865) wurde zwar bereits Telegrafie genutzt, doch die Bedeutung der Datenverschlüsselung und der Dechiffrierung wurden noch unterschätzt. Auf beiden Seiten des Konflikts gab es keine Koordination im Bereich der Kryptographie, geschweige denn qualifizierte Experten. Welches Verfahren für welchen Zweck eingesetzt wurde, lag daher im Ermessen des jeweiligen Befehlshabers. Obwohl beide Seiten nur geringen Aufwand in das Knacken der Codes der Gegenseite investierten, gelangen zahlreiche Entzifferungen.
Nihilisten-Chiffre Um 1880 verwendeten russische Nihilisten, die gegen die Autorität von Staat und Kirche aufbegehrten, für ihre geheime Kommunikation im zaristischen Russland die sogenannte Nihilisten-Chiffre, eine zweistufige manuelle Verschlüsselungsmethode, bei der das Polybios-Quadrat mit der Vigenère-Chiffre kombiniert wurde.
Weiterentwicklung durch Aufkommen der Telegrafie