Kako zaštititi lični broj? Oko ovog pitanja danas postoji čitava industrija koja živi od šifrovanja i dešifrovanja. Raznovrsne kriptološke zavrzlame prožimaju savremeni svet isto koliko i razni brojevi koje svakodnevno koristimo i želimo da ih sačuvamo – šifrovane su kreditne kartice i imejl nalazi, ali i telefoni, televizori, automobili, pa čak i pegle i frižideri. U suštini, mada često izuzetno kompleksan, a povremeno oslonjen i na kvantnomehaničke pojave, sav taj posao šifrovanja i dešifrovanja baziran je i dalje na nekim osnovnim kriptografskim pravilima kojima se prave šifre, odnosno kriptogrami. U kriptografiji, kao nauci o pravljenju šifara, inače postoje dve osnovne matematičke operacije za šifrovanje nekog teksta: transpozicija i substitucija.

PREMEŠTANJE

Pokušajmo da izraz "VREME NAUKE BROJ 11" pretvorimo u šifru primenom prve tehnike – transpozicije. Inače, transpozicijom se znaci u tekstu premeštaju tako da se ne unose novi znaci. Mesta se znakovima najlakše menjaju zapisom osnovnog teksta u neku matricu. U primeru izraza "VREME NAUKE BROJ 11", zapisanog u uspravne kolone kvadratne matrice, transpoziciona šifra se može dobiti čitanjem matrice po horizontalnim vrstama: "VEKO RNEJ EAB1 MUR1". Pritom, kriptogram se može dobiti tako da vrste ne moraju biti složene redom, već njihov redosled može biti zadat nekim ključem koji je poznat i šifrantu i primaocu, tako da šifra postaje znatno složenija za otkrivanje – u istom primeru može se dobiti i šifra "MUR1 RNEJ MUR1 EAB1 VEKO", gde su vrste složene po ključu 2431. Umesto matrica u obliku kvadrata, mogu se koristiti i druge geometrijske figure ili se pak čitav proces mešanja slova može izvesti nekim mehaničkim uređajem, kakav je spartanski skital, inače prvi, najprimitivniji kriptouređaj. Ovaj jednostavni transpozicioni šifrantski uređaj se koristio u drevnoj Sparti 400 godina pre nove ere, a pomoću njega su spartanske vojskovođe šifrovale uzajamne poruke. Bio je to običan zašiljeni štap konusnog oblika, na koji se spiralno namotavala uska traka od pergamenta ili kože, a na nju je horizontalno ispisivana poruka. Kada bi se traka razmotala, raspored slova bio bi sasvim izmenjen, a poruka pretvorena u šifrovan tekst. Ako bi se traka potom namotala na neki drugi skital istih dimenzija, poruka se ponovo mogla pročitati. O upotrebi skitala, kao o odomaćenoj tehnici šifrovanja, govori jedno poglavlje dela O odbrani utvrđenja, koje je u IV veku pre nove ere napisao Grk Eneja Taktičar, što je inače prvi zapis o kriptologiji.

ZAMENA

Za razliku od transpozicionih, substitucione šifre podrazumevaju više od običnih permutacija – one znače zamenu znakova u osnovnom tekstu novim, unetim simbolima. Najjednostavnija takva tehnika je monoalfabetska šifra. Monoalfabetski kriptogram od izraza "VREME NAUKE" glasi "WSFNF OBVLI", a dobijen je zamenom svakog slova svojim susedom, sledbenikom u abecedi. Ovakav jednostavan kriptografski sistem, danas poznat većini dečaka koji se u svojim igrama koriste šiframa, upotrebljavali su još rimski carevi. No, on se itekako koristio i u antičko doba i to mnogo kasnije od skitala. Kako bi šifrovali tajne depeše i poverljiva dokumenta, stari Rimljani su koristili šifru kod koje se slova osnovnog teksta direktno zamenjuju drugim slovima iz abecede po nekom usvojenom cikličnom pravilu – poznato je da je Julije Cezar svoje tekstove šifrovao tako što je upotrebljavao znake abecede pomerene za tri slova (A je menjao sa D, B sa E…), dok se Oktavijan Avgust zadovoljavao pomeranjem od jednog slova (zamena A sa B, B sa C…). U oba slučaja, međutim, dobijene šifre zadržavale su strukturu osnovnog teksta, što je najveća mana svake monoalfabetske substitucije, zbog čega je lako dešifrovati ovu vrsti šifri. Zato se umesto pojedinačnih slova češće zamenjuju čitavi slogovi, što se naziva polialfabetskom zamenom. Prvu spravu za složenije šifrovanje substitucijom napravio je izvesni Grk Polibije, koja je po njemu dobila naziv Polibijeova tabla, a omogućavala je zamenu slova u parovima. Najpoznatiji polialfabetski sistem, u kome se vrši istovremena zamena grupa znakova, razvio je 1586. godine u Traktatu o šiframa Blez de Vignijer. Po njemu nazvane, Vignijerove tablice korišćene su u vojnoj praksi sve do XX veka.