The code book: mật mã từ cổ điển đến tương lai

(Cuốn sách mình thích nhất năm 2021, cảm thấy đọc xong vô cùng phê~)

Đúng như tiêu đề, cuốn này kể về lịch sử của mật mã từ thuở sơ khai nhất cho tới mật mã lượng tử gần đây, được kể lồng vào những sự kiện lịch sử lớn nên vừa có thể thấy tiến trình phát triển ngày càng phức tạp của mật mã, vừa có thể thấy được tầm quan trọng của mật mã trong các lĩnh vực khác nhau, và trong tiến trình hình thành thế giới như chúng ta đang sống ngày hôm nay.

Cuốn này khá nhiều chi tiết, mình cũng không dự định viết tóm tắt từng câu từng chữ làm gì vì mỗi người đọc đều sẽ có những điểm chú ý khác nhau, mình sẽ viết theo vài điểm lớn mà mình thấy là học được rất rõ từ cuốn này.

Đầu tiên là mình học được lịch sử mật mã từ thuở sơ khai và sự ảnh hưởng của nó tới lịch sử, đúng như tiêu đề. Mở đầu của mật mã là bắt nguồn từ việc giấu thư (steganography) được ghép từ hai chữ che đậy (steganos) và viết (graphein) trong tiếng Hy Lạp. Do thời kỳ này vẫn còn sơ khai, nên gọi là mật mã nhưng bản chất là giấu đi bản thể của thông tin gửi đi, bằng cách nguỵ trang dưới rất nhiều hình thức khác nhau mà mọi người có thể đã từng nghe: giấu trên tấm lụa mỏng phủ sáp bên ngoài, viết bằng mực đặc biệt trên trứng, v.v… Cho dù có giấu kín tới mức nào, hoặc tinh tế tới mức nào nhưng một khi đã bị phát hiện thì người tìm ra có thể nắm bắt được tất cả các nội dung.

Sau đó dần dần những người lập mã chuyển sang một bước mới là mã hoá (cryptography) xuất phát từ từ kryptos (giấu kín), bản chất đã được thay đổi từ việc che giấu sự tồn tại vật lý của thông tin gửi đi sang thành che giấu nội dung của nó, hoặc có thể kết hợp cả hai hình thức như một hình thức khoá hai lớp, với lớp thứ nhất là thông tin được giấu kỹ càng và lớp thứ hai là cho dù tìm ra được vị trí giấu thì nội dung thông tin trên đó cũng đã được biến đổi mà chỉ ai có chìa khoá giải mã mới có thể đọc được. Trong sách cũng có viết một sự kiện lịch sử liên quan tới mã hoá và giấu thư thời đầu, là vụ nữ vương Mary của xứ Scotland giấu mật thư rất cẩn mật nhưng khi bị phát hiện thì đã phải trả giá đắt. Đây là minh chứng cho việc quá tự tin vào độ bảo mật của hệ thống thông tin của mình dẫn tới hoạ sát thân, mã hoá không đủ mạnh còn tồi tệ hơn việc không mã hoá.

Các loại mật mã được giới thiệu có mấy cái mình thấy khá là cơ bản mà hay sử dụng trong mấy truyện trinh thám thời kỳ đầu:

• chuyển vị hàng rào: viết luân phiên trên và dưới sau đó câu được tạo nên từ chữ cái hàng trên và hàng dưới
• mật mã scytale: khúc gỗ có hình dạng và kích thước xác định, viết mã lên dải da quấn quanh khúc gỗ đó sau đó tháo ra thì sẽ thành một dãy vô nghĩa
• mật mã dịch chuyển Caesar: mã thay thế một chữ cái bằng một chữ cái hoặc một ký hiệu khác

Về cơ bản thì mấy cái này đều là các quy tắc để mã hoá 1 ký tự này sang thành 1 ký tự khác dựa trên các quy tắc khác nhau, sách còn giới thiệu các loại mã hoá khác vô cùng thú vị: ví dụ như lịch sử hình thành máy Enigma bao gồm nhiều đĩa mã hoá nên tăng độ phức tạp cho chìa khoá mã hoá, sử dụng ngôn ngữ hiếm để mã hoá (ví dụ như tiếng Navajo, tới mức Mỹ đã lấy ngày 14 tháng 8 là ngày Quốc gia những người nói mật mã Navajo: mật mã của họ là một trong số ít những mật mã chưa bao giờ bị phá vỡ trong lịch sử). Mỗi loại mật mã được giới thiệu đều rất đầy đủ chi tiết từ quy tắc mã khoá, quy tắc giải mã, bối cảnh lịch sử và những người có công lớn, cảm giác như được học lại lịch sử một lần nữa vậy. Ví dụ như chi tiết trong Thế chiến I, quân Đồng minh cần giải mã để xác định vị trí chính xác của quân Đức trong phạm vi cách Paris chỉ còn 100km, và cuối cùng họ đã thành công trong việc giải mã và đẩy lui quân Đức. Trong mọi tiến trình lớn của lịch sử quân sự, chúng ta đều có thể thấy ở đâu đó bóng dáng vai trò to lớn của mật mã, hoặc chăng nếu không thấy thì những nhà tạo mã và giải mã vẫn còn đang hoạt động trong bóng tối mà những người thường như chúng ta không thể thấy và không tưởng tượng ra nổi sự tồn tại của họ mà thôi.

Tiếp tới là hai thuật toán phổ biến trong việc mã hoá: đối xứng và bất đối xứng. Ban đầu các cách mã hoá đều dựa trên thuật toán khoá đối xứng (symmetric key encryption), nghĩa là khoá dùng cho việc mã hoá và việc giải mã có liên quan trực tiếp với nhau, vậy nên khi truyền thông tin đi thì ngoài việc phải bí mật giao thông tin, hai bên liên lạc còn phải bí mật giao mã cho đối phương, sẽ càng tăng tỉ lệ bị địch xen vào quá trình này và tóm được cách giải mã. Ngày nay thuật toán kiểu này được thấy phổ biến ở AES, ưu điểm là tốc độ xử lý nhanh. Sau này phát triển thêm mã bất đối xứng (mã khoá công khai – public key encryption), mà ở đó sử dụng chìa khoá để mã khoá và chìa khoá để giải mã khác hẳn nhau. Người nhận sẽ tạo ra một cặp bao gồm khoá để mã hoá và khoá giải mã, sau đó gửi khoá để mã hoá cho người cần gửi thông tin, người cần gửi thông tin sẽ sử dụng khoá này để mã hoá văn bản và gửi đi. Phổ biến nhất hay dùng bây giờ là RSA, nhưng nhược điểm là tốc độ xử lý rất lâu, vì để tạo ra được cái cặp khoá bất đối xứng khó đoán thì cần phức tạp hơn một khoá đối xứng ở trên rất nhiều. với một máy tính lượng tử, hai vấn đề có thể được tổ hợp lại thành một chồng chất của hai trạng thái và nhập đồng thời vào máy tính – tự máy tính sẽ đưa vào một chồng chất của hai trạng thái, mỗi trạng thái cho một vấn đề.

Như đã nói, cuốn này viết về cuộc chiến dai dẳng không khoan nhượng giữa người mã hoá và người giải mã, nên từ đó mình cũng học được rất nhiều về cách giải mã. Các lỗi để một mật mã có thể dễ dàng bị bẻ bao gồm có như: lặp lại mã khoá thư, các bức thư viết theo khuôn mẫu, bản chất của ngôn ngữ có một số từ lặp lại, hay là mỗi người đưa tin đều có thói quen nhất định, hoặc tốc độ đường truyền có thể giúp xác định được khoảng cách gửi đi v.v… Ví dụ mình nghĩ ra ngay là trong Sherlock Holmes vụ hình nhân nhảy múa khi Sherlock giải mã cũng dựa trên một lỗi phổ biến là trong tiếng Anh chữ E được sử dụng nhiều nhất, nên biểu tượng nào mà lặp đi lặp lại nhiều lần thì nhiều khả năng là chữ E, sau đó lần ngược lại thì rất khớp. Đương nhiên trong tiểu thuyết chỉ là một loại mật mã đơn giản, trong đời thực thì quá trình mã hoá đã phức tạp hơn rất nhiều rồi, và đương nhiên quá trình giải mã không phải nói cũng tưởng tượng được, trong sách có miêu tả có khi cả mấy tháng trời chỉ ngồi dò giữa những bảng chữ lộn xộn để tìm ra quy luật, đúng một công trình quá sức đồ sộ.

Ngoài ra còn có rất nhiều thông tin khác, ví dụ như cách mà Samuel Morse chế tạo đường dây rồi tăng cường tín hiệu đó mạnh hơn nhờ vào máy điện từ, và rồi phát minh ra một thứ mà hàng hải vẫn sử dụng cho tới ngày nay: Mã Morse, hoặc sự phát hiện ra tầng điện ly đóng vai trò phản xạ các sóng vô tuyến điện từ liên tục đến bất kỳ đâu trên thế giới, đóng góp cho việc truyền tin được xa hơn, v.v…

Cuốn sách này cũng không quá dài, nhưng kể khá chi tiết và điểm mình thích nhất là nói về mật mã nhưng không chỉ nói suông miêu tả mật mã đó là gì, mà còn có rất chi tiết cách hình thành mật mã đó, các quy tắc, và thậm chí có những bài tập nhỏ để người đọc có thể thử động não để đi cùng với hành trình phát triển của mật mã, tới cuối còn có cả bản mật mã mà chưa ai giải được cho người nào có hứng thú. Bản thân mình khá thích mật mã, cuốn này lại viết chi tiết và gắn kết mật mã với lịch sử, khi đọc có rất nhiều giây phút ngạc nhiên đi từ bất ngờ này tới bất ngờ khác, hoá ra những chuyện này lại liên kết với nhau như vậy chẳng hạn, nên mình đánh giá cuốn này rất cao. Đọc rất vào đầu nên bây giờ vẫn còn nhớ kha khá, chắc lâu lâu mới đọc lại.

Đánh giá chung