Klassisk eller moderne? Hemmelige koder for hele familien

Når hemmeligheter trenger en hemmelighet

Tenk deg et klasserom i dag der elevene sender hemmelige meldinger som bruker det samme prinsippet som Gaius Julius Caesar ifølge legenden brukte. De skriver meldinger der hver bokstav erstattes med en annen. Alle kan lage det med kun papir og blyant. Samtidig sender barn digitale meldinger som er kryptert med matematikk så kompleks at det er vanskelig å knekke. Forskjellen mellom disse to verdenene er teknologi og intensjon: den ene ønsker å skjule en overraskelse hjemmefra, den andre skal sikre personopplysninger. I denne artikkelen lærer du hvordan klassiske hemmelige språk fungerer – og hva som gjør moderne kryptering viktig for å beskytte privatlivet ditt på internett.

Klassiske koder som Caesar-siffer er enkelt å forsere. Moderne kryptering bruker helt andre prinsipper – ikke bare erstatning av bokstaver, men kompliserte matematiske beregninger som gjør det svært ressurskrevende å finne løsningen uten den riktige nøkkelen. For deg som forelder eller ung person som ønsker å forstå hvordan internetsikkerhet fungerer, er det viktig å vite at de gamle og nye systemene fyller helt ulike oppgaver, selv om både barn og banker bruker ordet «kryptering».

Hvordan mennesker lærte å skjule budskap

Koder og hemmeligheter har fascinert mennesker siden de først oppfant skrift. Ifølge Store norske leksikon er Caesar-kryptosystemet det mest kjente av de enkle substitusjonssystemene. Her blir en tekst skrevet i et vanlig alfabet som har et forskjøvet startpunkt, for eksempel at A erstattes med D, B med E og så videre. Hver bokstav blir i dette eksempelet flyttet tre plasser i alfabetet, slik at «nøkkelen» er 3.

Leon Battista Alberti beskrev i 1470 en «chiffer-disk» som består av to sirkulære metallskiver. Slike polyalfabetiske kryptosystemer ble i 1586 beskrevet av Blaise de Vigenère og kalles ofte Vigenère-kryptosystem. Under andre verdenskrig ble rotormaskiner brukt av alle krigførende parter, for eksempel Enigma i Tyskland. Britene hadde sitt hovedkvarter for kryptoanalyse i Bletchley Park utenfor London, der 12 000 mennesker arbeidet i dypeste hemmelighet. De særmeldinger som ble nyttet under andre verdenskrig fra de norske myndigheter i utlandet til hjemmefronten, var en slik kode, hvor en kort setning, avtalt på forhånd, i virkeligheten hadde en helt annen betydning enn den som ble sendt.

Caesar-siffer: Når bokstavene bytter plass

Caesar-siffer er så enkelt at barn kan lage det – og det er akkurat grunnen til at det gjør det perfekt for å forstå hvordan kryptering fungerer. Her er prinsippet: alle bokstaver i alfabetet skiftes samme antall plasser frem eller bakover. Ifølge Store norske leksikon erstattes A med D, B med E og så videre når skiftet er tre. Hele alfabetet dreies som en ring, så bokstavene til slutt i alfabetet flyttes til starten.

For å knekke et Caesar-siffer finnes enkle metoder. En generell metode for forsering av substitusjonssystemer ble beskrevet av arabiske matematikere allerede på 1300-tallet. Kryptosystemet er derfor enkelt å forsere. Det er grunnen til at ingen bruker Caesar-siffer for å skjule noe som faktisk er verdifullt. Derimot er det perfekt for å få barn til å forstå hvordan kryptering fungerer, eller for å lage underholdende hemmeligheter med klassekameratene. Det som gjør Caesar-siffer svakt i dag, er at det finnes få mulige løsninger sammenlignet med moderne systemer.

Hvor raskt kan en klassisk kode knekkes?

Klassiske koder som Caesar-siffer ble designet i en tid da kryptering ble gjort for hånd. I dag endrer datamaskiner forutsetningene radikalt fordi de kan sjekke mange kombinasjoner raskt. Ifølge Store norske leksikon er kryptering i de aller fleste tilfeller mulig å kompromittere med brute-force-metoder; det er et spørsmål om tid og ressurser.

Datamaskiner og matematikken som endret alt

I 1970-tallet kom et fundamentalt gjennombrudd: offentlig-nøkkel-kryptering. Internett er basert på protokollene TCP og IP som ble utviklet på 1970-tallet, og i samme periode ble RSA publisert i 1978 og har siden blitt en av de mest utbredte asymmetriske kryptosystemene. Ideen er at du gir hele verden en offentlig nøkkel som alle kan bruke, men du holder en privat nøkkel bare for deg selv. Med RSA vil et dokument som er kryptert med den offentlige nøkkelen kun kunne dekrypteres med den tilhørende hemmelige nøkkelen.

Dette er mulig fordi det er enkelt å multiplisere to store primtall, men svært ressurskrevende å faktorisere produktet tilbake til de opprinnelige primtallene. Asymmetriske kryptosystemer er mye mindre effektive enn symmetriske, og i nettverkssammenheng brukes derfor ofte hybridsystemer hvor meldinger blir kryptert med et symmetrisk system, mens nøkkelen for det symmetriske systemet blir beskyttet med et asymmetrisk system. Når du handler på nett eller logger inn på en nettside, brukes kryptering slik at ingen kan se eller stjele det man sender. Selv om en uvedkommende avlytter trafikken, vil de bare se kryptotekst som ikke kan leses uten nøkkelen.

Forskjellen på klassiske og moderne koder

Klassiske koder som Caesar-siffer er enkle substitusjonssystemer der hver bokstav erstattes med en annen. Ifølge Store norske leksikon er slike systemer enkle å forsere fordi de statistiske skjevhetene i naturlige språk ikke blir skjult. Moderne kryptering bruker matematikk som er svært ressurskrevende å knekke, selv med kraftige datamaskiner. Kryptering er en svært viktig sikkerhetsmekanisme, og en sentral del av datasikkerhet, informasjonssikkerhet og cybersikkerhet. En klassisk kode skjuler budskapet, men en moderne kode beskytter det matematisk.

Slik lager du din første hemmelighetsbok hjemme

Du trenger bare papir, blyant og eventuelt en linjal for å lage klassiske koder som barn bruker. Start med Caesar-siffer: skriv hele alfabetet på en strek, og direkte under skriver du alfabetet igjen, men skiftet tre plasser. Nå kan barn skrive sine hemmeligheter i den øverste raden, og de blir automatisk kryptert når du skriver ned bokstavene fra den nederste raden.

For å gjøre det enda mer morsomt, lager du en hemmelighetsbok hvor bare personer med den riktige «nøkkelen» kan lese meldingene. Du skriver ned hvilket skifte du brukte, og bare personer du gir denne informasjonen til kan dekryptere budskapet. Dette lærer barn at sikkerhet ikke bare handler om koden – det handler like mye om hvem som vet hemmeligheten. I dag bruker personer det samme prinsippet når de lager passord: hvis du har et sterkt passord, men forteller alle omkring deg hva det er, er det like verdiløst som et Caesar-siffer. Hemmelighet er halvparten av sikkerhet – resten handler om at systemet er sterkt nok til å tåle mange forsøk.

Klassiske koder barn kan prøve hjemme

Her er noen klassiske koder som barn kan lage og eksperimentere med hjemme. Alle trenger bare papir og blyant, og ingen krever digitale oppfinnelser. Hver kode har sin egen sjarm og kompleksitet, og de som mestrer Caesar-siffer kan komme videre til vanskeligere versjoner.

• Caesar-siffer: Hver bokstav skiftes et fast antall plasser fremover i alfabetet. Ifølge Store norske leksikon erstattes A med D, B med E og så videre når skiftet er tre. Enkelt, raskt og perfekt for nybegynnere – utfordringen for barn er å dekryptere når de ikke vet skifte-tallet.
• Atbash-siffer: Alfabetet reverseres helt – A blir Z, B blir Y, C blir X. I den hebraiske krypteringa atbash, som blant annet er brukt i Jeremias bok, bytter man ut klartekst-bokstaver med den motsvarende bokstaven i alfabetet snudd baklengs. Enkelt som Caesar-siffer, men ser mer komplisert ut.
• Vigenère-siffer: En mer avansert versjon av Caesar-siffer der forskjellige bokstaver skiftes forskjellig antall plasser basert på et nøkkelord. Slike polyalfabetiske kryptosystemer ble i 1586 beskrevet av Blaise de Vigenère. En metode for å forsere polyalfabetiske substitusjonssystemer ble beskrevet rundt 1860.
• Bacon-chiffer: I Bacon-chiffer bruker man ulike skrifttyper til å skjule en melding i klartekst.

Hvorfor noen koder er sterkere enn andre

En kode er bare så sterk som antallet mulige nøkler en angriper må prøve. Caesar-kryptosystemet er enkelt å forsere fordi det er et rent substitusjonssystem. For å ha en så sikker kryptering som mulig, er det viktig å bruke algoritmer som tillater mange mulige nøkler. Algoritmene må også gjøre meldingene helt ugjenkjennelige.

Det finnes også andre måter å gjøre en kode svakere eller sterkere. Hvis nøkkelen er kort og enkel, kan en angriper gjette den raskt. Hvis den inneholder tilfeldige tegn og er lang, blir det mye vanskeligere. Ingen kryptering er helt sikker. Det vil alltid være mulig å prøve mange krypteringsnøkler helt til man finner den som gjør informasjonen lesbar. Hvor god krypteringen er påvirkes blant annet av krypteringsalgoritmen, krypteringsnøkkelen, informasjonen som krypteres og antall ganger samme krypteringsnøkkel gjenbrukes.

Hvorfor moderne kryptering er så mye sterkere

Klassiske krypteringssystemer kunne knekkes fordi de hadde få mulige løsninger. Med datamaskiner og moderne matematikk øker antallet mulige nøkler drastisk. Ifølge Store norske leksikon er kryptering i de aller fleste tilfeller mulig å kompromittere med brute-force-metoder, men det er et spørsmål om tid og ressurser. Sikkerheten i RSA er basert på at faktorisering av store tall er svært ressurskrevende.

Dette er hvordan dine data beskyttes når du bruker internett

Neste gang du handler på internett eller logger inn på en nettbank, bruker du moderne kryptering. Når man sender informasjon over internett, som å logge inn på en nettside eller handle på nettet, brukes kryptering slik at ingen kan se eller stjele det man sender. Krypterte data vil sikre både konfidensialitet og integritet for informasjonen.

En typisk netthandel-transaksjon bruker flere lag av kryptering. I nettverkssammenheng brukes ofte hybridsystemer hvor meldinger blir kryptert med et symmetrisk system, mens nøkkelen for det symmetriske systemet blir beskyttet med et asymmetrisk system. Asymmetriske kryptosystemer har nøkkelpar som er knyttet matematisk til hverandre. Forskjellen fra Caesar-siffer er at selv om en uvedkommende vet hvordan systemet fungerer, vil de fortsatt ikke kunne dekryptere meldingen uten den private nøkkelen.

Hvorfor barnas hemmeligheter betyr noe

Barn som lager hemmelige koder lærer at informasjon kan skjules på mange måter. Å forstå koder lærer dem kritisk tenking om sikkerhet. Et barn som bruker Caesar-siffer til å skrive ned hemmeligheter i en dagbok, vet at søsken ikke kan lese den uten å vite nøkkelen. Det lærer dem at sikkerhet betyr noe allerede i barndommen.

Hemmeligheter i norsk kontekst

Norge har en historie med koder og kryptering. Under andre verdenskrig ble særmeldinger nyttet fra de norske myndigheter i utlandet til hjemmefronten, hvor en kort setning avtalt på forhånd hadde en helt annen betydning enn den som ble sendt. Etter krigen ble ansvaret for forebyggende sikkerhet i Forsvaret lagt til Etterretningsstaben. I dag koordinerer Nasjonal sikkerhetsmyndighet, som ble opprettet i 2003, de forebyggende sikkerhetstiltakene i Norge og er det nasjonale fagmiljøet for IKT-sikkerhet.

For barn i Norge som ønsker å lære mer om koder og kryptering, finnes det mange muligheter. NSM har 425 ansatte (2022) og hovedkontor i Bærum. Interesse for koder kan være en inngangsport til å forstå hvordan digital sikkerhet fungerer i samfunnet.

Slik starter du dine første kodeeventyr hjemme

Denne helgen kan du samle en liten gruppe barn og gjøre et enkelt kodeprosjekt. Tegn en Caesar-siffer-tabell på papir. La barn sende krypterte meldinger til hverandre og forsøke å dekryptere dem. For større utfordring, introduser Vigenère-siffer. Sett en tidsgrense – hvor raskt kan barn dekryptere en melding? Etter at de har mestret klassiske koder, kan du snakke om moderne kryptering: vis dem hvordan data de sender når de logger inn på et spill, er usynlig for andre fordi det er kryptert. Ifølge Lille norske leksikon brukes kryptering når man sender informasjon over internett, som å logge inn på en nettside, slik at ingen kan se eller stjele det man sender. Forklar at datamaskinen din og nettstedet sender en hemmelighet til hverandre som bare de to vet.

For foreldre som ønsker å gå dypere, finnes det bøker og nettressurser om klassisk og moderne kryptering. Det viktigste er å huske at hemmeligheter og sikkerhet aldri har vært mer relevant enn i dag, når så mye av livet er digitalt. En ung person som forstår koder fra en tidlig alder, vil være bedre utstyrt til å beskytte seg selv og sine data når de blir voksne.