L’arte della crittografia, o comunicazione in codice, può essere suddivisa in tre grandi categorie: crittografia a chiave pubblica, che è un codice che utilizza una chiave per la crittografia e una chiave separata per la decrittazione; funzioni hash, che si basano su conversioni matematiche per crittografare in modo permanente le informazioni; e crittografia a chiave segreta, che è un codice che utilizza la stessa chiave sia per la crittografia che per la decrittografia dei dati trasmessi. L’ultima categoria deriva il suo nome dal fatto che sia il mittente che il destinatario devono mantenere segreta la propria chiave per evitare che i messaggi vengano intercettati con successo da terzi.
La crittografia a chiave segreta, nota anche come crittografia simmetrica, può essere suddivisa in due tipi principali, in base al tipo di schema di codifica utilizzato. I cifrari a flusso, ad esempio, consentono al mittente e al destinatario di aggiornare e modificare costantemente la chiave segreta; i cifrari a blocchi, d’altra parte, codificano in modo coerente un blocco di dati alla volta. Inoltre, i cifrari a flusso autosincronizzanti si alimentano dal volume di dati precedente, al contrario dei cifrari a flusso sincrono, che funzionano su una chiave indipendente dal volume e dalla progressione del messaggio.
Esistono quattro modalità principali di operazione di crittografia a blocchi di crittografia a chiave segreta. La modalità Electronic Codebook (ECB) corrisponde al livello di crittografia più basso; Cipher Block Chaining (CBC) incorpora un livello di feedback mittente-ricevitore nell’equazione ECB; Cipher Feedback (CFB) consente di crittografare i dati a un livello di carattere molto più piccolo; e Output Feedback (OFB) utilizza un algoritmo di codifica indipendente ancora più complesso per impedire che due blocchi di dati vengano codificati nello stesso modo identico.
Tutto sommato, la crittografia a chiave segreta è un paradiso per i matematici, in grado di essere resa più complessa sia dalle complessità dell’algoritmo di governo sia dalla frequenza con cui tale algoritmo, o chiave, viene modificato. Un’applicazione quotidiana che fa uso della crittografia a chiave segreta è la trasmissione continua di contenuti televisivi a pagamento a un abbonato via cavo o satellitare. Poiché la pirateria di questi segnali è aumentata, sono aumentati anche gli sforzi delle società via cavo e satellitari per aggiornare e scaricare costantemente nuove chiavi di decodifica delle smart card all’interno di ciascun ricevitore.
Una complessa forma di crittografia a chiave segreta è stata utilizzata per proteggere la linea telefonica dell’era della Guerra Fredda che collegava direttamente la Casa Bianca e il Cremlino. Conosciuto come One-Time Pad (OTP), ha generato un insieme molto ampio di numeri casuali da utilizzare una sola volta come chiave di decodifica. Si dice che questo tipo di crittografia sia impossibile da violare se usato correttamente.