起底密码学

众所周知，网络中存在各种安全隐患（篡改、冒名传送、窃听等），我们伟大的前辈们为了消灭这些潜在的隐患，提出了密码学（研究与信息安全相关的方面如机密性、完整性、实体鉴别、抗否认等的数学技术），本文将系统介绍密码学的各个发展阶段。

1.古典密码

古典密码分为代替密码、置换密码以及代替密码与置换密码的结合。其安全性在于保持算法本身的保密性，受到算法方面的限制，不太适合大规模的生产。

古典密码分类

代替密码：又称移位密码，明文中的每个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复出明文。

例如

代替密码

置换密码：又称换位密码，明文中的字母未改变，只改变字母的出现顺序。

例如周期置换密码：

明文：mingtiankeyiquxibeilvyou

加密密钥：3421（i=1,2,3,4的一个置换f(i)=3,4,2,1）

加密：将明文分组（4个字母一组），然后根据规定顺序变换

ming tian keyi qu xibei lvyou

ngim anit yiek xiuq ileb ouyv

得到密文：ngimanityiekxiuqilebouyv

解密密钥：4312（3412的逆置换）

2.近代密码

该体制是用机械或者电动机械实现的，其中最著名的就是转轮机Enigma。在二次世界大战期间, Enigma曾作为德国陆、海、空三军最高级密码机。 Enigma 机使用了3个正规轮和 1个反射轮，这使得英军从1942年2月到12月都没能解读出德国潜艇发出的信号。转轮密码机的使用大大提高了密码加密速度,但由于密钥量有限,到二战中后期时,引出了一场关于加密与破译的对抗。

转轮机

1917年Gilbert Vernam发明了“一次一密”乱码本，该方法使用不可预知的随机数，理论上是不可破的，但为什么大家不用它呢？主要是需要保管的密钥太大了，占用较大的空间。

例如：

“一次一密”

3.现代密码

1949年香农发表了一篇题为“保密系统的通信理论”的著名论文，该文首先将信息论引入了密码；

1976年美国密码学家提出了非对称密钥密码；

1978年了RSA公钥算法，公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通信成为可能！

非对称密码算法

上述运算中，23和7作为两个密钥，公开一个，另一个作为私钥即可。

例如：公钥为7，私钥为23，则即使攻击者知道7、187和密文11，但如果不知道私钥23，那么无论如何也算不出明文88。这就是数学的奇妙之处！

新特点：数据的安全基于密钥的保密而不是算法的保密。