眾所周知，網(wǎng)絡(luò)中存在各種安全隱患（篡改、冒名傳送、竊聽等），我們偉大的前輩們?yōu)榱讼麥邕@些潛在的隱患，提出了密碼學(xué)（研究與信息安全相關(guān)的方面如機(jī)密性、完整性、實(shí)體鑒別、抗否認(rèn)等的數(shù)學(xué)技術(shù)），本文將系統(tǒng)介紹密碼學(xué)的各個(gè)發(fā)展階段。

1.古典密碼

古典密碼分為代替密碼、置換密碼以及代替密碼與置換密碼的結(jié)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，不太適合大規(guī)模的生產(chǎn)。

古典密碼分類

代替密碼：又稱移位密碼，明文中的每個(gè)字符被替換成密文中的另一個(gè)字符。接收者對(duì)密文做反向替換就可以恢復(fù)出明文。

例如

代替密碼

置換密碼：又稱換位密碼，明文中的字母未改變，只改變字母的出現(xiàn)順序。

例如周期置換密碼：

明文：mingtiankeyiquxibeilvyou

加密密鑰：3421（i=1,2,3,4的一個(gè)置換f(i)=3,4,2,1）

加密：將明文分組（4個(gè)字母一組），然后根據(jù)規(guī)定順序變換

ming tian keyi qu xibei lvyou

ngim anit yiek xiuq ileb ouyv

得到密文：ngimanityiekxiuqilebouyv

解密密鑰：4312（3412的逆置換）

2.近代密碼

該體制是用機(jī)械或者電動(dòng)機(jī)械實(shí)現(xiàn)的，其中最著名的就是轉(zhuǎn)輪機(jī)Enigma。在二次世界大戰(zhàn)期間, Enigma曾作為德國陸、海、空三軍最高級(jí)密碼機(jī)。 Enigma 機(jī)使用了3個(gè)正規(guī)輪和 1個(gè)反射輪，這使得英軍從1942年2月到12月都沒能解讀出德國潛艇發(fā)出的信號(hào)。轉(zhuǎn)輪密碼機(jī)的使用大大提高了密碼加密速度,但由于密鑰量有限,到二戰(zhàn)中后期時(shí),引出了一場(chǎng)關(guān)于加密與破譯的對(duì)抗。

轉(zhuǎn)輪機(jī)

1917年Gilbert Vernam發(fā)明了“一次一密”亂碼本，該方法使用不可預(yù)知的隨機(jī)數(shù)，理論上是不可破的，但為什么大家不用它呢？主要是需要保管的密鑰太大了，占用較大的空間。

例如：

“一次一密”

3.現(xiàn)代密碼

1949年香農(nóng)發(fā)表了一篇題為“保密系統(tǒng)的通信理論”的著名論文，該文首先將信息論引入了密碼；

1976年美國密碼學(xué)家提出了非對(duì)稱密鑰密碼；

1978年了RSA公鑰算法，公鑰密碼使得發(fā)送端和接收端無密鑰傳輸?shù)谋Ｃ芡ㄐ懦蔀榭赡埽?/p>

非對(duì)稱密碼算法

上述運(yùn)算中，23和7作為兩個(gè)密鑰，公開一個(gè)，另一個(gè)作為私鑰即可。

例如：公鑰為7，私鑰為23，則即使攻擊者知道7、187和密文11，但如果不知道私鑰23，那么無論如何也算不出明文88。這就是數(shù)學(xué)的奇妙之處！

新特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的安全基于密鑰的保密而不是算法的保密。

因此，密鑰管理十分重要！??！