密码学的历史

在交流过程中，人类有两个基本需求。其一就是选择性地交流，即能够传递和分享信息。这两个基本需求促使人们开始对信息进行编码和加密处理，这样只有那些被允许的人才能获取这些信息。

“密码学”这个词源自两个希腊词：“Krypto”意为“隐藏”，“graphene”则意为“书写”。

经典密码学

密码学的起源可以追溯到罗马和埃及文明时期。以下是几种古老的密码学形式：

象形文字加密技术：已知最早的密码学应用可以追溯到公元前1900年，当时埃及的古王国时期，人们使用非标准的象形文字来制作密码。

• 象形文字是一种秘密的沟通方式，埃及人用这种方式来相互交流。
• 这份秘密文本只有那些负责代国王传递消息的文书才知晓。

2. 凯撒密码：古希腊人以其使用密码技术而闻名。Caesar密码或移位密码是最早且最简单的加密技术之一。这是一种替换密码，其中单词中的每个字符都被固定数量的字符所替代。例如，如果移位数为3，那么A会被D替代，B会被E替代，以此类推。

3. 维吉纳密码：在16世纪时，维吉纳设计了一种密码系统。在这种系统中，加密密钥会被重复多次，这些重复的部分会覆盖整个消息的内容。然后，通过将消息中的字符与密钥中的字符进行运算（运算结果取模26），就可以得到加密后的文本。不过，这种方法的稳定性仍然有限，因为消息的保密性完全取决于加密密钥的保密性。

4. 赫伯恩旋转式机器：在19世纪初，Hebern设计了一种旋转式机器。这种机器中，使用了一个单独的转子，而“秘密密钥”则被嵌入到旋转的盘片上。每个按键的操作都会产生一个加密后的文本。这种密码可以通过分析字母出现的频率来破解。

5. 谜题机：在第一次世界大战和第二次世界大战中，密码学在盟军取得胜利的过程中发挥了至关重要的作用。 在第二次世界大战期间，电动密码机被广泛使用。 关于盟军通过破解那台举世闻名的恩尼格玛机而战胜德国人的故事，已经广为人知了。 和所有旋转式机器一样，Enigma也是由多个机电子系统组合而成的。 它由三到五个旋翼组成。 每当按下某个键时，主轴上的一个或多个转子就会旋转，相应地，该键所对应的功能也会被转移到其他功能上。 波兰人成功破解了Enigma密码系统。

数据加密标准（DES）

在20世纪70年代初，IBM意识到其客户需要某种加密方法来保护数据。于是，IBM成立了一个由Horst-Feistel领导的密码小组。该小组设计出了一种名为Lucifer的加密算法。1973年，美国国家标准局（现称为美国国家标准与技术研究院）提出了一种分组加密算法的提案。最终，Lucifer被采纳为数据加密标准（DES）。

• 这是一种基于Feistel密码算法的对称密钥加密算法，用于电子数据的加密处理。
• 它的密钥长度相对较短，仅为56位。同时，该加密方式支持64位或8个字符的加密方式。
• 在1997年，DES密码算法被一种高效的搜索攻击方式破解了。
• 不过，由于该算法存在安全漏洞，尤其是容易受到暴力攻击的威胁，因为其密钥长度相对较短，因此后来被淘汰了。

高级加密标准（AES）

在1997年，NIST再次提出了一种新的分组密码算法的建议。最终，Rijndael算法被采纳，并被命名为“高级加密标准”（AES）。

• 在2001年，DES被Advanced Encryption Standard或AES所取代。
• 与DES不同，AES是基于替换-置换网络的加密算法。
• AES是Rijndael的一种子算法。
• 这是一类密码系统，它们具有不同的密钥长度和块大小。
• 在AES的情况下，数据块的尺寸为128位，也就是16个字符。这意味着每次可以加密16个字符。
• 它提供了三种不同的密钥长度选项：128位、192位和256位。