目錄
- 1.1 密碼學基本概念
- 1.1.1 古典密碼學
- 1.1.2 近代密碼學
- 1.1.3 現代密碼學
- 1.1.4 如何設定密碼才安全
1.1 密碼學基本概念
密碼在我們的生活中有著重要的作用，那么密碼究竟來自何方，為何會產生呢？
密碼學是網路安全、資訊安全、區塊鏈等產品的基礎，常見的非對稱加密、對稱加密、散列函式等，都屬于密碼學范疇，
密碼學有數千年的歷史，從最開始的替換法到如今的非對稱加密演算法，經歷了古典密碼學，近代密碼學和現代密碼學三個階段，密碼學不僅僅是數學家們的智慧，更是如今網路空間安全的重要基礎，
1.1.1 古典密碼學
在古代的戰爭中，多見使用隱藏資訊的方式保護重要的通信資料，比如先把需要保護的資訊用化學藥水寫到紙上，藥水干后，紙上看不出任何的資訊，需要使用另外的化學藥水涂抹后才可以閱讀紙上的資訊，
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這些方法都是在保護重要的資訊不被他人獲取，但藏資訊的方式比較容易被他人識破，例如增加哨兵的排查力度，就會發現其中的貓膩，因而隨后發展出了較難破解的古典密碼學，
① 替換法
替換法很好理解，就是用固定的資訊將原文替換成無法直接閱讀的密文資訊，例如將 b 替換成 w ，e 替換成p ，這樣bee 單詞就變換成了wpp，不知道替換規則的人就無法閱讀出原文的含義，
替換法有單表替換和多表替換兩種形式，單表替換即只有一張原文密文對照表單，發送者和接收者用這張表單來加密解密，在上述例子中，表單即為：a b c d e - s w t r p ，
多表替換即有多張原文密文對照表單，不同字母可以用不同表單的內容替換，
例如約定好表單為：表單 1：abcde-swtrp 、表單2：abcde-chfhk 、表單 3：abcde-jftou，
規定第一個字母用第三張表單，第二個字母用第一張表單，第三個字母用第二張表單，這時 bee單詞就變成了
(312)fpk ，破解難度更高，其中 312 又叫做密鑰，密鑰可以事先約定好，也可以在傳輸程序中標記出來，
② 移位法
移位法就是將原文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個固定數目進行偏移后得出密文，典型的移位法應用有 “ 愷撒密碼 ”，
例如約定好向后移動2位（abcde - cdefg），這樣 bee 單詞就變換成了dgg ，
同理替換法，移位法也可以采用多表移位的方式，典型的多表案例是“維尼吉亞密碼”（又譯維熱納爾密碼），屬于多表密碼的一種形式，
③ 古典密碼破解方式
古典密碼雖然很簡單，但是在密碼史上是使用的最久的加密方式，直到“概率論”的數學方法被發現，古典密碼就被破解了，
英文單詞中字母出現的頻率是不同的，e以12.702%的百分比占比最高，z 只占到0.074%，感興趣的可以去百科查字母頻率詳細統計資料，如果密文數量足夠大，僅僅采用頻度分析法就可以破解單表的替換法或移位法，
多表的替換法或移位法雖然難度高一些，但如果資料量足夠大的話，也是可以破解的，以維尼吉亞密碼演算法為例，破解方法就是先找出密文中完全相同的字母串，猜測密鑰長度，得到密鑰長度后再把同組的密文放在一起，使用頻率分析法破解，
1.1.2 近代密碼學
古典密碼的安全性受到了威脅，外加使用便利性較低，到了工業化時代，近現代密碼被廣泛應用，
恩尼格瑪機
恩尼格瑪機是二戰時期納粹德國使用的加密機器，后被英國破譯，參與破譯的人員有被稱為計算機科學之父、人工智能之父的圖靈，
恩尼格瑪機
恩尼格瑪機使用的加密方式本質上還是移位和替代，只不過因為密碼表種類極多，破解難度高，同時加密解密機器化，使用便捷，因而在二戰時期得以使用，
1.1.3 現代密碼學
① 散列函式
散列函式，也見雜湊函式、摘要函式或哈希函式，可將任意長度的訊息經過運算，變成固定長度數值，常見的有MD5、SHA-1、SHA256，多應用在檔案校驗，數字簽名中，
MD5 可以將任意長度的原文生成一個128位（16位元組）的哈希值
SHA-1可以將任意長度的原文生成一個160位（20位元組）的哈希值
② 對稱密碼
對稱密碼應用了相同的加密密鑰和解密密鑰，對稱密碼分為：序列密碼(流密碼)，分組密碼(塊密碼)兩種，流密碼是對資訊流中的每一個元素（一個字母或一個位元）作為基本的處理單元進行加密，塊密碼是先對資訊流分塊，再對每一塊分別加密，
例如原文為1234567890，流加密即先對1進行加密，再對2進行加密，再對3進行加密……最后拼接成密文；塊加密先分成不同的塊，如1234成塊，5678成塊，90XX(XX為補位數字)成塊，再分別對不同塊進行加密，最后拼接成密文，前文提到的古典密碼學加密方法，都屬于流加密，
③ 非對稱密碼
對稱密碼的密鑰安全極其重要，加密者和解密者需要提前協商密鑰，并各自確保密鑰的安全性，一但密鑰泄露，即使演算法是安全的也無法保障原文資訊的私密性，
在實際的使用中，遠程的提前協商密鑰不容易實作，即使協商好，在遠程傳輸程序中也容易被他人獲取，因此非對稱密鑰此時就凸顯出了優勢，
非對稱密碼有兩支密鑰，公鑰（publickey）和私鑰（privatekey），加密和解密運算使用的密鑰不同，用公鑰對原文進行加密后，需要由私鑰進行解密；用私鑰對原文進行加密后（此時一般稱為簽名），需要由公鑰進行解密（此時一般稱為驗簽），公鑰可以公開的，大家使用公鑰對資訊進行加密，再發送給私鑰的持有者，私鑰持有者使用私鑰對資訊進行解密，獲得資訊原文，因為私鑰只有單一人持有，因此不用擔心被他人解密獲取資訊原文，
1.1.4 如何設定密碼才安全
密碼不要太常見，不要使用類似于123456式的常用密碼，
各應用軟體密碼建議不同，避免出現一個應用資料庫被脫庫，全部應用密碼崩塌，
可在設定密碼時增加注冊時間、注冊地點、應用特性等方法，例如tianjin123456，表示在天津注冊的該應用，
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標籤：區塊鏈
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