密码学又分为什么学和什么学（什么是密码学）

密码学又分为什么学和什么学（什么是密码学）据《密码书》（《随机之家》，2011年）的作者西蒙·辛格说，直到公元一千年，替代密码一直保持不变，直到阿拉伯数学家金迪意识到了它的弱点。注意到某些字母比其他字母更频繁地使用，al-Kindi能够通过分析密文中出现频率最高的字母来逆转替换。阿拉伯学者成为世界上最重要的密码学家，迫使密码学家采用他们的方法。必须将秘密密文转换为纯文本所需的特定知识（称为密钥），以确保消息的安全性。要破解密码没有它的关键需要丰富的知识和技能。根据密码学历史研究中心的数据，在希腊时代，斯巴达军人使用一种叫做scytale的设备对消息进行加密，该设备由缠绕在木棍上的皮条组成。展开后，条带似乎带有一串随机字符，但是如果缠绕在一定尺寸的杆上，字母会对齐成单词。这种字母转换技术被称为换位密码。该Kama Sutra的，提到一个替代算法，被称为替代，建议女性学习，使他们的联络隐蔽记录的方法大西洋的报道。要使用替换，发件人将邮

自古以来，人们一直依靠密码术（一种编写和解决编码消息的艺术）来保护其秘密。在第五世纪，加密的信息被刻在皮革或纸上，并由人类的使者传递。如今，密码在通过互联网压缩时帮助保护我们的数字数据。明天，该领域可能会再飞跃。随着即将出现的量子计算机，密码学家正在利用物理学的力量来产生迄今为止最安全的密码。

保守秘密的历史方法

“加密”一词源自希腊文“ kryptos”（意为隐藏）和“ graphein”（书写）。加密技术不是在物理上从敌人的视线中隐藏消息，而是使两方可以在透明的视野中进行通信，但要使用其对手无法阅读的语言。

要加密消息，发送者必须使用某种称为算法的系统方法来操纵内容。原始消息（称为纯文本）可能会被打乱，因此其字母以难以理解的顺序排列，或者每个字母都可能被替换。根据速成课程计算机科学（Crash Course Computer Science），由此产生的乱码被称为密文。

根据密码学历史研究中心的数据，在希腊时代，斯巴达军人使用一种叫做scytale的设备对消息进行加密，该设备由缠绕在木棍上的皮条组成。展开后，条带似乎带有一串随机字符，但是如果缠绕在一定尺寸的杆上，字母会对齐成单词。这种字母转换技术被称为换位密码。

该Kama Sutra的，提到一个替代算法，被称为替代，建议女性学习，使他们的联络隐蔽记录的方法大西洋的报道。要使用替换，发件人将邮件中的每个字母换成另一个；例如，“ A”可能会变成“ Z”，依此类推。要解密此类消息，发送者和接收者需要就将交换哪些字母达成共识，就像斯巴达士兵需要拥有相同大小的书架一样。

第一批密码分析员

必须将秘密密文转换为纯文本所需的特定知识（称为密钥），以确保消息的安全性。要破解密码没有它的关键需要丰富的知识和技能。

据《密码书》（《随机之家》，2011年）的作者西蒙·辛格说，直到公元一千年，替代密码一直保持不变，直到阿拉伯数学家金迪意识到了它的弱点。注意到某些字母比其他字母更频繁地使用，al-Kindi能够通过分析密文中出现频率最高的字母来逆转替换。阿拉伯学者成为世界上最重要的密码学家，迫使密码学家采用他们的方法。

随着密码学方法的发展，密码分析人员开始挑战它们。在这场持续的战斗中，最著名的小冲突是盟军在第二次世界大战期间打破德国Enigma机器的努力。Enigma机器使用一种替换算法对邮件进行加密，该算法的复杂密钥每天都在变化；美国中央情报局（US Central Intelligence Agency）称，密码分析家艾伦·图灵（Alan Turing）反过来又开发了一种称为“炸弹”的设备，用于追踪Enigma不断变化的设置。

互联网时代的密码学

在数字时代，密码学的目标保持不变：防止两方之间交换的信息被对手掠夺。计算机科学家经常将两方称为“爱丽丝和鲍勃”，这是一种虚构的实体，该实体在1978年的一篇文章中首次引入，描述了一种数字加密方法。爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）经常被讨厌的窃听者“夏娃（Eve）”困扰。

各种各样的应用程序都使用加密来保持我们的数据安全，包括信用卡号，病历和比特币等加密货币。区块链是比特币背后的技术，它通过分布式网络连接数十万台计算机，并使用加密技术保护每个用户的身份并维护其交易的永久日志。

计算机网络的出现带来了一个新问题：如果爱丽丝和鲍勃位于地球的相对两侧，那么他们如何共享一个秘密密钥而不会被夏娃窃取呢？根据Khan Academy的说法，公钥密码术应运而生。该方案利用了单向功能- 数学运算容易执行，但是如果没有关键信息就很难逆转。爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）在夏娃的注视下交换了他们的密文和一个公钥，但是他们各自都保留了自己的私钥。通过将两个私钥都应用到密文，该对可以达成共享解决方案。同时，夏娃正努力地破译稀疏的线索。

RSA加密是一种广泛使用的公钥加密形式，它利用了素数分解的棘手性质-找到两个相乘的素数，它们相乘即可提供特定的解决方案。将两个质数相乘根本不需要时间，但是即使是地球上最快的计算机也可能需要数百年才能逆转该过程。爱丽丝选择了两个数字来构建她的加密密钥，而夏娃则徒劳地艰辛地挖掘这些数字。

进行重大飞跃

为了寻找不可破解的密码，当今的密码学家正在寻求量子物理学。量子物理学以难以置信的小尺度描述了物质的奇怪行为。像薛定er 的著名猫一样，亚原子粒子同时存在于许多状态。但是，当打开盒子时，粒子会陷入一种可观察的状态。在1970年代和80年代，物理学家开始使用这种时髦的属性来加密秘密消息，该方法现在称为“量子密钥分发”。

正如密钥可以以字节为单位进行编码一样，物理学家现在也以粒子（通常是光子）的性质对密钥进行编码。一个邪恶的窃听者必须测量粒子以窃取钥匙，但是任何这样做的尝试都会改变光子的行为，从而向爱丽丝和鲍勃发出安全漏洞警报。Wired报道说，这种内置的警报系统使量子密钥分配“证明是安全的” 。

可以通过光纤在远距离上交换量子密钥，但是另一种分配途径引起了物理学家在1990年代的兴趣。该技术由阿图尔·埃克特（Artur Ekert）提出，由于一种称为“ 量子纠缠 ” 的现象，该技术允许两个光子在很长的距离内进行通信。

国立大学量子技术中心主任，现任牛津大学教授的埃克特说：“纠缠的量子物体具有惊人的特性，即使将它们分开，甚至跨越数百英里，它们也可能会彼此感觉到。”新加坡。纠缠的粒子表现为一个整体，从而允许Alice和Bob通过在两端进行测量来制作共享密钥。如果窃听者试图拦截密钥，则粒子会做出反应，并且测量值也会更改。

量子密码学不仅仅是一个抽象的概念；据《大众科学》报道，2004年，研究人员通过纠缠的光子将3 000欧元转入了一个银行帐户。据《新科学家》报道，2017年，研究人员从Micius卫星向地球发射了两个纠缠的光子，并保持了创纪录的747英里（1 203公里）的连接。现在，许多公司都在争相开发用于商业应用的量子密码术，到目前为止取得了一些成功。