密码学的起源


人类从古到今都有两个固有的需求——(a)沟通和共享信息,以及(b)有选择地沟通。这两种需求催生了对消息进行编码的艺术,使得只有目标人员才能访问信息。未经授权的人无法提取任何信息,即使乱码信息落在他们手中。

隐藏消息以在信息安全中引入保密性的艺术和科学被认为是密码学。

“密码学”这个词是由两个希腊词组合而成的,“Krypto”意思是隐藏,“graphene”意思是书写。

密码学的历史

密码学艺术被认为是与书写艺术一起诞生的。随着文明的发展,人类以部落、团体和王国的形式组织起来。这导致了权力、战争、霸权和政治等思想的出现。这些想法进一步激发了人们与选择性接收者秘密通信的自然需求,这反过来又确保了密码学的不断发展。

密码学的根源可以追溯到罗马和埃及文明。

象形文字——最古老的密码技术

第一个已知的密码学证据可以追溯到“象形文字”的使用。大约 4000 年前,埃及人曾经通过用象形文字书写的信息进行交流。这个密码是只有过去代表国王传递信息的抄写员才知道的秘密。下面显示了这样一种象形文字。

象形文字

后来,学者们在公元前 500 年至 600 年期间开始使用简单的单字母替换密码。这涉及到用一些秘密规则用其他字母替换消息的字母。这条规则成为了从乱码消息中找回消息的关键。

早期的罗马密码学方法,俗称凯撒移位密码,依赖于将消息的字母按约定的数字(常见的选择是三个)进行移位,然后该消息的接收者会将字母按相同的数字移回并获取原始消息。

凯撒移位密码

隐写术

隐写术与密码学类似,但为密码学增加了另一个维度。在这种方法中,人们不仅希望通过隐藏信息来保护信息的秘密,而且还希望确保任何未经授权的人都无法获得该信息存在的证据。例如,隐形水印

在隐写术中,非预期接收者或入侵者不知道观察到的数据包含隐藏信息。在密码学中,入侵者通常知道数据正在通信,因为他们可以看到编码/加扰的消息。

隐写术

密码学的演变

在欧洲文艺复兴时期和之后,意大利和教皇国领导了密码技术的迅速扩散。这个时代研究了各种分析和攻击技术来破解密码。

  • 诸如维吉尼亚编码之类的改进编码技术出现于 15世纪,它提供了在消息中移动多个可变位置的字母,而不是移动相同数量的位置。

  • 直到 19 世纪之后密码学才从临时的加密方法发展为更复杂的信息安全艺术和科学。

  • 20世纪初,机械和机电机器的发明,例如恩尼格玛转子机,提供了更先进、更有效的信息编码手段。

  • 第二次世界大战期间,密码学密码分析都变得过于数学化。

随着这一领域的进步,政府组织、军事单位和一些企业开始采用密码学的应用。他们使用密码学来保护自己的秘密不被他人知晓。现在,计算机和互联网的出现使有效的密码学变得触手可及。