密码学发展史

发布日期:2019-05-20
密码学作为保护信息的手段,经历了三个发展时期。它最早应用在军事和外交领域,随着科技的发展而逐渐进入人们的生活中。
        在手工阶段,人们只需通过纸和笔对字符进行加密。密码学的历史源远流长,人类对密码的使用可以追溯到古巴比伦时代。图1所示的Phaistos圆盘是一种直径约为160mm的粘土圆盘,最早发现于克里特岛上的一间小破屋里。其表面有明显字间空格的字母,但人们还是无法破译他身上那些象形文字。近年有研究学家认为它记录着某种古代天文历法,但真相仍是个迷,专家们只能大致推论出它始于公元前17世纪。




   图1 Phaistos圆盘
        随着工业革命的兴起,密码学也进入了机器时代、电子时代。与人手操作相比电子密码机使用了更优秀复杂的加密手段,同时也拥有更高的加密解密效率。其中最具有代表性的就是如图2所示的ENIGMA。在这个时期虽然加密设备有了很大的进步,但是密码学的理论却没有多大的改变,加密的主要手段仍是——替代和换位。
计算机的出现使密码进行高度复杂的运算成为可能。直到1976年,为了适应计算机网络通信和商业保密要求产生的公开密钥密码理论,密码学才在真正意义上取得了重大突破,进入近代密码学阶段。近代密码学改变了古典密码学单一的加密手法,融入了大量的数论、几何、代数等丰富知识,使密码学得到更蓬勃的发展。
到了现在,世界各国仍然对密码的研究高度重视,已经发展到了现代密码学时期。密码学已经成为结合物理、量子力学、电子学、语言学等多个专业的综合科学,出现了如“量子密码”、“混沌密码”等先进理论,在信息安全中起着十分重要的角色。

 

图2 德军军用普通ENIGMA密码机

密码学从总体上分为两大类,即对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法有时又叫做传统密码算法,加密密钥可以从解密密钥中推导出来,解密密钥也可以从加密密钥中推导出来。它要求发送方和接收方在安全通信之前先商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥,所以密钥的保密性对通信至关重要。典型代表算法是DES、3DES、IDEA。
非对称加密算法有时又叫做公开密钥算法,其中用到两个密钥,一个是公共的,一个是私有的,两个密钥不能够互相推导。常用的非对称加密算法有RSA公钥算法、Diffie-Hellman算法和ECC椭圆曲线密码。