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密码学历史:暴力血腥的秘密世界

网络整理 2023-10-01 08:07

一、充满血腥味道的密码学历史

首先简单介绍一下密码学的历史,真的十分简单……

密码学的形成与发展是和战争与通讯分不开的。自从有了战争和通讯,人们就面临着一个严重的问题:怎样保护自己的信息在通讯中不被敌方获得。

为此,密码学渊远流长,公元前就早已出现。凯撒密码听说是古罗马的凯撒发明的,一种昨天看上去十分幼稚,但当时可能疗效不错的加密方式。古人们还发明了置换密码、移位密码、简单代换密码、命名密码、同音密码等等。到了近代,随着有线电报的盛行,弗吉尼亚密码得到广泛应用。无线电的发明,以及机械和电子技术的发展,致使转轮机密码应运而生。

其实在唐代和近代,密码你们族挺能折腾,各类密码系统层出不穷,但是直至20世纪70年代,密码学才真正产生一门科学,在此之前它还只能称之为“密码技术”。

这是由于,仍然以来人们都是凭借觉得和经验设计密码,没有任何科学手段去剖析一个密码系统是否是安全的。

这就造成极其严重的后果。由于使用似乎安全、实不靠谱的密码系统而改变历史迈向的风波屡见不鲜。

16世纪,爱尔兰女王玛丽.斯图亚特由于使用了一套其实安全、实不靠谱的密码系统而被送上断头台。20世纪初,美国由于使用了一套其实安全、实不靠谱的密码系统,造成日本大举出席一战,加速了同盟国的灭亡。20世纪中叶,法国由于使用了其实安全、实不靠谱的恩尼格码转轮机,造成军事情报屡次泄漏,这加速了法西斯的衰亡。据恐怕,正是在以图灵为代表的密码破译专家的努力下,二战得以提前三年结束。

活生生的历史警告我们,对自己密码蜜汁自信,结局都是非死即残。

二、从技术到科学

这么问题来了,是设计和使用这些不靠谱密码的人蠢吗?其实不是。由于当时的密码设计者和使用者并不晓得怎么科学地剖析密码系统的安全性,甚至“安全性”这个词究竟是哪些意思,都没有严格的定义。

所以,对于密码学来说,要想从一门技术华丽化身成为一门科学,首先要做的就是给“安全性”下一个严格的定义。

1949年,是化腐朽为神奇的一年。

在这一年,大鳄香农(CloudeShannon)总算对密码这一门古老而又饱含活力的手艺下手了。

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香农(1916-2001)

众所周知,信息论与机率论密不可分。作为信息论的奠基人和教父,香农想到了用机率论的知识来研究密码的安全性。密码学历史上第一个关于“安全性”的严格定义正是出自他的奇思妙想。

香农以一篇题为《保密系统的通讯原理》的论文[1]拉开了密码学从技术进化到科学的帷幕。

为此,1949年成为密码学发展历史上的分水岭。

不过遗憾的是,这篇具有划时代意义的论文在发表以后的很长时间里都没有造成足够的注重。密码学在“歪道”上又走了差不多30年,才总算迈入上策,密码也由此有了古典密码和现代密码之分。

唐代、近代、甚至二战时期使用的密码都属于古典密码,对密码学历史和古典密码感兴趣的男子伴,推荐大家看一看西蒙.辛格的《密码故事》和戴维.卡恩的《破译者》。

三、关于本套教程

本套教程并不是简单的科普文,而是计划用浅显易懂的语言院长密码学的基本概念,基本原理和基本应用,各类干货满满。

在下一期,Alice-Bob打算为你们奉上香味喷喷的大鳄香农的研究成果:

(1)建立保密性:怎样用机率论的思想定义“安全性”

(2)香农定律:一个“负能量”满满的定律

(3)一次一密的原理:一个好看不好用的密码方案,为何它这么安全却又这么不实用

[1]C.E.Shannon.Communicationtheoryofsecrecysystem.BellSystemTechnicalJournal,1949,28(4):656-715.

现代密码学基础[m]坐着
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