密码学来历及相关术语
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其实在公元前,秘密书信已用于战争之中。西洋“史学之父”希罗多德(Herodotus)的《历史》(The Histories)当中记载了一些最早的秘密书信故事。公元前5世纪,希腊城邦为对抗奴役和侵略,与波斯发生多次冲突和战争。于公元前480年,波斯秘密结了强大的军队,准备对雅典(Athens)和斯巴达(Sparta)发动一次突袭。希腊人狄马拉图斯(Demaratus)在波斯的苏萨城(Susa)里看到了这次集结,便利用了一层蜡把木板上的字遮盖住,送往并告知了希腊人波斯的图谋。最后,波斯海军覆没于雅典附近的沙拉米斯湾(Salamis Bay)。由于古时多数人并不识字,最早的秘密书写的形式只用到纸笔或等同物品,随着识字率提高,就开始需要真正的密码学了。最古典的两个加密技巧是:置换(Transposition cipher):将字母顺序重新排列,例如‘help me’变成‘ehpl em’。替代(substitution cipher):有系统地将一组字母换成其他字母或符号,例如‘fly at once’变成‘gmz bu podf’(每个字母用下一个字母取代)。
密钥:分为加密密钥和解密密钥。明文:没有进行加密,能够直接代表原文含义的信息。密文:经过加密处理处理之后,隐藏原文含义的信息。加密:将明文转换成密文的实施过程。解密:将密文转换成明文的实施过程。密码算法:密码系统采用的加密方法和解密方法,随着基于数学密码技术的发展,加密方法一般称为加密算法,解密方法一般称为解密算法。直到现代以前,密码学几乎专指加密(encryption)算法:将普通信息(明文,plaintext)转换成难以理解的资料(密文,ciphertext)的过程;解密(decryption)算法则是其相反的过程:由密文转换回明文;加解密包含了这两种算法,一般加密即同时指称加密(encrypt或encipher)与解密(decrypt或decipher)的技术。加解密的具体运作由两部分决定:一个是算法,另一个是密钥。
密钥是一个用于加解密算法的秘密参数,通常只有通讯者拥有。历史上,密钥通常未经认证或完整性测试而被直接使用在密码机上。密码协议(cryptographic protocol)是使用密码技术的通信协议(communication protocol)。近代密码学者多认为除了传统上的加解密算法,密码协议也一样重要,两者为密码学研究的两大课题。在英文中,cryptography和cryptology都可代表密码学,前者又称密码术。但更严谨地说,前者(cryptography)指密码技术的使用,而后者(cryptology)指研究密码的学科,包含密码术与密码分析。密码分析(cryptanalysis)是研究如何破解密码学的学科。
但在实际使用中,通常都称密码学(英文通常称cryptography),而不具体区分其含义。口语上,编码(code)常意指加密或隐藏信息的各种方法。然而,在密码学中,编码有更特定的意义:它意指以码字(code word)取代特定的明文。例如,以‘苹果派’(apple pie)替换‘拂晓攻击’(attack at dawn)。编码已经不再被使用在严谨的密码学,它在信息论或通讯原理上有更明确的意义。在汉语口语中,电脑系统或网络使用的个人帐户口令(password)也常被以密码代称,虽然口令亦属密码学研究的范围,但学术上口令与密码学中所称的钥匙(key)并不相同,即使两者间常有密切的关连。