密码学简史资料

密码学简史
密码学是一门使用各种密码技术来保护信息的学科。

其历史可以追溯到古代文明时期，当时人们使用基于置换和置换密码的方法来加密通信。

在中世纪，密码学开始发展成为一门独立的学科。

人们使用复杂的密码系统来保护军事和政治情报。

一些重要的密码学家包括阿尔卡纽姆和瓦吕纳。

在19世纪和20世纪，密码学得到了更广泛的应用。

在第一次世界大战和第二次世界大战期间，各国政府使用密码来保护机密信息。

这些密码系统包括Enigma和Purple等机械加密机。

20世纪60年代，密码学开始向公众开放。

公钥密码学的发明使得信息安全更容易实现。

RSA加密算法是公钥密码学的代表性方法之一，它被广泛应用在互联网安全中。

21世纪，随着计算机技术的发展，密码学也在不断发展。

量子密码学、同态加密、多方计算等新兴技术正在不断涌现。

总的来说，密码学的发展与历史密不可分。

它的进步推动了信息安全的发展，也助力了人类的文明进步。

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密码学发展史简述密码学作为一门古老而又充满活力的学科，经历了漫长的发展历程。

以下是密码学发展史的主要阶段和特点：1. 古典密码阶段：古典密码阶段主要指古代至20世纪初的密码技术。

这一时期的密码技术以简单的替换和置换为基础，如凯撒密码和维吉尼亚密码等。

古典密码的加密方法较为简单，容易被破解，但为后续密码学的发展奠定了基础。

2. 近代密码阶段：随着20世纪初数学的发展，密码学逐渐进入近代密码阶段。

这一时期的密码技术开始利用数学工具进行加密，如频率分析、线性代数和概率论等。

近代密码阶段的代表性成果包括二战期间德国的恩尼格玛密码机和美国的斯诺登密码等。

3. 现代密码阶段：20世纪70年代以后，随着计算机科学和信息论的发展，密码学进入现代密码阶段。

现代密码阶段以公钥密码和哈希函数为代表，这些加密方法能够提供更加安全和可靠的通信和数据保护。

RSA、Diffie-Hellman、SHA-256等算法的出现标志着现代密码学的成熟。

4. 当代密码阶段：进入21世纪，随着互联网和移动通信的普及，密码学在信息社会中的作用越来越重要。

当代密码阶段注重的是隐私保护、安全通信、身份认证等方面的问题，密码学与其他学科的交叉发展也越来越明显。

同时，随着量子计算技术的发展，量子密码学也成为一个研究热点。

5. 量子密码学：量子密码学是利用量子力学原理进行信息加密和安全通信的学科。

由于量子力学中的一些基本原理，如量子不可克隆定理和海森堡不确定性原理等，量子密码能够提供更加可靠和安全的加密方法，是未来密码学的一个重要发展方向。

6. 密码学与其他学科的交叉发展：随着应用需求的不断拓展，密码学与多个学科领域产生了交叉融合。

例如，生物信息学、量子物理学、人工智能等领域与密码学的结合，为解决复杂的安全问题提供了新的思路和方法。

7. 密码学应用领域的拓展：随着技术的发展和社会需求的增加，密码学的应用领域也在不断拓展。

除了传统的通信和网络安全领域外，密码学还广泛应用于金融、医疗、物联网、区块链等领域。

密码学的发展简史中国科学院研究生院信息安全国家重点实验室聂旭云学号：2004 密码学是一门年轻又古老的学科，它有着悠久而奇妙的历史。

它用于保护军事和外交通信可追溯到几千年前。

这几千年来，密码学一直在不断地向前发展。

而随着当今信息时代的高速发展，密码学的作用也越来越显得重要。

它已不仅仅局限于使用在军事、政治和外交方面，而更多的是与人们的生活息息相关：如人们在进行网上购物，与他人交流，使用信用卡进行匿名投票等等，都需要密码学的知识来保护人们的个人信息和隐私。

现在我们就来简单的回顾一下密码学的历史。

密码学的发展历史大致可划分为三个阶段：第一个阶段为从古代到1949年。

这一时期可看作是科学密码学的前夜时期，这段时间的密码技术可以说是一种艺术，而不是一门科学。

密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理证明。

这一个阶段使用的一些密码体制为古典密码体制，大多数都比较简单而且容易破译，但这些密码的设计原理和分析方法对于理解、设计和分析现代密码是有帮助的。

这一阶段密码主要应用于军事、政治和外交。

最早的古典密码体制主要有单表代换密码体制和多表代换密码体制。

这是古典密码中的两种重要体制，曾被广泛地使用过。

单表代换的破译十分简单，因为在单表代换下，除了字母名称改变以外，字母的频度、重复字母模式、字母结合方式等统计特性均未发生改变，依靠这些不变的统计特性就能破译单表代换。

相对单表代换来说，多表代换密码的破译要难得多。

多表代换大约是在1467年左右由佛罗伦萨的建筑师Alberti发明的。

多表代换密码又分为非周期多表代换密码和周期多表代换密码。

非周期多表代换密码，对每个明文字母都采用不同的代换表（或密钥），称作一次一密密码，这是一种在理论上唯一不可破的密码。

这种密码可以完全隐蔽明文的特点，但由于需要的密钥量和明文消息长度相同而难于广泛使用。

为了减少密钥量，在实际应用当中多采用周期多表代换密码。

在16世纪，有各种各样的多表自动密钥密码被使用，最瞩目的当属法国人Vigtnère的Vigenère密码体制。

其中要求k与26互素，明文与密文的对应规则为c≡km+b mod 26可以看出，k=1就是前面提到的凯撒密码。

于是这种加密变换是凯撒野加密变换的推广，并且其保密程度也比凯撒密码高。

以上介绍的密码体制都属于单表置换。

意思是一个明文字母对应的密文字母是确定的。

根据这个特点，利用频率分析可以对这样的密码体制进行有效的攻击。

方法是在大量的书籍、报刊和文章中，统计各个字母出现的频率。

例如，e出现的次数最多，其次是t,a,o,I等等。

破译者通过对密文中各字母出现频率的分析，结合自然语言的字母频率特征，就可以将该密码体制破译。

鉴于单表置换密码体制具有这样的攻击弱点，人们自然就会想办法对其进行改进，来弥补这个弱点，增加抗攻击能力。

法国密码学家维吉尼亚于1586年提出一个种多表式密码，即一个明文字母可以表示成多个密文字母。

其原理是这样的：给出密钥K=k[1]k[2]…k[n]，若明文为M=m[1]m[2]…m[n]，则对应的密文为C=c[1]c[2]…c[n]。

其中C[i]=(m[i]+k[i]) mod 26。

例如，若明文M为data security，密钥k=best，将明文分解为长为4的序列data security，对每4个字母，用k=best加密后得密文为C=EELT TIUN SMLR从中可以看出，当K为一个字母时，就是凯撒密码。

而且容易看出，K越长，保密程度就越高。

显然这样的密码体制比单表置换密码体制具有更强的抗攻击能力，而且其加密、解密均可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。

该密码可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。

该密码曾被认为是三百年内破译不了的密码，因而这种密码在今天仍被使用着。

古典密码的发展已有悠久的历史了。

尽管这些密码大都比较简单，但它在今天仍有其参考价值。

二、近代密码1834年，伦敦大家的实验物理学教授惠斯顿发明了电机，这是通信向机械化、电气化跃进的开始，也是密码通信能够采用在线加密技术提供了前提条件。

现代密码学第四讲密码学发展简史信息与软件工程学院密码学发展时间轴远古以来1800年1949年1976年1994年2000年以后古代密码近代密码现代密码古典密码现代密码I现代密码II 现代密码III第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望古代密码•时间区域：从由人类以来到1800年•密码设计与分析被当作一门艺术•这一时期的密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不是靠推理证明•数据的保密基于加密算法的保密•密码工作者多为语言学家、猜谜高手等古代密码（续）•著名密码算法：•500 B.C.，古斯巴达“天书”密码（置换密码）•205-123 B.C.，古希腊人棋盘密码（代替密码）•50 B.C.，古罗马恺撒密码（代替密码）•16世纪，维吉尼亚（Vigenère）的密码（代替密码）第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望近代密码•时间区域：从1800到1949年•密码机的迅速发展•越来越多的数学家加入密码队伍著名的密码机•1795年，杰弗逊圆盘（Jefferson disk）•1914年，美陆军和海军的M-138-T4•1918年，德国的Enigma密码机•1926年，Kryha密码机•1936年，瑞典的哈格林发明的Haglin密码机，C-36•英国TYPEX打字密码机古典密码阶段•时间：•1949年之前:古典密码•特点：•密码学还不是科学，而是艺术•出现一些密码算法和加密设备•出现密码算法设计的基本手段(代替法& 置换法)•保密性：•数据的保密基于加密算法的保密古典密码阶段•里程碑事件•1883年Kerckhoffs第一次明确提出了密码编码的原则：加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全，即密码算法的安全性仅依赖于对密钥的保密。

•这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，也成为古典密码和现代密码的分界线之一。

第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码I阶段时间跨度：1949年-1976年1949年：Shannon发表“The Communication Theory of Secret Systems”•定义理论安全性，提出扩散和混淆原则•奠定了密码学的理论基础•艺术 科学现代密码I阶段特点•里程碑事件：•1949年Shannon的“保密系统的信息理论”•1967年Kahn的“The Codebreakers”•1971-73年IBM的Feistel等的几篇技术报告•Lucifer DES•保密性：•数据的安全基于密钥而不是算法的保密现代密码II阶段时间跨度：1976年-1994年•1976年Diffie&Hellman的“New Directions inCryptography”提出了公钥密码的概念•1977年Rivest,Shamir&Adleman提出了RSA公钥算法•1977年，DES成为了第一代公开的、完全说明细节的商业级密码标准•90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法2015年图灵奖公钥密码部分解决了对称密钥密码算法密钥共享和密钥管理困难的问题！现代密码II阶段特点•对称密钥加密算法进一步发展，加密算法更加复杂，以DES为代表的加密算法正式成为行业标准•第二把加密密钥“公钥”开始出现，以RSA加密算法为代表的公开密钥加密算法开始流行•以Hash算法为代表的解决数据完整性的数据摘要算法也开始出现第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码III阶段•时间区域：1994年至未来•1994年，Shor提出量子计算机模型下分解大整数和求解离散对数的多项式时间算法•2000年，AES正式取代DES成为了新的加密标准•2006年，第一届后量子密码学国际研讨会召开•2017年，NIST开始征集后量子密码标准公钥密码未来发展——后量子公钥密码•后量子密码•基于编码的公钥密码•基于格的公钥密码•基于HASH的公钥密码•多变量公钥密码Identity-Based Encryption 2001Predicate Encryption 2008Attribute-Based Encryption 2005Functional Encryption 2011公钥密码未来发展阶段Traditional Public Key Encryption 1976Fully Homomorphic Encryption 2009Searchable Encryption 2004。

密码学的历史可以追溯到古代文明，当时人们就已经开始使用各种方法来保护信息的安全。

以下是密码学历史的一些重要阶段：
1. 古代密码学：最早的密码学形式出现在公元前2000年左右的埃及和美索不达米亚地区。

这些早期的密码系统主要依赖于替换和置换技术，例如凯撒密码。

2. 中世纪密码学：在中世纪，随着基督教的传播，教会开始使用密码来保护其秘密。

这一时期出现了许多新的加密技术，如维吉尼亚密码和栅栏密码。

3. 现代密码学的起源：19世纪，随着电报的出现，密码学进入了一个新的阶段。

这一时期出现了许多新的加密技术，如摩尔斯电码和弗纳姆密码。

4. 二战期间的密码学：二战期间，密码学成为了战争的关键部分。

德国的恩尼格玛机是这一时期最著名的加密设备，而美国的图灵则设计出了破解恩尼格玛机的“炸弹”。

5. 计算机密码学：随着计算机的出现，密码学进入了一个全新的阶段。

这一时期出现了许多新的加密技术，如DES、AES等。

6. 公钥密码学：1976年，美国斯坦福大学的两名研究人员提出了公钥密码学的概念，这是密码学的一次重大突破。

公钥密码学的出现使得信息的加密和解密可以分开进行，大大提高了信息的安全性。

7. 现代密码学：现在，密码学已经成为了信息安全的重要组成部分。

随着量子计算的发展，未来的密码学将面临更大的挑战。

｛学科加油站｝【人际交往定律·宽容定律】对陌生人太客气，而对亲密的人太苛刻。

2019年10月26日，《中华人民共和国密码法》发布，自2020年1月1日起施行，这标志着我国在密码的应用和管理等方面有了专门性的法律保障。

从常见的数字与字母密码、指纹密码，再到声纹密码、面部识别……密码无处不在，时刻守卫着我们每个人的安全。

关于密码学背后的知识，同学们是否了解呢？让我们从遥远的古代开始讲起……古典密码学人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长，公元前 400 年，斯巴达人发明了“塞塔式密码”，即把长条纸螺旋形地斜绕在一根多棱棒上，将文字沿棒的水平方向从左到右书写，写一个字旋转一下，写完一行再另起一行从左到右写，直到写完。

解下来后，纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解，但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后，就能看到原始的消息，这是最早的密码技术。

我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式，将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载。

一般人只注意诗或画的表面意境，而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音”。

如《水浒传》中写道，为了拉卢俊义入伙，“智多星”吴用和宋江便想出一个“吴用智赚玉麒麟”的主意来，利用卢俊义正为躲避“血光之灾”的惶恐心理，口占四句卦歌：“芦花丛中一扁舟，俊杰俄从此地游。

义士若能知此理，反躬难逃可无忧。

”这首卦歌中暗藏“卢俊义反”四字。

结果，这首诗成了官府治罪的证据，终于把卢俊义逼上了梁山。

这一时期的密码学更像是一门艺术，其核心手段是代换和置换。

代换是指明文（没有加密的文字）中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符，接收者对密文做反向替换便可恢复出明文；置换是密文和明文字母保持相同，但顺序被打乱。

代换密码的著名例子有古罗马的恺撒密码（公元前1世纪）和法国的维吉尼亚密码（16世纪）。

恺撒密码是对字母表中每个字母用它之后的第k 个字母来代换，如将“co-meatnine”加密为“htrjfysnsj”（k=5）。

介绍密码学的发展历史密码学的发展历程大致经历了三个阶段：古代加密方法、古典密码和近代密码。

1.古代加密方法（手工阶段）源于应用的无穷需求总是推动技术发明和进步的直接动力。

存于石刻或史书中的记载表明，许多古代文明，包括埃及人、希伯来人、亚述人都在实践中逐步发明了密码系统。

从某种意义上说，战争是科学技术进步的催化剂。

人类自从有了战争，就面临着通信安全的需求，密码技术源远流长。

古代加密方法大约起源于公元前440年出现在古希腊战争中的隐写术。

当时为了安全传送军事情报，奴隶主剃光奴隶的头发，将情报写在奴隶的光头上，待头发长长后将奴隶送到另一个部落，再次剃光头发，原有的信息复现出来，从而实现这两个部落之间的秘密通信。

公元前400年，斯巴达人就发明了“塞塔式密码”，即把长条纸螺旋形地斜绕在一个多棱棒上，将文字沿棒的水平方向从左到右书写，写一个字旋转一下，写完一行再另起一行从左到右写，直到写完。

解下来后，纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解，这就是密文,但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后，就能看到原始的消息。

这是最早的密码技术。

我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式，将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载，一般人只注意诗或画的表面意境，而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音”。

比如：我画蓝江水悠悠，爱晚亭枫叶愁。

秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕轻楼2.古典密码（机械阶段）古典密码的加密方法一般是文字置换，使用手工或机械变换的方式实现。

古典密码系统已经初步体现出近代密码系统的雏形，它比古代加密方法复杂，其变化较小。

古典密码的代表密码体制主要有：单表代替密码、多表代替密码及转轮密码。

3.近代密码（计算机阶段）密码形成一门新的学科是在20世纪70年代，这是受计算机科学蓬勃发展刺激和推动的结果。

快速电子计算机和现代数学方法一方面为加密技术提供了新的概念和工具，另一方面也给破译者提供了有力武器。