下载文档原格式
密码学的发展史一、 引论密码学是以研究秘密通信为目的，即对所要传送的信息采取一种秘密保护，以防止 第三者对信息的窃取的一门学科。
密码通信的历史极为久远，其起源可以追溯到几千年前的埃及，巴比化，古罗马和古希腊，古典密码术虽然不是起源于战争，但其发展成果却首先被用于战争。
交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方情报而研究各种方法。
这正是密码学主要包含的两部分内容：一是为保护自己的通信安全进行加密算法的设计和研究；二是为窃取对方情报而进行密码分析，即密码破译技术。
因而，密码学是这一矛盾的统一体。
任何一种密码体制包括5个要素：需要采用某种方法来掩盖其要传送的信息或字符 串称为明文：采用某种方法将明文变为另一种不能被非授权者所理解的信息或字符串称为明文；采用某种方法将明文变为另一种不能被非授权者所理解的信息或字符串的过程称为加密变换；经加密过程将明文变成的信息或字符串称为密文；用于具体加密编码的参数称为密钥，将密文还原为明文的过程称为解密变换。
秘密通信的过程可用下面表格来表示：+--------+ 密文 +--------+明文--->|加密变换|----->|解密变换|--->明文+--------+ +--------+密钥k 密钥k'用文字可以表述为：若m 是要传送的明文，在传送前，利用密钥k 将m 经加密变换为密文c 由通信通道发给接收者，接收者根据密钥k'利用解密变换将密文c 变为明文m 。
从以上过程可以看出，一个密码体制的安全性依赖于密钥k 的个数和加密变换复杂程度。
密钥太少，敌方可以根据其截获的密文用不同的k 逐个试译即可得到明文。
也不太多，太多则不利管理。
加密变换太简单则容易找出解密变换，太复杂则导致解密过程耗费时间太多，不利于通信。
二、 古典密码世界上最早的一种密码产生于公元前两世纪。
是由一位希腊人提出的，人们称之为棋盘密码，原因为该密码将26个字母放在5×5的方格里，i,j 放在一个格子里，具体情况如下表所示 这样，每个字母就对应了由两个数构成的字符αβ，α是该字母所在行的标号，β是列标号。
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。
密码学基础
一、密码学的发展
（1）1949年之前---密码学是一门艺术
密码广播的原理是什么呢？说出来其实很简单。
接收到密码广播的情报员（如特务余则成）将收到的广播代号记录下来，然后根据收发双方约定的密码本查出来这一串串数字代表什么字，这些字连在一起就构成了他所需要的信息。
（2）1949---1976
1）加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全
哈希算法特点：
常用的hash算法
1）MD5算法
1992年， Ron Rivest提出MD5（RFC 1321）在最近数年之前，MD5是最主要的hash算法
现行美国标准SHA-1以MD5的前身MD4为基础输入：任意长度消息
输出：128bit消息摘要
处理：以512bit输入数据块为单位
（王小云）
2）SHA算法
SHA-1安全散列算法
输入：消息长度<264
输出：160bit消息摘要。
密码学的发展与应用研究密码学作为一门可以保护信息安全的学科，一直在与技术飞速发展相伴相生。
从最早的凯撒密码到现在的量子密码，密码学不断发展，分享着科技进步带来的惊人成果。
在这篇文章中，我们将探讨密码学发展的历程，介绍现代密码学中最广泛应用的算法，以及讨论密码学在实际场景中的应用研究。
密码学的发展历程要了解密码学的发展历程，我们需要从最古老的密码开始讲起。
早在公元前400年，古希腊人就已经开始使用替换密码了。
其中最著名的就是凯撒密码，他将字母替换成字母表中往后第三个字母。
这种简单的密码很容易破解，但在古代用于战争中，已经足够保护一些机密信息。
直到20世纪，随着电子通信的发展，密码学的需求开始增加。
在二战中，密码学在对付日本人的紫码密码中大有作为，不仅能够解密敌人的密文，还可以创建安全的通信链路。
此时，密码学的研究也开始跨越数学和计算机领域。
在20世纪80年代，美国国家安全局（NSA）研究出了RSA密码算法，成为了公私钥加密的代表算法。
此算法基于质因数的难解性，即将两个大质数相乘的结果中，找到两个因子已经十分困难，从而防止了攻击者通过计算得到加密数据。
此后，密码学的研究者也开展了许多研究，以找到更安全的算法和升级密钥管理规则。
现代密码学的算法在现代密码学中，常用的加密算法主要包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法是指一种加密方法，发送方和接收方都拥有相同的密钥。
这种方法的优点在于速度快，但缺点是密钥容易泄露。
常用的对称加密算法有DES、AES。
非对称加密算法则是指公钥加密和数字签名算法，这种方法的优点在于密钥管理简单，但缺点在于速度较慢。
RSA算法就是非对称加密算法之一，此外，还有椭圆曲线密码算法、D-H密钥交换算法等。
密码学在实际应用中的研究现代社会中，密码学已经被广泛应用在了许多领域中。
比如银行、互联网、电商等领域都需要使用密码学来保护用户的敏感信息。
此外，政府部门和国防领域也离不开密码学的应用。
密码学的发展历史及加密方法我一开始接触密码学的时候，那真是瞎摸索。
就感觉密码学这东西特别神秘，好像藏着巨大的宝藏，我就一头扎进去了。
先说密码学的发展历史吧。
据说很早很早以前，人们就有保密通信的需求了。
像古代的斯巴达人，他们有一种很简单的加密方法，就是把牛皮缠绕在一根木棍上，写上信息，然后把牛皮取下来，传给需要的人。
没有那根同样粗细的木棍，信息看起来就乱七八糟的。
这可以算是很原始的加密了。
后来，我发现凯撒大帝也玩加密。
他那个加密方法相对来讲比较好懂一点，就是简单的替换。
比如说把每个字母按照一定的规律向后移几位。
这就好比把一群小朋友重新排个队，但是按照一定的规则来排。
我自己也试过这种方法，按照我的理解写了个小纸条加密，但是我犯了个错，就是把移动的位数搞错了，结果解密的时候完全乱套了。
到了近代，密码学就复杂得多了。
二次大战的时候，像恩尼格玛机这种加密设备就出现了。
这东西可不得了，算出密码可不容易。
当时的密码学家们，就像在一个巨大的迷宫里面找出口。
我也试着去了解恩尼格玛机的原理，看了好多资料，什么转子啊，电路啊，看得我头昏脑涨。
开始的时候根本不明白那些个转子转动是怎么影响加密结果的，就像一团乱麻在我眼前。
不过慢慢地，多琢磨几遍后就有点开窍了。
现在的加密方法就更高级了。
对称加密，我觉得就是两边都有同一把钥匙。
我自己试着写了个很简单的对称加密程序，用的是简单的算法，通过把信息按照一定的数学运算来变成密文。
但是这里面有个问题，就是怎么安全地把这把钥匙给对方。
如果钥匙在传输的过程中被截获了，那加密就白搭了。
这就好比你把自己家保险柜的钥匙在寄给别人的时候被人偷了。
还有非对称加密呢，有公钥和私钥。
公钥就像公开的信箱，任何人都能往里面塞东西，但是只有私钥才能把东西拿出来。
我最初理解这个概念的时候真是一头雾水，怎么可以这样呢，后来跟着网上的教程一步一步做验证，才慢慢明白了其中的道理。
加密和解密的过程感觉像是两个人在玩一种特别高端的捉迷藏。
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。
密码的发展史：从起源到量子计算与人工智能一、密码起源与早期发展密码的起源可以追溯到古代的加密技术，最初的形式是简单的替换式密码，例如罗马帝国时期的凯撒密码。
这种密码通过将字母在字母表中向后移动固定位置来实现加密和解密。
凯撒密码是军事通信中常用的加密方式，保证了信息的安全。
二、古典密码：如凯撒密码、罗马密码古典密码阶段，人们开始使用更复杂的加密技术，如多字母替换密码。
这种密码使用多个密钥来加密信息，提高了破解的难度。
然而，这些古典密码的破解仍然需要时间和耐心，但它们的出现为现代密码学的发展奠定了基础。
三、近代密码：机械与电子密码随着机械和电子技术的发展，近代密码开始使用机械设备和电子设备进行加密。
例如，二战期间使用的Enigma密码机就是一种使用电子设备进行加密的方式。
虽然这种密码机在当时非常先进，但最终被破解了，这表明任何加密系统都可能被破解，为现代密码学提出了更高的挑战。
四、现代密码：基于数学与计算科学现代密码学开始于20世纪70年代，基于数学和计算科学的发展。
现代密码学使用复杂的算法来加密和解密信息，确保信息的安全。
这些算法通常基于数学中的一些复杂问题，如离散对数、线性代数和概率论等。
现代密码学的发展为互联网和社交媒体时代的网络安全提供了基础。
五、网络密码：互联网与社交媒体时代随着互联网和社交媒体的发展，网络密码成为保护个人和企业信息安全的重要手段。
网络密码通常使用哈希函数和加密算法来确保信息的安全。
此外，为了提高安全性，现代网络密码还采用了多因素身份验证等措施，以防止黑客入侵。
六、生物识别密码：指纹、面部识别等生物识别技术是一种基于生物特征的身份验证方法，如指纹、面部识别等。
生物识别技术可以用于保护个人和企业信息安全，因为每个人的生物特征都是独一无二的。
生物识别技术还可以用于移动支付、访问控制等领域，为人们的生活带来了便利和安全。
七、未来密码：量子计算与人工智能未来密码的发展将受到量子计算和人工智能的影响。
数学与密码学的发展历程数学与密码学是两个看似不相关的领域，但它们之间却存在着紧密的联系。
密码学借助数学的方法和技术来研究和设计密码算法，而数学则通过密码学的需求推动了数论、代数学和概率论等分支的发展。
本文将详细探讨数学与密码学的发展历程，并介绍它们在现代社会中的重要性。
1. 古代的密码学试验古代人类已对密码学有所认识，早在古希腊时期，斯巴达人曾使用一种称为“斯巴达密码”的替换密码进行通信。
而古罗马人则广泛采用凯撒密码，将字母按照一定的位移进行替换，以保护军事机密。
这些古代密码学的试验为后来的发展奠定了基础。
2. 数论的崛起随着时间的推移，数论逐渐成为密码学的核心数学分支。
欧几里得提出了最大公约数算法，这为加密算法的设计提供了基础。
而费马小定理和欧拉定理等数论中的重要概念和定理，也为后来的RSA算法等密码算法的设计提供了支持。
3. 现代密码学的诞生20世纪初，密码学开始进入现代化发展阶段。
在第一次世界大战期间，密码学在军事通信中起到了重要的作用，尤其是德国的恩格玛机密电报机，它通过使用可变的转子和电线板实现了高度机械化的加密。
然而，由于波兰密码学家玛丽亚·格普斯卡（Maria Goppert-Mayer）和英国密码学家阿兰·图灵（Alan Turing）的突破性工作，盟军成功地破译了恩格玛密码，这对于盟军在战争中取得胜利起到了关键作用。
4. 密码学的数学化二战后，密码学逐渐从工程学变为一门严谨的数学学科。
克劳德·香农（Claude Shannon）在20世纪40年代首次将信息论与密码学相结合，提出了“信息论安全”的概念。
他的突破性工作为密码学的数学化奠定了基础，并为后来的现代密码学发展提供了理论支持。
5. 公钥密码学的兴起20世纪70年代，IBM的研究员沃纳·迪菲（Whitfield Diffie）和马丁·赫尔曼（Martin Hellman）提出了公钥密码学的概念。
