現(xiàn)代密碼學
現(xiàn)代密碼學研究信息從發(fā)端到收端的安全傳輸和安全存儲,是研究“知己知彼”的一門科學。其核心是密碼編碼學和密碼分析學。前者致力于建立難以被敵方或?qū)κ止テ频陌踩艽a體制,即“知己”;后者則力圖破譯敵方或?qū)κ忠延械拿艽a體制,即“知彼”。
人類有記載的通信密碼始于公元前400年。古希臘人是置換密碼的發(fā)明者。1881年世界上的第一個電話保密專利出現(xiàn)。電報、無線電的發(fā)明使密碼學成為通信領(lǐng)域中不可回避的研究課題。 在第二次世界大戰(zhàn)初期,德國軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機,盟軍對德軍加密的信息有好幾年一籌莫展,“恩尼格瑪”密碼機似乎是不可破的。但是經(jīng)過盟軍密碼分析學家的不懈努力,“恩尼格瑪”密碼機被攻破,盟軍掌握了德軍的許多機密,而德國軍方卻對此一無所知。 太平洋戰(zhàn)爭中,美軍破譯了日本海軍的密碼機,讀懂了日本艦隊司令官山本五十六發(fā)給各指揮官的命令,在中途島徹底擊潰了日本海軍,導致了太平洋戰(zhàn)爭的決定性轉(zhuǎn)折,而且不久還擊斃了山本五十六。相反軸心國中,只有德國是在第二次世界大戰(zhàn)的初期在密碼破譯方面取得過輝煌的戰(zhàn)績。因此,我們可以說,密碼學在戰(zhàn)爭中起著非常重要的作用。 隨著信息化和數(shù)字化社會的發(fā)展,人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高。如網(wǎng)絡銀行、電子購物、電子郵件等正在悄悄地融入普通百姓的日常生活中,人們自然要關(guān)注其安全性如何。1977年,美國國家標準局公布實施了“美國數(shù)據(jù)加密標(DES)”,軍事部門壟斷密碼的局面被打破,民間力量開始全面介入密碼學的研究和應用中。民用的加密產(chǎn)品在市場上已有大量出售,采用的加密算法有DES、IDEA、RSA等。 現(xiàn)有的密碼體制千千萬萬,各不相同。但是它們都可以分為私鑰密碼體制(如 DES密碼)和公鑰密碼(如公開密鑰密碼)。前者的加密過程和脫密過程相同,而且所用的密鑰也相同;后者,每個用戶都有公開和秘密鑰。 編碼密碼學主要致力于信息加密、信息認證、數(shù)字簽名和密鑰管理方面的研究。信息加密的目的在于將可讀信息轉(zhuǎn)變?yōu)闊o法識別的內(nèi)容,使得截獲這些信息的人無法閱讀,同時信息的接收人能夠驗證接收到的信息是否被敵方篡改或替換過;數(shù)字簽名就是信息的接收人能夠確定接收到的信息是否確實是由所希望的發(fā)信人發(fā)出的;密鑰管理是信息加密中最難的部分,因為信息加密的安全性在于密鑰。歷史上,各國軍事情報機構(gòu)在獵取別國的密鑰管理方法上要比破譯加密算法成功得多。 密碼分析學與編碼學的方法不同,它不依賴數(shù)學邏輯的不變真理,必須憑經(jīng)驗,依賴客觀世界覺察得到的事實。因而,密碼分析更需要發(fā)揮人們的聰明才智,更具有挑戰(zhàn)性。 現(xiàn)代密碼學是一門迅速發(fā)展的應用科學。隨著因特網(wǎng)的迅速普及,人們依靠它傳送大量的信息,但是這些信息在網(wǎng)絡上的傳輸都是公開的。因此,對于關(guān)系到個人利益的信息必須經(jīng)過加密之后才可以在網(wǎng)上傳送,這將離不開現(xiàn)代密碼技術(shù)。 1976年Diffie和Hellman在《密碼新方向》中提出了著名的D-H密鑰交換協(xié)議,標志著公鑰密碼體制的出現(xiàn)。 Diffie和Hellman第一次提出了不基于秘密信道的密鑰 分發(fā),這就是D-H協(xié)議的重大意義所在。 PKI(Public Key Infrastructure)是一個用公鑰概念與技術(shù)來實施和提供安全服務的具有普適性的安全基礎設施。PKI公鑰基礎設施的主要任務是在開放環(huán)境中為開放性業(yè)務提供數(shù)字簽名服務。 |
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