A. 什么叫多字母加密
多字母顺序加密的这种算法的每个字母的后推位次并不相同,假如D代替了A ,并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机,也基于这个原理工作。
相对而言:
罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如,用D来代替A,E代替B,以此类推。这个单一字母顺序加密法,直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。
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时间之旅:天书奇谭-加密篇
导言:每个人都在问这个问题:你能保密码?2500年来,统治者、保密机构和密码破译家一直寻找着答案。
一直以来,加密技术都应用于政治领域。现如今,每个人在网上冲浪、收发email或者使用网上银行的时候,都要用到加密算法。加密能避免“窃听”事件的发生,如果没有加密算法,互联网或许不会是今天这个样子。
现代数据加密算法的原理仍基于罗马帝国的凯撒与他的将军们联系所使用的加密方法,它的原理基于凯撒时代的字母表。罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如,用D来代替A,E代替B,以此类推。这个单一字母顺序加密法,直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。然而,法国人Blaise de Vigenère的多字母顺序加密就不那么容易破解了,这种算法的每个字母的后推位次并不相同,假如D代替了A ,并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机,也基于这个原理工作。
计算机时代的到来,使得这一切都发生了改变。伴随着不断上升的处理能力,算法变得越来越复杂,“攻击”也变得越来越高效。此后,密码破译家便遵循Kerckhoffs原则,一个密码系统应该是安全的,即使该系统的一切,除了密钥,都可以作为公共知识。这种“开源”理念的好处是,任何人都可以试验这种加密算法的优劣。
用于科学研究目的的攻击是可取的。如果攻击是成功的,一个更好的算法便有了用武之地。在1998年,数据加密标准(DES)的命运便是如此,它曾是美国当局首选的加密方法。密钥的长度只有短短的56位,如果使用强力攻击,很快便可破解。
DES 的继任者从竞争中胜出,Rijndael算法赢得了最后的胜利。美国国家标准技术研究所(NIST)选择Rijndael作为美国政府加密标准(AES)的加密算法,该算法使用128位密钥,适用WLAN,能够胜任蓝光加密。然而,这么经典的对称算法对于网络通讯还是不够安全。发送者和接收者使用相同的密钥加密和解密。任何人都可以截获密钥,因为它并未加密。
发明于上世纪70年代的非对称加密法帮助解决了这个问题。接收者生成公共密钥和私人密钥两个部分,他将公共密钥发送给那些需要向他发送加密信息的人。公共密钥可以加密文件,但是这些文件需要私人密钥才能解码。这一算法的缺点是:密钥对需要两组大的原始数字生成,非常耗时。对网络银行等个人业务,对称法和非对称法组合使用的方法是有效的。信息部分使用对称法加密,但密钥应采用非对称法加密。
当量子电脑有足够的能力使用强力攻击破解128位的密钥的时候,非对称加密法就不安全了。量子密码学利用物理学原理保护信息,以量子为信息载体,经由量子信道传送,在合法用户之间建立共享的密钥,它的安全性由“海森堡测不准原理”及“单量子不可复制定理”保证。
加密史
400v.Chr. Skytale(天书)
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Skytale 就是一种加密用的、具有一定粗细的棍棒或权杖。斯巴达人把重要的信息缠绕在Skytale上的皮革或羊皮纸之后,再把皮革或羊皮纸解下来,这样就能有效地打乱字母顺序。只有把皮(纸)带再一点点卷回与原来加密的Skytale同样粗细的棍棒上后,文字信息逐圈并列在棍棒的表面,才能还原出本来的意思。
50v.Chr. 凯撒密码
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罗马的统治者将字母后推3个位次加密,这就是今天广为人知的单一字母加密法。
1360 Alphabetum Kaldeorum
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奥地利的Rudolf 四世发明了中世纪最受欢迎的加密法,他甚至在墓碑上也使用它。
1467 加密碟
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这个工具使得单一字母加密法的字母取代简单化。
1585 维热纳尔密码(Vigenère)
法国外交家Blaise de Vigenère发明了一种方法来对同一条信息中的不同字母用不同的密码进行加密,这种多字母加密法在诞生后300年内都没能被破解。
1854 Charles Babbage
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计算机的发明者,据说是他第一个破解了维热纳尔代码,人们在检查他的遗物时发现了这一破解方法。
1881 Kerkhoff原则
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这以后,加密算法的安全性不再取决于算法的保密,而是密钥的保密。
1918 Enigma和一次性密钥
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Enigma是着名的德国加密机,为每个字母生成取代位次。在很长的一段时间内,都被认为是无法破解的。
一次性密钥在数学上是安全的:使用编码手册,为每个文本使用不用的加密方式——在冷战时期,间谍常使用此工具。
1940 Tuning-Bombe
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这个机器由Alan Turking 发明,用于破解Enigma加密机。它包含了多个相互配合使用的Enigma设备。
1965 Fialka
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东欧的“Enigma”,一直使用到柏林墙倒塌。自1967起被为认为不再安全。
1973 公共密钥
英国智囊机构的3个军官首先开发了非对称加密。直到1997年才被揭秘。
1976 DES
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IBM与NASA合作,为美国官方开发了数据加密标准。然而,评论家发现了将密钥长度从128位降低到56位这一该算法的瑕疵。
1977 RSA
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Rivest、Shamir 和Adelman三人发明了可靠的非对称加密法。目前,它主要用于邮件加密和数字签名等场合。
1998 深度破解
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电子国界基金会有一台拥有1800个处理器的计算机,它通过蛮力破解了DES加密法。
2000 AES
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DES的继任者,Rijndael算法在公开竞争中取胜。高级加密标准是最为广泛应用的对称加密手段。
2008 量子密码网络 DES
使用量子密码保护的光纤网络在维也纳首次展示。
2030未来趋势:量子计算机
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