密碼學的發展及應用

密碼學的歷史悠久,古時候主要應用於軍事機密的傳送,如“口令”,“暗號”等。在1970年之前,密碼學的應用範疇大部分還是在政府層面,直到標準加密系統-數據加密標準和非對稱加密算法的發明,密碼學才逐步被深入應用在各個領域。

密碼學的發展歷程

密碼學的發展大致可以分爲三個階段:古典密碼學->現代密碼學->公鑰密碼學

  • 1.古典密碼學:這階段的核心密碼學思想主要爲代替和置換。代替就是將明文每個字符替換成另外一種字符產生密文,接收者根據對應的字符替換密文就得到明文了。置換就是將明文的字符順序按照某種規則打亂。

  • 2.現代密碼學:這階段的發展主要是對稱加密算法。對稱加密是發送方使用某種公開的算法使用密鑰對明文進行加密,接收方使用之前發送方給予的密鑰對密文進行解密得到明文。

  • 3.公匙密碼學:這個階段的發展主要是非對稱加密算法。非對稱加密的原理是公鑰加密,私鑰解密。它的實現過程是A通過某種算法產生一對密鑰,分別是公鑰和私鑰,然後將公鑰公開。B想發送信息給A,就使用A的公鑰對明文進行加密產生密文併發送給A。A接收到密文後,用自己的私鑰對密文進行解密,得到明文。

對稱加密解密的示意圖如下:

對稱加密

非對稱加密解密示意圖如下
非對稱加密解密

密碼學的應用和作用

密碼學的應用非常廣泛,可分爲3類

  • 對稱加密算法

  • 非對稱加密算法

  • 哈希散列算法

常見的方法有:Merkle tree 哈希樹算法,橢圓曲線算法,SHA-256算法,Base58編碼。
作用有:通過hash算法快速查找;對明文進行加解密;對信息進行簽名以及驗證;產生數字證書;生成賬戶地址等。

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密碼學

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