加密技術如何支持電子商務、雲計算和區塊鏈
法國戰爭和電子商務有什麼共同之處？無論信不信，答案都是密碼學。密碼學是數字世界的基石，但它也有着悠久的歷史，早於數字時代。
大多數人都沒有意識到密碼學是我們現代社會的基本要素。它的核心密碼技術是訪問數據，並控制誰能看到和使用數據。
它不僅是智能手機等日常技術的重要組成部分，而且還支持一些最熱門的創新，如區塊鏈和雲 - 從而塑造了我們所知道的世界。
因此，讓我們給予密碼學應有的信譽，並花時間瞭解它是如何工作的 - 至少是基礎知識！
一段極其簡短的歷史:從法國戰爭到第二次世界大戰
密碼學已經存在了數千年。最早記錄的密碼學用途之一是（據稱）由朱利葉斯凱撒（Julius Caesar）。大約2000年前，他使用Caesar Cipher發送加密的軍事信息。
密碼是替代密碼，其中原始消息中的每個字母被替換爲對應於在字母表中向上或向下移動的特定數量的字母。只有那些帶有密鑰的人 - 在這種情況下是字母表移位的數字 - 才能解碼消息。例如，如果密鑰是3，則A = D，B = E，C = F，依此類推。
密碼學的發展是漸進的，但是很重要。它開始於簡單的替換密碼，如Caesar，或排列密碼（您可以簡單地重新排序字母，例如“hello”變爲“lehlo”）。但是隨着時間的推移，密碼學被廣泛使用和理解，密碼自然變得更加複雜。快進到今天，密碼學是一個強大的領域，擁有許多工業參與者，現代應用程序和工具。
大多數人都聽說過20世紀早期到中期用於保護外交和軍事通信著名的Enigma機，最著名的是德國人在第二次世界大戰中使用的機器。
Enigma機器使用由26個字符的輪子佈線定義的替換。每個字母都用不同的替換加密，因爲輪子總是轉動。這就是爲什麼謎機難以打破的原因。
改變世界的密碼學
在20世紀70年代中期，密碼學的一個重大發展改變了一切：公鑰密碼學。在此開發之前，過去如果Bob將消息加密到Alice，他用來保護該消息的密鑰與Alice用來解密消息的密鑰相同。這稱爲對稱密鑰算法。
但是，公鑰加密使用非對稱密鑰算法。在這些系統中，Bob可以使用公鑰來加密給Alice的消息，但Alice會使用不同的私鑰來解密它。
這增加了一個新的安全層，因爲只有Alice才能解密消息，因爲她是唯一擁有私鑰的人。這就是使在線購物成爲可能的原因。信用卡詳細信息使用公鑰加密，然後只有零售商具有私鑰才能解密這些詳細信息以完成交易。
區塊鏈和雲計算，密碼學的下一個前沿
電子商務只是密碼學對我們數字世界的衆多重要貢獻之一。隨着密碼學的不斷髮展，隨着新技術的出現，研究人員和技術人員不斷髮現新的方法來實現它。以區塊鏈爲例。
幾乎每個人都聽說過區塊鏈，但不是每個人都理解它。總而言之，區塊鏈本質上是一個填充的共享數據庫。區塊鏈技術提供了一種安全，有效的方法來創建防篡改的活動日誌。最廣爲人知的區塊鏈應用是比特幣和其他加密貨幣。
密碼術有兩種使用方式。第一種是通過一種叫做密碼哈希函數的算法。
使用數據庫的哈希鏈確保保留事務的順序。因此，區塊鏈創建了類似於財務中稱爲分類賬的東西。但與一家銀行的集中分類賬不同，區塊鏈分類賬分佈在許多計算機上，每臺計算機都有相同的分類賬視圖。這就是人們經常看到被稱爲“分佈式賬本”的區塊鏈的原因。
在比特幣協議中還使用散列函數來確保每個人對分類帳的視圖是相同的。這是通過一個名爲“挖掘”的過程來完成的。比特幣礦工搜索滿足特定屬性的哈希值，因爲他們花費精力（能量）爲連續的哈希值執行此操作，反轉分類帳並更改它的努力變得令人望而卻步。
這是確保每個人的觀點相同的非常低效的方法（在能量消耗方面），並且其他類型的區塊鏈採用不同的方法來解決該問題以減少對地球能源的消耗。
在這種情況下使用第二種加密方法是創建數字簽名，用於提供身份驗證、數據完整性和不可否認性。通過將用戶的私鑰與他或她希望簽名的數據組合來生成數字簽名。數據簽名後，可以使用相應的公鑰來驗證簽名是否有效。
這些數字簽名用於確保區塊鏈上的數據有效。在比特幣中，數字簽名用於確保從一個比特幣錢包轉移到另一個比特幣的正確數量。例如，數字簽名確保Alice將價值從她的比特幣錢包中轉出，而不是從鮑勃的錢包中轉出。
我知道這可能聽起來很複雜，但最後一點是：如果沒有加密技術，區塊鏈和加密貨幣將無法實現。
雲
另一種無法在沒有加密技術的情況下發展的技術就是雲。雲可以在沒有加密的情況下存在，但不能以安全的方式存在。正如我們在過去幾年中所看到的，雲計算爲公司提供了大量的好處，但是存在一系列新的安全問題，包括登錄、保證憑證安全、保護雲中的數據等等， 這個列表還在繼續。這就是密碼學發揮作用的地方。
密碼學確保存儲在雲中的憑據和數據是加密的，因此沒有人可以在沒有密鑰的情況下獲得它們。即使有人能夠獲得您的憑據，如果數據被正確加密，網絡犯罪分子也無法在沒有密鑰的情況下訪問您的數據。因此，保護鑰匙本身也非常重要。
由於需要在雲中加密更多數據，因此正在開發新技術以確保長期有效且可持續。例如，加密搜索已成爲一項重要的開發，因爲這使您可以在雲上搜索數據，同時保持加密。
如果沒有這個，除非數據以未加密的形式保存，否則幾乎不可能通過存儲在雲中的所有數據而不暴露所有數據並使其處於危險之中。這會產生安全風險。
另一項改進雲安全性的新興技術是多方計算（MPC），它爲兩方或多方提供了一種方法，可以在保持輸入私有的同時，共同計算輸入功能。
這種方式的工作方式是，如果雙方想要計算數據X上的函數，那麼一方持有一些數據（比如Y）而另一方持有一些其他數據（比如說Z），這樣如果你知道Y和Z就可以了恢復X，但如果你只知道Y那麼你對X一無所知。
這是一種加密形式，可以將Y視爲密鑰，將Z視爲密文（反之亦然）。然後，使用這種特殊形式的加密，雙方可以在所有X上計算一個函數，而不會向另一方顯示它們持有的值。因此，如果數據已經通過這種形式的“加密”加密，則MPC允許人們計算加密數據，這通常稱爲祕密共享。
隨着雲採用率的不斷提高，每個人都必須繼續快速採用這些技術。隨着技術的進步，我們將看到在雲環境中部署更復雜的加密概念。
可能性是無限的
密碼學的未來應用是無限的，特別是當你考慮MPC的可能性時。想想如果將機器學習和MPC結合在醫療領域可以做些什麼。想要高級基因組學的人可以使用MPC處理數據並進行實驗，而不會影響隱私。這只是衆多可能情景中的一種！
我們的世界比以往任何時候都更快地前進，很容易忽視技術的基本要素，使我們能夠以我們的方式生活。密碼學從用於與軍隊溝通的技術變成了現代世界的基石之一。
當技術觸及當今每個人的生活時，我相信每個人都必須理解允許技術運作的基本概念，並且認識到密碼學有可能將我們推向新的高度，甚至還沒想到。