密碼學1 - 概念與術語

一、背景與相關人物

在研究密碼學中,通常會涉及到三個人物,Alice、Bob和Eve,其中Alice和Bob相互發送消息,而Eve則企圖獲取Alice和Bob之間的交談內容。Alice和Bob面臨的問題是,Eve不僅很聰明,而且很有毅力,一旦他們使用某種加密方法後,Eve要破解(break)這種加密法只是時間的問題。也就是說,Eve可以不用祕鑰來還原明文,或者說從密文還原祕鑰,於是Alice和Bob就不得不使用更加先進的加密方法來加密明文。

二、相關術語

密碼術(cryptology)是構建和分析不同加密一解密方法的科學(某種程序上也可以說是藝術)。該科學實際上是包含兩部分。密碼學(cryptography)是構建功能更強大、更有效的新的加密-解密方法的科學。密碼分析學(cryptanalysis)則是發現已有加密法的弱點,以便不用密鑰就能還原成明文的科學。

首先必須區分的是編碼法(code)和加密法(cipher)這兩個術語。因爲有時會錯誤地用它們來描述同一過程。這兩者都是用來加密信息的方法,但它們是以完全不同的方式進行的。編碼法就是用字、短語或數字來替代明文。例如,“bomb”可能在消息中以數字“1508”的形式出現。從碼文(codetext)還原明文不存在算法或密鑰。生成碼文或還原明文需要一本編碼簿(codebook),它列出了所有數字(或替代字符)和與之相對應的明文字、短語或字母。加密法則是使用算法或密鑰來加密信息。

 除編碼法和加密法外,加密信息的另一種方式是夾帶加密法(steganography)。該方法是將密文進行隱藏的方式來加密信息的。例如,密文可能夾帶在一幅圖畫或其他消息中。使用不可視墨水是夾帶加密法的另一種方式。

與其他大多數技術一樣,加密系統的評估最終也要落到經濟因素上來。一個加密法不必光爲了安全而“牢不可破”(而且,它未必就是牢不可破的)。如果獲得信息的代價比破解加密的代價更小,就可以稱該數據是安全的。或者,如果破解加密需要的時間比信息的有用週期更長,該數據也是安全的。因此,任何加密法的最終安全性是基於這樣一個原理:付出大於回報。 

三、重要術語總結

重要術語解釋
愷撤加密法 一種簡單移位加密法,明文中的每個字母被其後的n個字母替換。
加密法 基於使用密鑰的某種算法,將消息打亂。
密文 一個被打亂的消息。
編碼法 通過用字、短語或數字替換明文來打亂信息的一種方法。
密碼分析法 破解編碼和加密的一門藝術與科學。
解密 還原被打亂消息的過程。
加密 打亂消息的過程。
單碼加密法 具有固定替換模式的加密法,即明文的每個字母就由密文的一個字母替代。
明文 可讀的消息。
多碼加密法 一種加密法,其替換模式是,可以用多個字母來替代同一個明文字母。
夾帶法 通過隱藏消息的存在來隱藏消息的方法。替換加密法用一個字符替換另一個字符的方法。換位加密法重新排列明文中字母位置的加密法。
替換加密法 用一個字符替換另一個字符的方法。
換位加密法 重新排列明文中字母位置的加密法。
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