什么是密码学?(定义、过程和类型)


密码学是研究安全通信技术的学科,它使得只有消息的发送者和预期接收者才能阅读其内容。 “密码学”一词源于希腊词“kryptos”,意思是“隐藏的”。它与加密密切相关,加密是将明文转换为密文,然后在接收时再转换回明文的过程。

此外,密码学还包括微点和融合等技术,用于模糊照片中的信息。古埃及人以在复杂的象形文字中应用类似的技术而闻名,而最早的现代密码之一则归功于罗马皇帝朱利叶斯·凯撒。

您可以在此处逐步学习密码学:密码学教程

加密和解密

在最基本的层面上,密码学包含两个步骤:加密解密。加密过程使用密码来加密明文并将其转换为密文。另一方面,解密使用相同的密码将密文转换为明文。

在传输电子数据时,加密解密电子邮件和其他明文消息是密码学最常见的用途。对称或“秘密密钥”方法是最基本的方法。

使用秘密密钥加密数据,然后将编码的消息和秘密密钥传递给接收者进行解码。那么问题是什么呢?如果被拦截,第三方只需要它就能解码并阅读通信内容。密码学家发明了非对称或“公钥”方案来克服这个问题。在这种情况下,每个用户都有两个密钥:一个公钥和一个私钥。发送者在请求接收者的公钥后,加密消息并将其一起发送。

密码学是如何工作的?一个例子

这是一个关于密码学是如何工作的例子。

  • 假设您想加密一条简单的消息,例如“Hello”。因此,“Hello”是我们的明文(消息)。

  • 现在我们可以使用“凯撒密码”(也称为移位密码)加密消息,这是基本类型的加密之一。

  • 使用这种密码,我们只需将每个字母在字母表中向上或向下移动预定数量的空格。

  • 也就是说,A = D,B = E,C = F,D = G,E = H,F = I,等等。

  • 当我们使用此密码时,我们的明文“Hello”变成密文“Khoor”。

  • 对于外行来说,“Khoor”并不像“Hello”。但是,如果他们知道凯撒的加密方法,即使是最没有经验的密码学家也能轻松破译消息并揭示其内容。

密码学的类型

根据它们加密和解密数据的过程,密码学可以分为不同的类型,例如散列、对称密码学、非对称密码学和密钥交换算法。

1. 散列

散列是一种加密,其中消息被转换为不可读的文本字符串,目的是确认其内容而不是隐藏它。

当文件或软件的发布者提供它们供下载时,这种类型的加密最常用于保护软件和大型文件的传输。原因是计算散列很容易,但找到与所需结果完全匹配的起始输入却非常困难。

2. 对称密码学

对称密码学也许是最经典的密码学类型,也是您最熟悉的类型。这种密码学方法使用单个密钥加密消息,然后在另一端收到后解密。

3. 非对称密码学

与使用单个密钥进行加密和解密的对称密码学相反,非对称密码学使用两个不同的密钥进行加密和解密。

第一个密钥是用于加密消息的公钥,第二个密钥用于解密它们。这种方法是它只能解密从公钥接收到的加密消息。

4. 密钥交换算法

这种类型的密码学对于网络安全领域之外的任何人来说并不特别相关。为了与陌生人安全地交换加密密钥,使用 Diffie-Hellman 等密钥交换算法。

阅读更多:密码学的类型

更新于:2024年10月21日

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