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[sscoin] 密码学极速入门

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关于密码学的内在原理,一直被认为是少数专家或数学家才能涉足的领域,其中的技术细节在大多数人看来就像变魔术一样。考虑到现代密码学的复杂程度,我们可以理解为什么很多人对密码学存在这些误解;但不了解密码学,可能会做出很多弊大于利的决定,比如英国的加密禁令提案(Encryption Ban),澳大利亚的援助和访问法案(Assistance and Access Bill)等。

在本篇指南中,我们会帮助大家掌握学习密码学所需的入门知识、对不同密码学体系的发展历程进行简介,并对当前三个最流行的密码学领域——流密码、分组密码、公钥密码,进行快速上手指导。

密码(Ciphers)

“密码”(Cipher)指的是对消息进行加密或解密的算法,也是密码学的基石。加密算法 (E) 使用密钥 (k) 对消息 (m) 进行加密,并生成密文 (c);类似地,解密算法 (D) 使用密钥 (k) ,对密文 (c) 进行解密。如下列所示:

-加密算法 'E' 及解密算法 'D' -

上述过程也意味着,一种算法要想被称为“密码”(算法),还必须满足以下的一致性方程特性,确保密文可以被解密。

式子表明着如果你使用密钥 K 对消息进行加密,也能使用密钥 K 对密文进行解密,并得到与原来消息一摸一样的输出。

其中一种最古老、最简单的密码就是凯撒密码(Caesar Cipher)——直接从字母表中选取特定位置,替换掉原消息中的字符。

-凯撒密码出现于公元 50 年,凯撒大帝使用字母表跳三位的字来替换原来的消息内容,用于军事通讯-

下面的例子就是经过后三位字符替换过后的密文形式(上面一行为原文,下面一行为密文):

凯撒密码可以用下列式子表示:

虽然这种做法符合我们对密码的定义,但是它非常不安全。只要攻击者知道密文是以这种方式加密,就能通过尝试另外 25 种组合进行破译;即使攻击者不知道密文使用了凯撒密码,他们也能够观察到密文中的规律进行破译。

虽然这种做法符合我们对密码的定义,但是它非常不安全。只要攻击者知道密文是以这种方式加密,就能通过尝试另外 25 种组合进行破译;即使攻击者不知道密文使用了凯撒密码,他们也能够观察到密文中的规律进行破译。

在进一步介绍更安全的加密算法之前,我们得先聊聊什么是 Xor 运算。

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