在线解剖三大加密算法的今生前世！丨正经情报局03期

想知道我说了什么吗？

什么？不想？不行，不想也得想。

其实这是一段经过凯撒密码加密后的文字，原文是Nice to meet you。

想知道其中的原理吗？不急不急，我先跟你讲讲加密的由来。

早在数千年以前，密码学就已经在战争中崭露头角了。

众所周知，情报作为战事中最大的要素，决定着一场战争的胜负。

在大型战争中，由于部队较多，指挥无法直接对每支部队下达命令，所以常常需要信使来传递重要的军事情报。

可是，你要知道，依靠信使来传递军情并不安全： 一旦信使被敌军抓获，重要的军事情报就完全被敌方知悉了。

届时，敌军可能已经在A城布下重重埋伏，就等着“君入瓮”了。

甚至，一些比较狡猾的敌人还可能篡改军事情报，将“今晚八点进攻A城”改成“今晚八点进攻B城”，并收买信使传递假情报。

等到晚上八点时，甲乙分别进攻A、B城，找不到友军，双方都以为自己被放鸽子了，这样一来，两支部队就完全落入到了敌方的陷阱之中。

那么，要如何防止这种情况发生呢？

能否让信使不被敌人抓获？这个肯定是无法绝对避免的。

那么只好对情报加密，让敌人即使截获了消息，也看不懂里面的内容。

于是，古罗马时期，凯撒大帝想出了第一种众所周知的密码——凯撒密码。

凯撒在他的军事命令中，将每一个字母都进行了位移，以防敌人截获他的军事情报。

原理就像下图这样，A变成C，B变成D，每个字母都向右位移2个单位：

假设原文是“jin gong A cheng” ，位移后就会变成“lkp iqpi C ejgpi”。

之后把加密过后的消息交给信使去传递，这样，即使敌人截获了该密文，拿到的也是一堆看不懂的文字。

而成功拿到密文的友军，再通过把密文的每个字母左移2个单位，就能得到真实的信息，这个过程，就称之为解密。

不过呢，这种加密方法也并不是一定保险的。

在800年后，一位名为AI-Kindi的阿拉伯数学家破解了凯撒密码。

如果你扫描任何一部英文书的文字，然后计算出每个字母所使用的频率，你会发现惊人的秘密，那就是在英语文字中，使用频率最高的字母永远是e。

——Al-Kindi

所以，如果截获了情报的敌人比较聪明，发现这份疑似乱码的情报中，出现频率最高的字母是 g ，与 e 相差了两个字母，猜测这份情报的加密位移量可能是 2 ，略作尝试，密码就被破解了。

当然，这种办法在文本较少情况下不适用。

不过敌人可以把每一种位移都试一试，终究可以试出正确答案。

于是恺撒密码就被破解了。

不过一种加密方法被破解，就会有新的加密方法诞生。

密码学一直在发展，期间有许多千奇百怪的加密方法，这里不做太多描述，下期我再一一盘点。

在计算机出现以后，传统的密码学发生了翻天覆地的变化。在计算机面前，此前的加密方法的安全系数已经不够，于是，更高级的加密算法应运而生。

在如今的信息安全领域，常见的加密算法可以分成三类，对称加密算法，非对称加密算法以及Hash算法。

[ 对称加密算法 ]

对称加密算法是指，加密过程与解密过程使用的是相同的密钥，即加密和解密的密钥是“对称”的。

发送方使用密钥将明文数据加密成密文，然后发送出去，接收方收到密文后，使用同一个密钥将密文解密成明文读取。

这就好比如，一个上了锁的保险箱里放物品，放入时需要用钥匙打开；取出时，还需要用相同的钥匙开锁。

对称加密算法是目前使用最广泛的加密算法之一，因为它的算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

然而，由于通信双方用到的是同一个密钥，如果其中一方的密钥遭泄露，那么整个通信就会被破解。

此外，每个用户与其他用户使用对称加密算法时，都需要使用仅限双方知道的唯一密钥，随着每个用户通信对象的增加，用户所拥有的密钥数量呈几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。

[ 非对称加密算法 ]

与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥——公钥 ( Public key ) 和私钥 ( Private key ) 。

公钥和私钥是一对， 如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密 ，就算你截获了该公钥，也无法解密。

非对称加密的公钥是公开的，而私钥是自己保存的，在通讯前不需要先同步私钥， 避免了在同步私钥过程中被黑客盗取信息的风险 。

所以，非对称加密与对称加密相比，其安全性更好。

但是，非对称加密的缺点是加解密速度要远远慢于对称加密，在某些极端情况下，甚至能慢上1000倍，所以只适合对少量数据进行加密。

[ Hash算法 ]

Hash算法也是非常常见的加密算法之一。

它和前两种加密算法最大的区别是，它不是用来做数据传输，而是 对数据是否被篡改加以验证，防止不法分子篡改数据 。

它的特点是只能进行加密，而不能解密，而且无论原数据多长都会变成固定长度的字符串；

此外，原数据哪怕只被改动一点点，其哈希值的变动也会非常大。

可见，100000 通过MD5（Hash算法的一种）进行加密，所输出的密文与 100001 的密文天差地别。

最重要的是，对于不同的输入，理论上会生成不同的输出，不会出现不同的输入，密文却是一样的情况。

所以，Hash算法用来验证原信息的完整性和来源的可靠性，而加密解密还是需要使用对称加密算法或者非对称加密算法。

听了这么多，相信你对加密学也有了一定了解了吧，北卡科技将持续为您科普这些小知识哦~