请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
客户端

培养兴趣之课堂三(上篇):揭秘“神秘”的密码学

所在版块: 专栏作家 2018-01-16 23:49   [复制链接] 查看: 2705|回复: 292
本帖最后由 小金子 于 2018-1-17 00:31 编辑

作者简介-新.png

引言:在说到密码学时,一般人都会觉得很高深且神秘,而这个神秘的密码学作为区块链的重要组成部分,确保区块链的正常发展。那到底什么是密码学呢?本节课的上篇首先介绍密码学的历史及一些简单的密码学例子(例如摩斯密码等),培养读者对密码学的兴趣。


密码学,作为研究如何隐秘地传递信息的学科,其首要目的并不是隐藏信息的存在,而是隐藏信息的含义。电视剧《潜伏》,由同名小说改编而成,相信应该有很多读者看过,主要是讲述男主潜伏在军统处地下党的故事。

图片1.jpg

图1 《潜伏》剧照(来源于百度图片)

说到军统、地下党,读者们肯定都会想到秘密、卧底。作为从事秘密侦探工作的人员,必须懂得隐藏自己的身份,除此之外,另外一个技能也是必须的,那就是安全的传递情报,让自己的伙伴知道消息。但是,很多时候,需要传递的消息并不能很好隐藏,消息在其他人发现后就会暴露。这个时候就需要隐藏这些消息的含义,其他人即使发现或者得到消息,也无法获得其真正的含义,这就是密码学的作用所在。

本节课首先对密码学的发展史进行介绍,然后再讲解一些密码学实例,比如刚说到的《潜伏》中用到的摩斯密码。

(一)密码学发展史

据历史资料表明,密码系统是在实践中逐步被发明。密码学技术源远流长,大约在公元前400年就出现了加密方法,一直到现在的现代密码,密码学大约分了三个阶段。

图2.png

图2 密码学发展史

下面作者君依次对这三个阶段进行介绍:

1、第一阶段(1949年之前)

这个阶段有的书籍上将其分为古代加密方法和古典密码。古代加密方法大约是起源于公元前400年,即图2中所示的塞塔式密码。把长条纸螺旋形地斜绕在一个多棱棒上,将文字沿棒的水平方向从左到右书写,写一个字旋转一下,写完一行再另起一行从左到右写,直到写完,这样写下来的文字就是想要表达的含义。从棒上解下来后,纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解,这就是密文,但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后,就能看到原始的消息。

我国古代也有将要表达的真正意思隐藏在诗文的记载,例如藏头诗、藏尾诗、扎小孔等,一般人看到这些诗时,只会注意这些诗表达的意境,而未发现诗中的话外之音。例如在《水浒传》中,吴用为逼卢俊义上梁山而占的四句卦歌:“芦花丛中一扁舟,俊杰俄从此地游。义士若能知此理,反躬难逃可无忧。”。将卦歌每句的首字提出,就是“卢俊义反”四字,最终将卢俊义逼上梁山。(若读者对这段故事情节感兴趣,可以自行去查询。)

当时的密码学还不是科学,而是艺术。古典密码的加密方法一般是文字置换,使用手工或机械变换的方式实现。古典密码系统已经初步体现出近代密码系统的雏形,它比古代加密方法复杂,其变化较小。例如一些经典的古典密码,例如凯撒密码、维吉尼亚等。

2、第二阶段(1949年~1975年)

美国在1942年制造出了世界上第一台计算机,计算机使得基于复杂计算的密码成为可能,快速电子计算机和现代数学方法一方面为加密技术提供了新的概念和工具,另一方面也给破译者提供了有力武器。计算机和电子学时代的到来给密码设计者带来了前所未有的自由,他们可以轻易地摆脱原先用铅笔和纸进行手工设计时易犯的错误,也不用再面对用电子机械方式实现的密码机的高额费用。

1949年Shannon发表了《保密系统的信息理论》,信息论为对称密码系统建立了理论基础,从此密码学成为一门科学。与此同时,《破译者》的出版和美国数据加密标准DES(对称加密算法)的实施,标志着密码学的理论与技术划时代的巨大变革,揭示了近代密码学的开始。

3、第三阶段(1975年至今)

第三阶段,即现代密码学。从七十年代中期开始,密码学才真正开始蓬勃发展。1976年美国密码学家Diffie和Hellman在“密码学的新方向”这篇文中提出了不仅加密算法本身可以公开,甚至加密用的密钥也可以公开。1978年RSA公钥密码体制(非对称加密算法)的出现,成为公钥密码的杰出代表,并成为事实标准,在密码学上是一个里程碑。

现代密码学除了信息保密外,还有另一方面的要求,即能抵抗对手的主动攻击。所谓主动攻击指的是攻击者在信息通道中加入伪造的消息,以骗取接收者信任。主动攻击还可能窜改信息,也可能冒名顶替,这就产生了现代密码学中的认证体制。所谓认证体制,其目的就是保证用户收到一个信息时能验证消息是否来自合法的发送者,同时还能验证该信息是否被窜改。在许多场合中,如电子汇款,能对抗主动攻击的认证体制甚至比信息保密更加重要。


(二)密码学实例

上面介绍的就是密码学的发展史,由于篇幅限制,更加详细的内容就不赘述,如果读者对其中内容感兴趣,可以查询相应的资料或者咨询作者君,作者君可以对读者感兴趣的地方进行详细的讲解。现在作者君为读者们介绍一些密码学示例。

文章开头说到的电视剧《潜伏》,里面就使用到了摩斯密码,摩斯密码又称为摩尔斯电码,是一种时通时断的信号代码,通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。它不同于现代只使用0和1两种状态的二进制代码,它的代码包括五种:点、划、点和划之间的停顿、每个词之间中等的停顿以及句子之间长的停顿。摩斯密码表如图3所示,短促的点信号“·”,读“滴”;保持一定时间的长信号“—”,读“嗒”。间隔时间:滴=1t,嗒=3t,滴嗒间=1t,字符间=3t,单词间=7t。例如“···  — — —  ···”是国际求救信号SOS的摩斯密码。

图3.png
表3 摩斯密码表

在《潜伏》中男主通过无线电接收到摩斯密码后,会译成相应的数字。相信看过这部片子的人应该知道,男主在获得这些数字后再通过相应的书解出这个电报想表达的含义。其他人就算获得了这些摩斯密码,也必须知道准确的书籍才可以解出明文。

现实生活中,也有一些这样的例子。曾经有个男生向女士表白后,女生回复了一串字符,这串字符是(其中*表示点,-表示划,也就是长信号,/表示间隔):

****-/*----/----*/****-/****-/*----/---**/*----/****-/*----/-****/***--/****-/*----/----*/**---/-****/**---/**---/***--/--***/****-/

那个女生跟那个男生说,如果他能够解出这串字符的原文,她就答应跟他约会,而她给出的唯一的提示就是这串字符经过了五层加密。

对于这串字符感兴趣的读者可以解一下,其中用到了摩斯密码、栅栏密码等,如果有什么疑问可以咨询作者君。


以上就是本节课上篇的内容,由于篇幅限制,只是概述了密码学的发展史。若读者有任何问题或者疑问,欢迎大家指正。

下篇将介绍现代密码学中基础概念和算法,例如对称加密、非对称加密和hash算法等,让读者对现代密码学有大致的认识。在读者对密码学有基础的了解后,第四节课作者君会介绍密码学与区块链之间的关系,其中会涉及到私钥、公钥和地址之间的联系、钱包哪些信息可以公开等等内容。如果读者有什么疑问或者希望作者君重点讲解哪些内容,可以留言提出,作者君会积极采纳各位的意见。


附言:智能掌控未来,铂链链接世界。你我一起,携手铂链,推动人能智能行业发展。若有想法交流或者对作者君有意见,欢迎加入文案组QQ交流群:310492335。


回复

使用道具 举报

XWTZLC

发表于 2018-1-20 23:00:08 | 显示全部楼层
谢谢分享
回复

使用道具 举报

hxy1785

发表于 2018-1-21 09:31:31 | 显示全部楼层
智能掌控未来,铂链链接世界。你我一起,携手铂链
回复

使用道具 举报

zhang1

发表于 2018-1-21 10:55:11 | 显示全部楼层

支持铂链
回复

使用道具 举报

hh13767620803

发表于 2018-1-21 11:40:09 | 显示全部楼层
支持铂链
回复

使用道具 举报

dk5533

发表于 2018-1-21 14:44:17 | 显示全部楼层

支持铂链
回复

使用道具 举报

kinggao

发表于 2018-1-21 15:23:57 | 显示全部楼层
支持铂链!
大家天天快乐
回复

使用道具 举报

ADADHS

发表于 2018-1-21 21:11:58 | 显示全部楼层
谢谢分享
回复

使用道具 举报

小金子

 楼主| 发表于 2018-1-24 10:13:56 | 显示全部楼层

谢谢支持,有疑惑的地方可以咨询我~
回复

使用道具 举报

Jalins

发表于 2018-1-24 10:30:32 | 显示全部楼层
支持铂链!
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

扫描关注微信公众号及微博

Archiver|手机版|小黑屋|铂链BOTTOS社区 | 国内领先的区块链公益社区

GMT+8, 2018-5-23 13:07 , Processed in 0.101670 second(s), 34 queries .

铂链BOTTOS社区 | 国内领先的区块链公益社区

© 2017 bottos

快速回复 返回列表