密碼學 - 歷史

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密碼學允許我們透過使用演算法和金鑰加密和傳輸“訊息”到相應的接收者，從而安全地參與數字世界。這種加密用於數字簽名、資料隱私、線上交易和其他目的。它透過維護數字信任來幫助我們認證個人和裝置。

這一切是如何開始的？

“密碼學”一詞源於希臘語 kryptos，意為隱藏，和 graphien，意為書寫。這種“隱藏的書寫”已經發展了數千年。

推動密碼學發展的是與之息息相關的東西。人們解讀加密訊息的能力越強，密碼學就越需要相應地進步。

因此，在本章中，我們將把密碼學劃分為不同的部分，例如：

• 早期密碼學

• 20 世紀的密碼學

• 密碼分析

• 密碼學的未來

讓我們在下面的部分中逐一檢視每個部分：

早期密碼學

密碼學的歷史非常悠久，甚至可以追溯到古代文明，例如古埃及和拜占庭帝國。人們使用隱藏符號中的資訊或特殊程式碼等簡單方法來保護資訊安全。這對需要傳送機密資訊的統治者、宗教領袖和軍事將領來說非常重要。

隨著時間的推移，特別是在古典時代和中世紀，密碼學變得更加先進。拜占庭帝國使用了同音替換密碼等複雜技術，而伊斯蘭黃金時代的學者則想出了一些非常巧妙的方法來分析加密訊息。

在中世紀的歐洲，加密在外交和政治中發揮了重要作用。統治者和有權勢的人物依靠秘密程式碼來保護重要資訊。他們使用了諸如 Scytale 之類的工具，這是一種特殊的圓柱形裝置，用於安全地傳送訊息。

縱觀歷史，密碼學不斷發展。像約翰內斯·特里特米烏斯這樣的人撰寫了書籍，幫助改進了一些非常酷的密碼學方法。在中世紀，密碼學家變得擅長破解密碼，這對於在衝突和政治利益時期收集情報至關重要。

總的來說，密碼學一直都是關於保護資訊安全，無論是在古代還是在中世紀。它幫助統治者和外交官在一個充滿不確定性和危險的世界中秘密且安全地進行溝通。

20 世紀的密碼學

在第二次世界大戰期間，密碼學在確保資料安全和獲得戰略優勢方面發揮了至關重要的作用。在第一次世界大戰期間，雙方都使用了一些複雜的程式碼來隱藏他們的通訊。例如，英國破解了名為 ADFGVX 密碼的德軍密碼，並攔截了重要的資訊，例如齊默爾曼電報，這幫助美國決定參戰。

在第二次世界大戰期間，密碼技術的應用有所增加。德國人使用了一種稱為 Enigma 的加密裝置，盟軍，特別是英國布萊切利公園的團隊，做出了巨大的努力來破譯這些線索。Enigma 加密對盟軍的關鍵勝利至關重要，並使戰爭迅速結束。

第二次世界大戰後，密碼學領域取得了顯著發展。在冷戰時期，惠特菲爾德·迪菲和馬丁·赫爾曼等思想家創造了像公鑰密碼學這樣的創新技術，使安全通訊無需共享私鑰即可實現。

在當今技術先進的世界中，密碼學變得更加重要，尤其是在網際網路上。它在保障我們的線上交易、保護個人資訊和維護數字隱私標準方面發揮著重要作用。

密碼分析

密碼分析是破解程式碼和密碼的過程。縱觀歷史，密碼分析在戰爭和間諜活動中發揮了重要作用。在第二次世界大戰期間，盟軍能夠破解德國的 Enigma 機器，這在戰爭中發揮了重要作用。如今，密碼分析主要用於安全測試和調查。

歷史視角（公元前 3000 年至今）

密碼分析，即破解密碼和破譯加密訊息的藝術，擁有悠久而傳奇的歷史，可以追溯到古代文明。縱觀歷史，密碼分析師使用了各種技術來破譯隱藏的密碼並揭示隱藏的訊息。最早的密碼分析案例之一可以追溯到古埃及，當時抄寫員使用頻率分析來破譯象形文字。在中世紀，密碼分析師在處理外交和軍事談判中的秘密訊息方面發揮了重要作用。著名的密碼分析人物包括伊斯蘭黃金時代的阿爾·肯迪，以及二戰期間在英國布萊切利公園的破譯員，他們能夠解密德國 Enigma 機器的訊息。這些密碼分析的發展具有歷史背景，極大地影響了事件和軍事結果。

技術和方法（公元前 3000 年至今）

密碼分析包括幾種用於解密加密訊息的方法和技術。一種基本技術是頻率分析，它涉及分析加密訊息中字元或符號的頻率，以識別模式並評估潛在的清晰度。其他一些技術和暴力破解攻擊，其中所有可能的金鑰都按系統地檢查，直到找到完全匹配的密文對為止。縱觀歷史，密碼分析師開發和完善了這些技術，通常使用數學、計算和密碼學方面的改進來破解日益複雜的程式碼和密碼。

在現代密碼學中的作用（1945 年至今）

透過發現密碼系統和協議中的漏洞，密碼分析繼續在現代密碼學中發揮重要作用。隨著密碼技術的不斷發展和變得越來越複雜，密碼學家孜孜不倦地識別漏洞並開發利用這些漏洞的攻擊。密碼學和密碼分析之間的這種貓捉老鼠的遊戲會創新並告知密碼演算法及其協議的改進，最終導致更強大、更安全的系統。在二戰後，密碼分析幫助開發了 DES 和 RSA 等加密系統，並繼續塑造現代密碼學標準和最佳實踐的發展。

密碼學的未來

量子密碼學（2000 年至今）

量子密碼學利用量子力學的原理，使得通訊理論上無法被破解。量子計算機對密碼學的潛在影響在於其能夠成功解決許多傳統密碼演算法（例如大整數分解和離散對數）所依賴的數學問題。為了減輕這種風險，研究人員正在積極開發能夠抵抗來自經典和量子計算機的量子不可區分攻擊的密碼演算法。這些努力旨在確保在量子計算機時代數字通訊的安全。

區塊鏈和加密貨幣 (2008−至今)

區塊鏈技術嚴重依賴於密碼學來確保去中心化網路中交易的安全性和完整性。密碼學用於建立數字簽名、雜湊函式和密碼難題，防止未經授權訪問和篡改區塊鏈資料。在加密貨幣領域，密碼學技術用於保護數字錢包、驗證交易，並在區塊鏈上維護不可變的交易記錄及其透明特性。與密碼學技術相結合，它為安全且無需信任的交易提供了一個強大的框架，無需中間機構。

後量子密碼學 (2010−至今)

後量子密碼學指的是旨在抵抗經典量子計算機攻擊的密碼演算法和協議。量子計算機的出現威脅到傳統密碼方案的安全性，因此需要新的密碼學原語來抵禦量子攻擊。後量子密碼學包括基於格的密碼學、基於程式碼的密碼學和基於雜湊的密碼學。該領域正在進行研究和開發工作，目標是識別能夠抵禦量子計算能力的抗量子密碼演算法，並確保數字通訊和資訊系統在很長一段時間內保持安全。

隱私和安全挑戰 (2000−至今)

數字時代帶來了許多隱私和安全挑戰，包括資料洩露、身份盜竊和監控。密碼學在應對這些挑戰方面發揮著重要作用，它提供了加密敏感資料、驗證使用者、確保隱私和通訊完整性的方法。但人工智慧、大規模資料分析和物聯網等新技術被證明對隱私和安全構成了新的威脅。資料保護法規的引入、網路威脅的增多等議題突顯了使用密碼學保護個人隱私的重要性，並強調了在數字時代保護敏感資訊的重要性。