2.10　小结

纵观密码学的发展史，它的发展共经历了三个发展阶段，分别是手工加密阶段、机械加密阶段和计算机加密阶段。手工加密阶段最为漫长，期间孕育了古典密码，为后期密码学的发展奠定了基础。机械工业革命发展的同时促进着各种科学技术的进步，密码学也不例外。加之两次世界大战，更加促进了密码学的飞速发展，密码学由此进入现代密码学阶段。但尽管如此，在这一阶段的密码学仍旧未能摆脱古典密码学的影子，加密与解密操作均有赖于语言学的支持，转轮密码机Enigma的发明与破解更是将这一特点发挥到了极致。随着数据理论逐步介入，密码学逐渐成为一门学科，而非一门艺术。进入计算机加密阶段后，密码学应用不再局限于军事、政治和外交领域，逐步扩大到商务、金融和社会的其他领域。密码学的研究和应用已大规模扩展到了民用方面。

密码学主要包含两个分支：密码编码学和密码分析学。密码编码学针对于信息如何隐藏；密码分析学针对于信息如何破译。编码学与分析学相互影响，共同促进密码学的发展。

古典密码是现代密码的基础，移位和替代是古典密码最常用、最核心的两种加密技巧。由此，古典密码主要分为移位密码和替代密码。例如，凯撒密码就是替代密码的典范。替代密码其分支众多，包含单表替代密码、同音替代密码、多表替代密码和多字母替代密码。移位和替代技巧仍是现代密码学最常用的两种加密手段。

基于柯克霍夫原则，对密码算法公开，对密钥保密。密码算法公开有助于提高算法的安全性，避免算法自身的漏洞，如算法的设计者为算法留有后门等。

从密码体制上划分，现代密码学共分为两种密码体制：对称密码体制和非对称密码体制。对称与非对称的差别源于加密密钥和解密密钥是否对称，即加密密钥与解密密钥是否相同（对称）。

在对称密码体制中，加密与解密操作使用相同的密钥，我们把这个密钥称为秘密密钥。DES、AES算法都是常用的对称密码算法。流密码和分组密码都属于对称密码体制。流密码实现简单，对环境要求低，适用于手机平台的加密，广泛应用于军事、外交领域。RC4算法就是典型的流密码算法。流密码的理论、算法受限于国家安全因素未能公布。分组密码在这一点上与流密码恰恰相反，其理论、算法公开，分类众多。DES、AES算法等主要的对称密码算法均属于分组密码。分组密码共有五种工作模式：电子密码本模式（ECB）、密文链接模式（CBC）、密文反馈模式（CFB）、输出反馈模式（OFB）、计数器模式（CTR）。分组密码会产生短块，关于短块的处理方法有填充法、流密码加密法、密文挪用技术。

在非对称密码体制中，加密与解密操作使用不同的密钥。对外公开的密钥，称为公钥；对外保密的密钥，称为私钥。用公钥加密的数据，只能用私钥解密；反之，用私钥加密的数据，只能用公钥解密。RSA算法是常用的非对称密码算法。非对称密码体制同时支持数字签名技术，如RSA、DSA都是常用的数字签名算法。

散列函数可以有效地确保数据完整性，被作为消息认证技术。常用的散列函数算法有MD5、SHA、MAC。散列函数也是数字签名技术中最重要的技术环节。数字签名离不开非对称密码体制，其私钥用于签名，公钥用于验证。基于数字签名的不可伪造性，数字签名技术成为五类安全服务中数据完整性服务、认证性服务和抗否认性服务的核心技术。通信双方只有一方提供数字签名的认证方式称为单向认证，通信双方都提供数字签名的认证方式称为双向认证。一般网银系统多采用单向认证方式，而要求较高的网银交易则都采用双向认证方式。密码学在不断地向前发展，只不过它的发展通常是以其密码算法的破解而引发，以更高安全系数算法的诞生而告一段落，密码学的明天将无可限量。