对称与非对称加密：数据加密技术详解

本章节深入探讨了数据加密技术在通信模型中的关键作用，特别是在对称加密算法和公开密钥加密算法的应用。首先，我们回顾了数据加密的历史背景，从中国古代的密码使用到二十世纪初的机械式和电动式密码机，再到电子密码机的发展，展示了密码学技术的演进过程。 数据加密技术的核心概念包括明文、密文、加密函数和解密函数，以及密钥的使用，如对称加密中的EK(P)=C，即通过密钥K进行加密，解密时通过DK(C)=P恢复原始明文。对称加密算法的特点在于使用同一密钥进行加密和解密，而公开密钥加密则利用一对公钥和私钥，确保了更高的安全性。 古典密码学时期，密码学被视为艺术而非科学，算法保密是关键，保密性依赖于算法本身的复杂性。然而，现代密码学（1949-1976年）随着计算机的发展，引入了基于复杂计算的密码体系，如Shannon的通信理论和Kahn的《The Codebreakers》等著作，强调了密钥的重要性，而非算法的秘密性。 进入公钥密码学时代（1976年至今），由Diffie和Hellman提出的公开密钥加密技术标志着一个重大转折点，它允许用户通过公钥进行安全通信，同时只有拥有相应私钥的人才能解密，实现了无需事先共享密钥的加密。此外，章节还介绍了数据加密技术在实际应用中的体现，如数字签名用于验证消息来源的真实性，报文摘要确保数据完整性和防止篡改，SSL和SET协议用于保护网络通信，以及PGP加密系统作为邮件安全的基石。 本章教学目标明确，要求学生理解数据加密的基本概念，掌握对称和公钥加密算法的原理及其在数字签名、报文摘要、SSL/SET协议和PGP系统中的应用。通过对历史和理论的学习，学生将深刻认识到密码学在保护信息安全中的核心地位，以及不同加密方法的优缺点。