古典密码学：从起源到替换与置换技术

"古典密码总结-计算机密码学" 本文将对古典密码进行总结，探讨密码学的基本概念、起源和发展，并重点介绍两种古典加密技术：代替密码和置换密码。密码学自古以来就与信息安全密切相关，它旨在保护信息的机密性、完整性和提供认证等安全服务。 信息安全的核心在于保护数据免受被动攻击和主动攻击，如窃听、篡改。古典密码学是密码学的早期阶段，其安全性主要依赖于算法的保密性。在这一时期，数据加密主要应用于军事、外交和情报交流，其中隐写术是一种通过隐藏信息存在来保护消息的方法。 密码学的起源可以追溯到公元前，最早的记录包括古罗马的凯撒密码，这是一种简单的代替密码，通过字母表的固定位移实现加密。随着时间的推移，密码学逐渐从手工阶段过渡到机械阶段，出现了各种密码机，如二战期间著名的恩尼格玛密码机。 在古典密码学中，换位和代替是两种主要的加密策略。换位密码是改变字母或符号的位置，而代替密码则是用一个符号替换另一个符号。这些方法虽然在当时有效，但随着频率分析法、重合指数分析、重复结构分析和克劳斯利方法等密码分析技术的发展，它们的弱点逐渐暴露，特别是对于那些遵循语言规律的加密，如英语的字母频率分布。 1949年以前，密码学被视为一门艺术，但随着Claude Shannon在1949年发表的《秘密系统的通信理论》一文，密码学开始走向科学化。1976年后，公钥密码学的出现，如RSA算法，为密码学带来了革命性的变化，使得非对称加密成为可能，极大地扩展了密码学的应用领域。 在密码学的发展过程中，数据保密、认证技术和信息完整性保护一直是核心关注点。数据加密用于确保存储和传输的数据安全，而认证技术则涉及实体身份验证和数据源发验证。信息完整性保护防止数据在传输过程中被篡改、插入或重放。数字签名和抗抵赖服务提供了对源发和交付的不可否认性，增强了交易的可信度。 古典密码学是密码学历史的基础，它的思想和方法对现代密码学产生了深远影响。尽管古典密码在今天已不再作为主要的加密手段，但了解其原理和历史对于理解现代密码学的发展和挑战至关重要。