加密學的歷史

14.01.2019

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加密學是以編寫代碼和解碼去進行保護通信安全的基礎技術,亦是速使現代加密貨幣和區塊鏈成為可能的重要因素之一。 然而,今天的加密技術正是這發展下的結果產物。 自古以來,人類正就使用加密術的方式來確保傳輸信息的安全。 以下文章將深入了解加密學的迷人歷史,以及現代數碼加密的先進。


密碼學的長久根源

眾所周知,原始加密技術早在古代就已存在,大多早期文明似乎在某種程度上使用了加密學。 符形替換是最基本的如密學形式,早出現在古埃及和美索不達米亞的寫作文獻中。 這類型的加密學在最早期發現的先例是在於一位名叫Khnumhotep II的埃及貴族的墳墓中,生活在大約3,900年前。

在Knhumhotep墓中符形替換目的不是為了隱藏信息,而是為了增強其信息的吸引力。 最早期的加密學是用於保護敏感信息。發生在大約3500年前,當時美索不達米亞的一位抄寫員使用加密術來隱藏用於粘土片的陶器釉的配方。

但在之後的古代時期,加密學被廣泛用於保護重要的軍事信息,這一目的至今仍然存在。 在希臘城市斯巴達,加密信息通過寫在特定大小的圓柱體上的羊皮紙上,使得信息難以辨認,直到接收者將其包裹在類似的圓柱特體上才能解讀。同樣地,早在公元前2世紀,古代印度的間諜就已經使用過編碼信息通訊方式。

也許古代世界最先進的密碼學是由羅馬人實現的。 在羅馬歷史是其中一個顯著加密學列子,稱為凱撒密碼,其中涉及將加密信息的字母移動到拉丁字母表中的一定的位置。 知道了這個系統和移動字母到一定的地方位置的收件人才可以成功解讀信息,不然其他人是難以辨認及解讀有關信息。


中世紀和文藝復興時期的發展

在整個中世紀,加密學變得越來越重要,而凱撒密碼在其中所有代碼方式中仍然是加密學標準的代表。 加密分析,用來破解代碼和加密的科學,開始趕上相對原始的加密科學。 著名的阿拉伯數學家Al-Kindi,在大約公元800年,研發了一種稱為頻率分析的技術,使代碼更易於解密。 在人類歷史當中,第一次擁有這樣有系統式的解碼嘗試方法,使得加密學必須要進一步強化推進才能保持其功能性。

在1465年,Leone Alberti開發了多字母解碼,這項技術被認為是跟Al-Kindi頻率分析技術的解決方案對立抗衡的。 在多字母解碼技術當中,需要使用到兩個不同的字母表對信息進行編碼。 一個是寫入原始信息的字母表,而第二個是完全不同的字母表,而其中的信息會在編碼後出現。 結合傳統的代碼,多字母代碼大大提高了編碼信息的安全性。 除非讀者知道最初寫入信息的字母表,否則頻率分析技術在這解讀上會完全沒有辦法。

文藝復興時期也開發不同的新信息編碼方法,其中包括由著名的博學家弗朗西斯·培根於1623年發明的一種流行的早期二進制編碼方法。


多個世紀的進步

加密學技術在幾個世紀中不斷地發展。 托馬斯杰斐遜,在17世紀末時,描述發表了一個在加密學中一個重大突破,但理論當時並沒有實質建立過。 他的發表,稱為加密輪,由移動輪上的36個字母環組成,可用於實現複雜的編碼上。 這個概念是如此的先進,以至於它可以在第二次世界大戰末期時,作為美國軍事編碼的基礎。

第二次世界大戰也看到擬似加密技術的完美例子,稱為Enigma機器。 像加密輪一樣,這種由Axis電源使用的設備使用旋轉式加密輪來編寫信息,使得在沒有其他Enigma機器解讀的情況下幾乎不可能解讀信息。 早期的電腦運算技術最終成功用於幫助打破Enigma的密碼,成功解讀Enigma的機密信息這一舉至今仍然被認為是最終盟軍獲得勝利的關鍵事項。


電腦時代的加密學

隨著電腦的興起,加密碼學變得比以前的時代更加先進。 128數位的加密編碼,遠比任何古代或中世紀的加密技術強化,現已成為許多敏感設備和電腦系統的標準設定。 在1990年初開始,計算機科學家正在全面開發一種全新的加密形式,稱為量子加密學,希望能夠再次提升現代加密技術,從而提供的更高保護水平。

最近,加密技術也被實用於使加密貨幣上。加密貨幣利用了幾種先進的加密技術,包括散列函數,公鑰加密和數字簽名。 這些技術主要用於確保存儲在區塊鏈上的數據的安全性以及其驗證交易事務。 一種特殊形式的加密術,稱為橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA),技術支持比特幣和其他加密貨幣系統,作為提供額外安全性並確保資金只能由其合法所有者使用的方法。

在過去的4000年裡,加密學已走過漫長的道路,並且不太可能停止的步伐。 只要有需要保護的敏感數據,加密學就會繼續發展。 儘管今天的加密貨幣在區塊鏈中使用到的加密系統,成為現今科學裡最先進的代表者,但它亦追溯延伸到人類歷史中重要的一部分。

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