2、密码学入门：从古典到现代

密码学入门：从古典到现代

1. 密码学与现代密码学

传统上，密码学被定义为“编写或破解代码的艺术”，但如今它的范畴已远远超出这一概念。现代密码学不仅涉及确保秘密通信的代码，还包括保证信息完整性的机制、交换密钥的技术、用户认证协议、电子投票以及加密货币等领域。简单来说，现代密码学是研究保护数字信息、系统和分布式计算免受攻击的数学技术。

直到20世纪后期，密码学在很大程度上仍是一门艺术，构建或破解代码主要依赖于创造力和对代码工作原理的理解，缺乏理论支持和对“好代码”的明确界定。从20世纪70 - 80年代开始，密码学发生了根本性的变化，丰富的理论逐渐形成，使其成为一门严谨的科学和数学学科，也影响了计算机安全领域的研究思路。

古典密码学（如20世纪80年代之前）主要被军事组织和政府使用，而如今密码学无处不在。日常中，我们输入密码进行身份验证、使用信用卡在网上购物或下载操作系统的验证更新时，都在使用密码学。越来越多经验不足的程序员也被要求在编写的应用程序中加入密码机制来保障安全。总之，密码学已从确保特定应用中秘密通信的启发式技术，发展成为帮助全球普通人保障系统安全的科学。

2. 私钥加密的场景

古典密码学致力于设计和使用代码（即加密方案），使双方在通信时能将消息对窃听者保密。在私钥加密场景中，通信双方预先共享一个秘密密钥，该密钥不为窃听者所知。这种双方共享秘密信息的场景被称为私钥（或共享密钥、秘密密钥）设置，私钥加密是该场景中使用的一种密码学原语。

2.1 私钥加密的工作原理

在私钥加密中，双方共享一个密钥。当一方要发送消息（明文）时，使用该密钥对消息进行加密，得到密文后发送给另一方；接收方使用相同的