11、密码学基础：算法与概念解析

密码学基础：算法与概念解析

1. 密码学简介

密码学历史源远流长，可追溯至数千年前，古埃及人就已开始使用密码技术，尤利乌斯·恺撒也发明了“恺撒密码”。其核心目标是隐藏信息，使非预期接收者无法理解。

密码学涵盖加密和隐写术两种主要技术。加密是通过算法将明文转换为密文，只有掌握解密密钥的人才能解读；隐写术则侧重于隐藏数据的存在，将信息隐匿于其他无害数据之中。

2. 算法分类及特点

2.1 算法选择的权衡

在密码学领域，存在众多算法，难以统一标准。这是因为在安全性、速度和实现难易程度之间需进行权衡。安全性指算法抵御当前和未来攻击的能力；速度涉及加密和解密所需的处理能力和时间；实现难易程度则关乎算法对硬件或软件的适用性。

2.2 主要算法类别

密码学算法主要分为对称加密、非对称加密和哈希算法三类，具体如下：
|算法类别|特点|示例|
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|对称加密|使用单一密钥进行加密和解密，速度快、实现简单，但易受暴力攻击|DES、3 - DES、AES、IDEA|
|非对称加密|使用公钥和私钥，公钥可公开，私钥需保密，安全性高但速度慢|RSA、Diffie - Hellman、El Gamal|
|哈希算法|生成固定大小的哈希值，用于验证数据完整性，不可逆|MD4、MD5、SHA - 1|

2.3 加密的基本原理

加密是将明文转换为密文的过程，是数字签名、数字证书和公钥基础设施（PKI）等安全措施的基础。加密过程需结合密钥和加密算法，密钥长度越长，破解难度越大。

加密方法分为对称