密码学定义

如今，计算系统在人类活动的各个方面都扮演着重要角色。营销、软件、银行、医疗保健和教育等所有应用程序都使用了这种计算技术。然而，您可能想知道企业如何保护他们的数据并维护其银行活动的隐私。

“密码学”是这些问题的所有答案。在当今互联互通的世界中，敏感信息必须得到保护，因此密码学对当前的信息时代产生了深远的影响。

此外，Gmail 数据使用密码学进行保护，并在 Google 数据中心之间以加密方式传输。因此，密码学被认为是保护共享信息的关键组成部分。

加密

密码学使用代码来保护数据和通信，以便只有预期的接收者才能解码和理解它们。因此，限制外部方访问信息。

“Crypto”表示“隐藏”，“graphy”表示“书写”。密码学中用于保护数据的技术基于数学原理和一套称为算法的基于规则的计算，通过改变信号使其难以解码。

这些算法生成加密密钥，创建数字签名，保护数据隐私，支持互联网上的在线浏览，并确保诸如信用卡和借记卡支付等私人交易的机密性。

密码学历史

密码学始于密码（ciphers），其中最早的是凯撒密码。与现代密码学算法相比，密码更容易解码，但它们都使用了明文和密钥。

尽管简单，但最早的加密形式是密码。现代密码系统和算法要先进得多。它们使用密码的多次迭代，并加密消息的密文，以确保最安全的数据传输和存储。

当前使用的密码学技术可能具有不可逆性，确保消息永远安全。对数据进行比以往任何时候都更安全保护的需求促使了更复杂的密码学方法的开发。大多数早期的密码学密码和算法已经被破解，使其无法用于数据安全。

即使如今的算法可以被解读，但要弄清楚一条消息的含义有时需要数年甚至数十年。因此，开发更新、更强大的密码学技术的竞争仍在继续。

密码学的目的是什么？

密码学的目的是保持数据和消息的私密性，使其无法被潜在威胁或不良行为者访问。它通常在幕后工作，加密和解密您通过电子邮件、社交媒体、应用程序和网站交互发送的数据。

对称密码学有多种用途，包括：

• 支付应用程序和卡交易
• 随机数生成
• 验证发件人签名，以确保他们就是他们声称的那个人

非对称密码学有多种用途，包括：

• 电子邮件消息
• SIM 卡身份验证
• 网络安全
• 私钥交换

密码学类型

密码学主要有三种类型：

对称密钥密码学： 在这种加密技术中，发送者和接收者使用相同的共享密钥来加密和解密消息。

虽然对称密钥系统速度更快、易于使用，但它们存在一个缺点，即需要在发送者和接收者之间进行安全的密钥交换。数据加密系统（DES）是最广泛使用的对称密钥加密方法。

哈希函数： 在此算法中，不使用密钥。明文用于生成固定长度的哈希值，从而难以检索明文的信息。操作系统广泛使用哈希函数来加密密码。

非对称密钥密码学： 这种方法使用一组密钥来加密和解密数据。公钥用于加密，私钥用于解密。

公钥和私钥彼此不同。即使每个人都知道公钥，也只有预期的接收者才能解码消息，因为只有他才能访问私钥。

密码学使用的技术

在计算机时代，密码学通常与将明文转换为密文（一种只有预期的接收者才能解码的文本）相关联。这个过程称为加密。将加密文本转换为明文的过程称为解密。

密码学的特性

密码学具有以下特性：

• 机密性： 只有预期的接收者才能访问信息，这是密码学的主要特性。
• 完整性： 信息在存储或从发送者传输到预期的目的地时，无法被篡改，而接收者不会注意到密码学中添加了新信息。
• 不可否认性： 消息的创建者/发送者不能否认其将来发送信息的意图。
• 身份验证： 发送者和接收者的身份已得到确认。此外，信息的来源和最终目的地也已确认。
• 可用性： 它还确保授权用户在适当的时间可以获得所需的信息。
• 密钥管理： 加密密钥的创建、分发、存储和更改在此过程中进行。
• 算法： 密码学使用数学公式来加密和解密消息。
• 数字签名： 可以应用于消息的签名，以保护消息的真实性和发送者身份。

密码学与密码分析学

密码学是指“秘密书写”，其中“crypt”表示“隐藏”或“秘密”。虽然“密码学”和“密码分析学”这两个词有时被分别互换使用，但密码分析学是理论，而密码学是撰写秘密消息的实践。

密码分析学被定义为“秘密的知识”。将明文转换为密文称为加密或“制造秘密”。虽然加密是密码学的重要组成部分，但它并不涵盖整个科学领域。加密的逆过程是解密。

加密过程中最重要的方面是它通常同时包含算法和密钥。密钥仅仅是额外的信息？几乎总是数字？它描述了算法在加密明文时如何处理明文。

在一个安全的密码学系统中，即使您知道特定消息的加密过程，也必须难以或不可能在没有密钥的情况下解密。

加密和解密

在最基本的层面，密码学涉及两个阶段：加密和解密。

加密使用密码加密并将明文转换为密文。另一方面，解密使用相同的密码将密文转换为明文。

在发送电子数据时，密码学最流行的应用是加密和解密电子邮件和其他明文消息。最简单的方法是“密钥”或对称方法。

使用密钥加密数据，解码后，将密钥和编码的消息发送给接收者。那么问题是什么？如果消息被拦截，他们只需要第三方就可以解码和分析消息。

密码学家开发了非对称或“公钥”方法来解决这个问题。在这种情况下，每个用户都有两个密钥：一个私钥和一个公钥。发送者在加密和发送消息之前会请求接收者的公钥。

密码学算法

密码系统使用密码学算法或密码来加密和解密信息，以保护计算机系统、设备和应用程序之间的通信。

密码套件使用三种不同的算法：一种用于加密，一种用于消息身份验证，一种用于密钥交换。这个过程集成在协议中，并使用在操作系统（OS）和联网计算机系统上运行的软件进行开发，包括：

• 通过生成公钥和私钥进行数据加密和解密
• 使用数字签名和验证来验证消息
• 密钥交换

优点

访问管理： 访问控制可以使用密码学来保证只有具有适当授权的人员才能访问资源。该资源是加密的，只有拥有正确解密密钥的人才能访问。

安全通信： 密码学对于通过 Internet 进行的私密通信至关重要。它提供了在 Internet 上发送银行账号、密码和其他私人信息等敏感数据的安全方法。

防范攻击： 密码学可以帮助防御重放攻击和中间人攻击等攻击。它提供了识别和预防这些攻击的技术。

遵守法律要求： 企业可以使用密码学来帮助它们处理各种法律义务，例如数据保护和隐私法。

密码学应用

计算机密码： 密码学经常用于计算机安全，尤其是在创建和管理密码时。用户登录时，会对其密码进行哈希处理并与之前保存的哈希值进行比较。为了存储密码，会先对密码进行哈希处理和加密。此方法可以加密密码，因此即使黑客能够访问密码数据库，他们也无法理解这些密码。

数字货币： 比特币等数字货币也使用密码学来保护交易和防止欺诈。由于高级算法和加密密钥保护交易，因此篡改或伪造交易几乎是不可能的。

安全网页浏览： 密码学可以保护用户免受窃听和中间人攻击，并提供在线浏览安全。安全套接字层（SSL）和传输层安全（TLS）协议使用公钥密码学来加密 Web 服务器和客户端之间的数据，从而创建安全的通信通道。

数字签名： 数字签名用于签署文件，并充当手写签名的数字副本。密码学用于创建数字签名，公钥密码学用于验证它们。数字签名越来越普及，许多国家都有法律使其具有法律约束力。

身份验证： 在登录计算机时，密码学被用作身份验证方法，例如银行账户或安全网络。身份验证协议使用密码学技术来验证用户的身份以及他们拥有访问资源的必要访问权限。

加密货币： 比特币和以太坊等加密货币主要依赖密码学来保护交易、防止欺诈并维护网络完整性。交易受复杂算法和加密密钥保护，几乎不可能被篡改或伪造。

端到端加密： 电子邮件、即时消息和视频聊天都是受端到端加密保护的双向通信的示例。即使消息被加密，这也确保只有预期的接收者才能解码它。WhatsApp 和 Signal 等消息应用程序经常使用端到端加密，为用户提供高度保护和匿名性。

总结

密码学是对数据进行编码以防止未经授权访问、维护其隐私并确保其机密性的过程。它保护通信、计算机安全和金融交易等各个领域的私有数据免受窥探。

一些常见的密码学类型是：

• 对称密钥密码学
• 非对称密钥密码学
• 哈希

密码学可以使用加密、发送和解码数据，它经常使用密钥来维护安全性。密码学使用数学方法和协议。