密码学的发展史

密码学的发展史

密码学是一个即古老又新兴的学科。《破译者》一书说：“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长。”因为自从有了文字以来，人们为了某种需要总是想方设法隐藏某些信息，以起到保证信息安全的目的。人们最早为了包通信的机密，通过一些图形或文字互相传达信息的密令。连闯荡江湖的侠士和被压迫起义者各自有一套秘密的黑道行话和地下联络的暗语。

密码学的发展过程可以分为四个阶段：

▪1、手工或简单机械密码时期:公元前五世纪~1900年(发展缓慢)

▪2、机械和机电密码时期:1900年~1950年

▪3、电子密码时期:1950年~1970年

▪4、计算机密码时期:1970年~现在

在人类文明刚刚形成的公元前2000年古埃及就有了密码。贵族克努姆霍特普二世的墓碑上记载了在阿梅连希第二法老王朝供职期间它所建立的功勋。上面的象形文字不同于我们已知的普通埃及象形文字而是由一位擅长书写的人经过变形处理之后写的，但是具体的使用方法已经失传。人们推测这是为了赋予铭文以庄严和权威古代加密方法大约起源于公元前440年出现在古希腊战争中的隐写术。当时为了安全传送军事情报，奴隶主剃光奴隶的头发，将情报写在奴隶的光头上，待头发长长后将奴隶送到另一个部落，再次剃光头发，原有的信息复现出来，从而实现这两个部落之间的秘密通信。

公元前400年，斯巴达人就发明了“塞塔式密码”，即把长条纸螺旋形地斜绕在一个多棱棒上，将文字沿棒的水平方向从左到右书写，写一个字旋转一下，写完一行再另起一行从左到右写，直到写完。解下来后，纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解，这就是密文,但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后，就能看到原始的消息。这是最早的密码技术。我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式，将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载，一般人只注意诗或画的表面意境，而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音”。

比如：

我画蓝江水悠悠，

爱晚亭枫叶愁。

秋月溶溶照佛寺，

香烟袅袅绕轻楼。

公元前三百年写成的《经济论》在描述印度密探充斥全国时，介绍了特务机关的官员用密写给密探下达任务。

在楔形文字时期，巴比伦和亚述的记述者往往用稀奇古怪的楔形文字在泥板上做记号和记日期。一向后世显示自己的学问。在楔形文字的后期，偶有记述者把人名变换成数字。

Skytale加密法（“天书”）

最先有意识地使用一些有技术的方法来加密信息的可能是公元前500年的古希腊人。他们使用的是一根叫做scytale的棍子。送信人先绕棍子卷一张纸条，然后把要写的信息打纵写在上面，接着打开纸送给收信人。如果不知道棍子的粗细是不可能解密里面的内容的。

公元前2世纪，一个叫Polybius的希腊人设计了一种将字母编码成符号对的方法，人们称之为棋盘密码。他使用了一个称为Polybius的校验表，这个表中包含许多后来在加密系统中非常常见的成分。Polybius校验表由一个5*5的网络组成，网格中包含26个英文字母，其中I和J在同一格中。相应字母用数对表示，在古代，这种棋盘密码被广泛使用。

凯撒密码（公元前一世纪）

公元前50年，凯撒大帝发明了一种密码叫做凯撒密码。在凯撒密码中，每个字母都与其后第k位字母对应，然后进行替换，比如当k=3时，“a”对应于“d”，“b”对应于“e”，以此类推。如果到了字母表的末尾，就回到开始，例如“z”对应于“c”，“y”对应于“b”，“x”对应于“a”,如此形成一个循环。当时罗马的军队就用凯撒密码进行通讯。

凯撒密码明文字母表：A B C D E F G ……X Y Z

凯撒密码密文字母表：D E F G H I J …… A B C

于是就可以从明文中得到密文：比如：明文为“veni,vidi,vici”得到的密文“YHAL,YLGL,YLFL”,意思是“我来，我见，我征服”，曾经是凯撒征服本都王法纳西斯后向罗马元老宣告的名言。26个字符代表字母表的26个字母，从一般意义上来说，也可以使用其他字符表。凯撒密码曾被用于高卢战争中。

密码分析的始祖----阿拉伯人

公元8世纪中叶，在阿拔斯王朝，为了统治一个庞大的帝国，行政系统中广泛的使用了密码，比如国家敏感事务、税收。他们设计并且使用代替和换位加密（单表替换）。对《古兰经》的编年启示了字母的字频规律。公元九世纪，阿拉伯的密码学家阿尔*金迪al’kindi 提出解密的频度分析方法，通过分析密文字符出现的频率破译密码。

欧洲的密码学

大约在1397年，欧洲第一本关于密码学的手册由Gabriela de Lavinde 编写，由几个加密算法组成，并为罗马教皇Clement七世服务。这个手册包括一套用于通信的秘钥，并且用符号取代字母和空格，形成了第一个简要的编码字符表。该编码字符表后来被逐渐扩展，并且流行了几个世纪，成为当时欧洲政府外交通信的主流方法。

15世纪密码技术被广泛用于欧洲的政治、经济及文化领域里。特别是政治上的尔虞我诈、明争暗斗，对密码的加密和解密技术提出了更高的要求。

到16世纪末期，密码学更趋重要，以致大多数国家设立专职的密码秘书从事编制新秘钥，加、脱密信件和破译截获的书信。准秘本的代码表也在这一时期得以完善，与此同时还出现了多名码（多个明文对应密文）和多义码（有两三个对应明文的密文）。

到18世纪，有些准密本已发展到两千到三千个组码。

18世纪，黑屋非常普遍，在维也纳，十人的密码组平均每天能处理80到100封信件（上到拿破仑等高官，下至平民百姓），加密信件经常遭到坚持不懈的密码分析。

公元十六世纪晚期，英国的菲利普斯利用频度分析法成功破解了苏格兰女王玛丽的密码信，信中策划暗杀英国女王伊丽莎白，这次解密将玛丽送上了断头台。

1628年4月，由于一个年轻人破开了雨格诺教徒的密码，亨利二世孔代亲王，攻占了久攻不克的雷阿尔蒙特城。

1781年，英军破译了克林顿将军与康华利将军的通讯信件，使英国舰队增援约克敦的计划失败，并迫使康华利投降，确立了独立战争的胜利。

多表代替是在1466年或1467年初由利昂*巴蒂斯塔*艾伯蒂第一个提出，后来又为许多人逐步发展成当今大多数密码体制所属的一种密码类型。修道院院长约翰内斯*特里特米乌