加密學(xué)的歷史及現(xiàn)代數(shù)碼加密的先進(jìn)

加密學(xué)是以編寫代碼和解碼去進(jìn)行保護(hù)通信安全的基礎(chǔ)技術(shù)，亦是速使現(xiàn)代加密貨幣和區(qū)塊鏈成為可能的重要因素之一。然而，今天的加密技術(shù)正是這發(fā)展下的結(jié)果產(chǎn)物。自古以來，人類正就使用加密術(shù)的方式來確保傳輸信息的安全。

密碼學(xué)的長(zhǎng)久根源

眾所周知，原始加密技術(shù)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(xué)。符形替換是最基本的如密學(xué)形式，早出現(xiàn)在古埃及和美索不達(dá)米亞的寫作文獻(xiàn)中。這類型的加密學(xué)在最早期發(fā)現(xiàn)的先例是在于一位名叫Khnumhotep II的埃及貴族的墳?zāi)怪?，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(qiáng)其信息的吸引力。最早期的加密學(xué)是用于保護(hù)敏感信息。發(fā)生在大約3500年前，當(dāng)時(shí)美索不達(dá)米亞的一位抄寫員使用加密術(shù)來隱藏用于粘土片的陶器釉的配方。

但在之后的古代時(shí)期，加密學(xué)被廣泛用于保護(hù)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(dá)，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(rèn)，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(jì)，古代印度的間諜就已經(jīng)使用過編碼信息通訊方式。

也許古代世界最先進(jìn)的密碼學(xué)是由羅馬人實(shí)現(xiàn)的。在羅馬歷史是其中一個(gè)顯著加密學(xué)列子，稱為凱撒密碼，其中涉及將加密信息的字母移動(dòng)到拉丁字母表中的一定的位置。知道了這個(gè)系統(tǒng)和移動(dòng)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(rèn)及解讀有關(guān)信息。

中世紀(jì)和文藝復(fù)興時(shí)期的發(fā)展

在整個(gè)中世紀(jì)，加密學(xué)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(xué)標(biāo)準(zhǔn)的代表。加密分析，用來破解代碼和加密的科學(xué)，開始趕上相對(duì)原始的加密科學(xué)。著名的阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家Al-Kindi，在大約公元800年，研發(fā)了一種稱為頻率分析的技術(shù)，使代碼更易于解密。在人類歷史當(dāng)中，第一次擁有這樣有系統(tǒng)式的解碼嘗試方法，使得加密學(xué)必須要進(jìn)一步強(qiáng)化推進(jìn)才能保持其功能性。

在1465年，Leone Alberti開發(fā)了多字母解碼，這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是跟Al-Kindi頻率分析技術(shù)的解決方案對(duì)立抗衡的。在多字母解碼技術(shù)當(dāng)中，需要使用到兩個(gè)不同的字母表對(duì)信息進(jìn)行編碼。一個(gè)是寫入原始信息的字母表，而第二個(gè)是完全不同的字母表，而其中的信息會(huì)在編碼后出現(xiàn)。結(jié)合傳統(tǒng)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(shù)在這解讀上會(huì)完全沒有辦法。

文藝復(fù)興時(shí)期也開發(fā)不同的新信息編碼方法，其中包括由著名的博學(xué)家弗朗西斯·培根于1623年發(fā)明的一種流行的早期二進(jìn)制編碼方法。

多個(gè)世紀(jì)的進(jìn)步

加密學(xué)技術(shù)在幾個(gè)世紀(jì)中不斷地發(fā)展。托馬斯杰斐遜，在17世紀(jì)末時(shí)，描述發(fā)表了一個(gè)在加密學(xué)中一個(gè)重大突破，但理論當(dāng)時(shí)并沒有實(shí)質(zhì)建立過。他的發(fā)表，稱為加密輪，由移動(dòng)輪上的36個(gè)字母環(huán)組成，可用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的編碼上。這個(gè)概念是如此的先進(jìn)，以至于它可以在第二次世界大戰(zhàn)末期時(shí)，作為美國軍事編碼的基礎(chǔ)。

第二次世界大戰(zhàn)也看到擬似加密技術(shù)的完美例子，稱為Enigma機(jī)器。像加密輪一樣，這種由Axis電源使用的設(shè)備使用旋轉(zhuǎn)式加密輪來編寫信息，使得在沒有其他Enigma機(jī)器解讀的情況下幾乎不可能解讀信息。早期的電腦運(yùn)算技術(shù)最終成功用于幫助打破Enigma的密碼，成功解讀Enigma的機(jī)密信息這一舉至今仍然被認(rèn)為是最終盟軍獲得勝利的關(guān)鍵事項(xiàng)。

電腦時(shí)代的加密學(xué)

隨著電腦的興起，加密碼學(xué)變得比以前的時(shí)代更加先進(jìn)。 128數(shù)位的加密編碼，遠(yuǎn)比任何古代或中世紀(jì)的加密技術(shù)強(qiáng)化，現(xiàn)已成為許多敏感設(shè)備和電腦系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。在1990年初開始，計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在全面開發(fā)一種全新的加密形式，稱為量子加密學(xué)，希望能夠再次提升現(xiàn)代加密技術(shù)，從而提供的更高保護(hù)水平。

最近，加密技術(shù)也被實(shí)用于使加密貨幣上。加密貨幣利用了幾種先進(jìn)的加密技術(shù)，包括散列函數(shù)，公鑰加密和數(shù)字簽名。這些技術(shù)主要用于確保存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)的安全性以及其驗(yàn)證交易事務(wù)。一種特殊形式的加密術(shù)，稱為橢圓曲線數(shù)字簽名算法（ECDSA），技術(shù)支持比特幣和其他加密貨幣系統(tǒng)，作為提供額外安全性并確保資金只能由其合法所有者使用的方法。

在過去的4000年里，加密學(xué)已走過漫長(zhǎng)的道路，并且不太可能停止的步伐。只要有需要保護(hù)的敏感數(shù)據(jù)，加密學(xué)就會(huì)繼續(xù)發(fā)展。盡管今天的加密貨幣在區(qū)塊鏈中使用到的加密系統(tǒng)，成為現(xiàn)今科學(xué)里最先進(jìn)的代表者，但它亦追溯延伸到人類歷史中重要的一部分。