古典密码学史

今天我们来介绍下一些ctf古典密码学史

密码学时间轴

阶段一：古典密码学

古典密码学阶段可以追溯到公元前400多年，当时人们为了保密通信而发明了各种简单的加密方法。例如，斯巴达人发明了“塞塔式密码”，即将长条纸螺旋地绕在一个多棱棒上，将文字沿棒的水平方向从左到右书写，形成密文。解密时，将纸条绕在另一个同等尺寸的棒子上，就能看到原始的消息。这种加密方式是密码学史上的一个重要里程碑。 随着时间的推移，古典密码学得到了进一步的发展。中世纪时期，欧洲的骑士文化催生了密码学的进一步应用。为了确保通信的机密性，人们开始使用更加复杂的加密方法，如凯撒密码、维吉尼亚密码等。这些加密方法在当时被广泛使用，但在今天看来，它们的安全性并不高。

斯巴达棒

公元前700年左右，古希腊斯巴达人采用了一种称为“斯巴达棒”（Scytale）的加密工具。他们将一条羊皮纸螺旋形地缠绕在Scytale上，然后沿着棒子横向书写信息。写完后，羊皮纸被取下，上面留下的是一串看似无序的字符。收信人只需将羊皮纸重新缠绕在相同尺寸的Scytale上，就能正确解读信息。这种加密方法主要通过改变字母的排列顺序，即采用置换加密（换位）技术，实现了信息的保密。

图例：

阶段二：近代密码

近代密码时期从20世纪初到20世纪50年代，工业革命为复杂密码的实现提供了先决条件，而战争对于保密通信的需求加速了密码技术的发展。这段时期，加解密一般通过机械或电动设备实现，虽然技术上有了很大进步，但并未形成理论体系，加密仍然依靠替代及置换的方式。典型的密码体制主要是单表代换密码（如仿射密码）、多表代换密码（如Vigenère 密码和Hill 密码等）。

代替密码

代替密码是将明文中的字符替换为其他字符的密码体制。通过代换表（即密钥）将明文字符代换为对应的密文字符。代换密码分为单表代换和多表代换。单表代换密码，明文消息相同的字母，在加密时被统一固定字母代换；多表代换密码，明文消息的相同字母，在加密时根据其出现的位置不同，被不同的字母代换，可以隐藏单字母出现的统计特性。

转轮密码机

20世纪20年代，随着机电技术的成熟，转轮密码机应运而生，极大促进了传统密码学的发展。转轮密码机是一种长周期的多表代换密码机，其核心是转轮加密算法，通过转的转动实现复杂的多表代换，打破明文与秘文之间固定的替代关系。转轮机由一个键盘和一系列转轮组成，每个转轮是26个英文字母的任意组合，转轮被齿轮连接起来。当一个转轮转动时,可以将一个字母转换为另一个字母，直至最后一个转轮处理完后就可得最终的加密后的字母。

世界上第一台转轮机在1918年由美国加州的EdwardHebern由一台打字机改造而成。随后，Edward Hebern设计出一系列的转轮机，并为美国海军采用，在长达50年左右时间成为美军主要密码设备。而历史上最著名的的转轮机莫过于德国人亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)在1919年设计出的“谜”，即Enigma转轮机。

在线加解密： https://cryptii.com/pipes/enigma-machine

阶段三现代密码

1949年香农发表论文 《保密系统的通信理论》（Communication Theory of Secrecy System），标志着现代密码学的开端。香农将信息论引入到密码学研究中，利用概率统计的观点和熵的概念对信息源、密钥源、传输的密文和密码系统的安全性进行了数学描述和定量分析，并提出了对称码体制的模型，为现代密码学奠定了数学基础，这是密码学的第一次飞跃

阶段四公钥密码学

1976年，Diffie和Hell man 在《IEEE Transactions on Information Theory》发表的经典论文《密码学的新方向》（New Directions in Cryptography）提出了著名的公钥密码体制思想。在此之前所有密码系统均属于对称密码学范畴，密钥是不能公开的。而在公钥密码体制中，不仅加密算法本身可以公开，甚至加密用的密钥也可以像电话簿一样公开，任何用户向其他用户传送加密信息时，就可以从这本密钥簿中查到接收方公开的加密密钥，并用它来加密。接收方用户用他所独有的解密密钥得到明文，任何第三者因为没有解密密钥，无法获得明文。公钥密码体制的诞生为现代密码学的发展开辟了一个崭新的方向，带来了密码学的第二次飞跃。1978年，美国麻省理工学院的Rivest、Shamir 和 Adleman提出RSA公钥密码体制。这是第一个成功的公钥密码体制，其安全性是基于数论中的大整数因子分解困难问题。

 参考：https://blog.csdn.net/weixin_52620919/article/details/119249518 https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E5%8F%A4%E5%85%B8%E5%AF%86%E7%A2%BC https://zhuanlan.zhihu.com/p/353828657

原文始发于微信公众号（无尽藏攻防实验室）：古典密码学史