密碼學起源——由【凱撒加密】到【一次一密】_區塊鏈

眾所周知，密碼學是數字加密貨幣的基礎，它保證了我們資產的安全，也是挖礦的底層規則。但是，大部分對密碼學知之甚少，也就很難看懂區塊鏈項目的加密方式，看不懂，就談不上對項目有什么的信仰，只能隨波逐流的炒幣。為了解決大家的困惑，獵豹區塊鏈將會出品一系列的密碼學文章，從最古老加密方式開始，層層深入，幫助大家理解密碼學里的很多概念，判斷區塊鏈項目的安全性。凱撒加密

第一種眾所周知的密碼，是公元前58年左右由凱撒大帝使用的凱撒密碼，凱撒在他的軍事命令中，將每一個字母都進行了位移，以防止他的敵人在截獲凱撒的軍事命令之后，直接獲取到他的真實情報。凱撒加密是最簡單的加密方式，加密的雙方首先要對字母的位移數字達成共識，比如，我們約定好的加密位移的數字是3，那么，我發送的每一個字母都要經過3個位移，假設我的明文是“attack”，經過位移為3的凱撒加密之后，就會變成“dwwtfn”。然后把加密過的文字通過送信人發給對方，這樣，即使敵人抓到了這個送信人，拿到的也是一堆看不懂的文字，而成功拿到密文的將軍們，再通過把密文的每個字母減3的方式，就能得到真實的明文信息，而這個過程，就稱之為解密。凱撒密碼是最早的加密方法，被西方的軍事將領們沿用了數百年。終于在800年后，被一位名為為AI-Kindi的阿拉伯數學家破解凱撒密碼：如果你掃描任何一部英文書的文字，然后計算出每個字母所使用的頻率，你會發現驚人的秘密，那就是在英語文字中，使用頻率最高的字母永遠是e，這是英文的文字性質決定的，而寫密文的人并不會意識到。在密碼學中，這被稱為指紋。所以，只要我們找到密文中使用頻度最高的字母，再與字母e比較，就能找到凱撒密碼的加密位移，比如在密文中，使用頻率最高的是h，那么，我們可以推斷，加密的位移是3，拿到加密位移，就能推斷出所有明文。這種方式被稱為頻度分析，它的出現對凱撒密碼的安全性是非常大的打擊。但是，一個強大的密碼是可以掩蓋這種指紋的，而掩蓋指紋的方式，就是使字母使用的頻率分布變得均勻。多表密碼

密碼學家David Chaum推出保護隱私的CBDC技術:金色財經報道，加密貨幣教父、密碼學家David Chaum推出保護隱私的央行數字貨幣（CBDC）技術，正在與瑞士國家銀行(SNB)合作開發Tourbillon，該項目專為注重隱私的央行貨幣而設計，將在國際清算銀行(BIS)創新中心的主持下開發。

BIS公告稱，Tourbillon旨在通過將盲簽名和混合網絡等技術與密碼學和CBDC設計的最新研究相結合，通過試驗抗量子密碼學來實現網絡彈性、使用與分布式賬本技術兼容但不基于分布式賬本技術的架構來實現可擴展性、為付款發送方但不為接收方提供隱私。[2022/11/10 12:44:30]

在15世紀左右，有人提出了多表密碼來實現這一目的，多表密碼與凱撒密碼不同的是，不在是使用單一的數字進行位移加密，而是引用一個位移單詞。這種加密的方式的第一步，是確定這個位移單詞，假設是“world”，然后，將這個單詞根據在字母表的位置，把這個單詞轉換為數字，“world”→“21、15、18、12、4”，接下來，把這一列數在信息編碼的過程中一直重復，把明文的信息根據這個數列進行位移。假設明文是“abcdefghij”，經過加密之后的密文就是“vrvqjbwavo”這樣，把密文發給同伴的時候，同伴可以根據事先約定好的秘密單詞，減去相應的位移來對信息進行解密。假如密文被截獲，竊聽者計算出字母使用的頻率，他將會發現更平坦的分布。那么他將會怎么破解呢？其實很簡單，大家記住，破密者尋找信息泄露，也就是尋找局部指紋，只要在字母的頻率上存在差別，就會發現信息的泄露，這個差別是由密文里的重復引起的。這個例子中，發布者的密碼利用了一個重復的單詞，為了破解加密，竊密者首先需要確定所使用的位移單詞的長度，而不是單詞本身，他需要對全部信息進行統計，檢查不同間隔的頻率分布，當他檢查以5個字母為周期的頻率分布時，指紋就自己出現了。所以，這種使用多重位移的加密方法，與凱撒使用的單一位移加密法比較，強度在于，確定位移單詞的長度所用的時間，所以，位移單詞越長，信息就越安全。多表密碼雖然比凱撒密碼安全性大大增加，但是理論上，只要花時間是可以進行破解的。一次一密

密碼學家：端到端加密面臨著越來越大的阻力:金色財經報道，約翰·霍普金斯大學的密碼學家、安全技術專家和計算機科學教授Matthew Green表示，試圖整合端到端加密的公司正面臨著一場艱苦的戰斗，因為開發保護私人通信系統的創新者面臨著越來越大的阻力。Green表示：“真正讓我擔心的是，美國和其他政府強烈要求阻止部署新的E2E加密。”去年，美國總檢察長William Barr與來自美國、英國和澳大利亞的國際執法合作伙伴簽署了一封公開信，批評了Facebook計劃在其所有消息傳遞平臺上實施E2E，致使對端到端加密的反擊獲得了很大推動。[2020/6/6]

那有沒有保證信息絕對安全的加密方法呢？答案是隨機性加密。想象一下，如果加密者投擲一個26面的骰子，來生成一長列隨機位移的數字，然后與解密者共享，來取代位移單詞，用這個隨機數列進行字母的移位，數列的長度與信息的長度是一致的，這是很重要的，已避免任何的重復，然后他把密文發送給接收者，接收者使用她給的一列隨機位移數字來解密信息。如果采取這種方式，第三方竊聽者就很難解開了，首先，位移永遠不會陷入重復的模式里，第二，密文將會有一個均勻的頻率分布，因為沒有頻率差別，也就沒有信息泄露，所以，破解加密基本上是不可能了。這就是最強的加密方法，它出現在19世紀末期，現在，它被稱為一次一密。關于一次一密的是如何實現的，我將會在下一篇文章中給大家揭曉，敬請期待。

火幣研究院“區塊鏈百家講壇”：區塊鏈給密碼學帶來全新應用場景:5月12日，火幣研究院推出“區塊鏈百家講壇”第七季課程，哈爾濱工業大學區塊鏈研究中心研究員唐斌以《區塊鏈與密碼學的故事》為主題，指出密碼學是構成區塊鏈的重要基石，并闡述了區塊鏈技術運用到的密碼學原理以及區塊鏈的應用場景。

唐斌指出，區塊鏈采取了密碼學中對稱秘鑰、非對稱秘鑰、哈希算法三大重要算法，可以說是密碼學支撐了區塊鏈的去中心化、開放性、自治性、不可篡改性、匿名性五大特性。區塊鏈技術的出現，不僅帶來了一種全新的組織信息方式，還給密碼學帶來了全新的應用場景。[2020/5/12]

動態 | The Block分析師評論“美國國家安全局致力于開發抗量子加密貨幣”：準確說是抗量子密碼學:The Block分析師針對cointelegraph的“美國國家安全局正致力于開發抗量子加密貨幣”的報道表示，”quantum-resistant crypto”意味著抗量子密碼學，不是抗量子加密貨幣。[2019/9/5]

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