前言：加密學是區塊鏈得以安全執行的關鍵之一。如何來理解加密學？本文適合普通讀者，可以瞭解密碼學的基礎原理。本文作者是George Moraetes ，資深資訊保安專家，文章來源於medium.com，由藍狐筆記社群“Leo”翻譯。
基礎知識
加密是改變資料的過程，由此，對於非授權人員來說，它是無法識別和無用的；與此同時，所謂的解密就是要把資料轉變為原來的形式。最安全的技術是使用數學演算法和稱為“金鑰”的變數值。所選擇的金鑰，一般來說，都是隨機字串，它們透過加密輸入，並被整合到資料轉變中。要解密資料，必須輸入完全相同的金鑰。
這是密碼保護的基礎，如果只有被授權方才能知曉金鑰，其他人是無法獲知資料的。只有知道金鑰的人才能解密。這稱之為“私鑰”密碼學，也是當今最廣為人知的形式。
現在，為什麼加密是必須的？它的根本理由是：
機密性——在傳輸資料時，人們不希望竊聽者理解廣播資訊的內容。儲存資料也不應該被非授權者訪問，比如駭客。
身份驗證——相當於簽名。資訊的接收者想要證據，證明這是來自特定方的資訊，而不是來自其他人的資訊。（即使最初的資訊傳送方後來想否認）
完整性——這是說，個體資料的接收者有證據表明，沒有第三方對資訊進行更改。
不可否認——防止資訊傳送方否認曾建立和傳送過資訊
密碼
密碼學是隱藏敏感資料的藝術和科學。它包括加密和解密，加密是把密碼應用到原始的“明文”中，而解密則是用密碼把資料轉變為可讀形式。
為說明密碼，最好的方法是，向你展示簡化的例子：
Polybius 密碼
Polybius密碼是一種替代密碼。它涉及到使用6×6 二維矩陣，存有全部大寫字母和0-9的數字。
我們得到如下的矩陣：
在6×6 二維矩陣，它有36個字母-數字字元，我們可以開始替代過程。比如，字母A由1×1 代替，或者X=1，y=1，可以簡化為11；我們拿字母“N”來說，這個位置是2×3或x=2，y=3，可以簡化為23。
我們可以加密一條簡單的資訊：
資訊：ENCRYPT ME 2 DAY
加密後: 51–23–31–63–15–43–24 13–51 55 41–11–15
密碼可以變得更多更復雜，可以包括小字母和特別字元。而且，字元位置可以週期性或隨機變化，這讓暴力計算攻擊來說，幾乎是不可預測的。這個機制類似於當今的多型性，在高階計算加密方法中被採用。
凱撒密碼
史上最早的密碼之一就是Julius Caeser創造的凱撒密碼。他用它來安全加密給將軍們的資訊，這樣羅馬帝國的敵人就無法弄懂資訊的含義。凱撒密碼是加密的基本形式，破解很容易。因此，它很少在重要場景下被採用。
基本上，凱撒密碼是字母表的重新排列。不同的移位值可以用來建立不同的資訊編碼。移位的數量，跟字面意思一樣，它為了建立加密的資訊，讓字母數向左或向右移位。下面是實際案例，它向左移3位。
英文：ENCRYPT ME
加密後：HQFUBSW PH
以上的資訊很容易被解密，只要透過暴力計算嘗試每個字母組合，最終可以發現一個能看得懂的解釋。在這個原則上已經建立了更復雜的密碼，例如The Vigenere 或 The Gronsfeld Ciphers，但它們利用替代方法。解密它也可能會混淆，每個字母作為值改變移位模式。
Vigenere密碼錶
理解密碼是如何工作的很重要，尤其是想要了解加密學，密碼是所有加密的基礎。速記是編寫隱藏資訊的過程，實際上它更像是經典加密學，現在加密學已經成為“電腦保安”的同義詞。
多型性
多型性是加密學相對高階的部分，在計算機加密技術中很常見。多型性是一種密碼，它在每次使用後會自行改變，每次使用它都會產生不同的結果。這在加密演算法中最常見，它常用於計算機中。這意味著，如果我們加密相同的資料兩次，每次它都會產生不同的加密結果。
想想我們的汽車鑰匙。如今，我們都有遠端電子小裝置，輕輕一按即可解鎖汽車。你可能沒有想到，每次你開啟汽車，一定量的資料會被傳送到你的車輛，這個資料專用於你的汽車，一旦匹配，車輛解鎖。實現這一目標的簡單方法，只是將每個遠端裝置放在不同的頻率上。但是，這很難規範。所有，實際上，所有的波長都相同，並且它們使用不同的演算法（滾動程式碼）來把資料傳送到汽車上。這些演算法是多型的。
這意味著演算法更難進行逆向工程，因為它們每次都在改變。即使駭客發現了演算法（首先使用多型演算法更難），駭客也必須將其與汽車（鑰匙）所在的組相匹配，而這是一項複雜的任務。
——未完待續——
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