密碼技術（cryptography)包含了密碼學（cryptography）和密碼分析學（cryptanalysis）兩大分支，一方為紅軍（守），一方為藍軍（攻），兩者缺一不可。
自古以來，密碼學領域加密和解密的故事不斷被演繹，你方唱罷，我方登場。
當前人創造一種看似完美的加密技術，經過若干年，又會被後人透過先進技術解密。在這加密-解密-再加密-解密的過程中，展現出不可估量的人類智力，激發讓人探尋的無窮樂趣。
本期，讓我們盤點密碼學領域的重要歷史節點，看看前輩大佬們如何運用密碼學交鋒，留下一段段里程碑式的傳奇故事。
一、古典密碼學時期
凱撒大帝：置換密碼
在古典密碼學時期，密碼學主要用於軍事的密文傳遞。公元前58年左右，caesar（凱撒大帝）使用的凱撒密碼就是運用軍事命令的傳遞。他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後，直接獲取到他的真實情報。
加密方法：
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，那麼，我傳送的每一個字母都要經過3個位移，（a變成d，b變成e，c變成f... ...）假設我的明文是“attack” ，經過位移為3的凱撒加密之後，就會變成“dwwtfn”。成功拿到密文的人，再透過把密文的每個字母減3的方式，就能得到真實的明文資訊。
解密方法：
首先透過頻率分析或者樣式單詞分析的方法，判定是否用的是凱撒密碼。如果是，則可以使用窮舉的辦法，按照字母系統尋找偏移量。由於使用愷撒密碼進行加密的語言一般都是字母文字系統，因此密碼中可能是使用的偏移量也是有限的，26個英文字母，至多偏移25位。
頻率分析是基於某些字母在英文寫作中出現不同頻率的事實 – 例如，e通常最常出現，其次是t和a；而q和z出現次數最少（見下圖）。
參考如下加密文字:
pz aol tvza mylxblua slaaly pu aopz zlualujl
如果算上字母，你會注意到l的出現頻率高於其他任何字母（8次）。因此，如果這是替換密碼並且原始訊息是英語，則l代表e是安全的猜測，l與字母表中的e相距7個空格。如果位移量是7，則這組密碼文字將變成：
is the most frequent letter in this sentence
對於非常短的訊息，手動執行暴力攻擊或頻率分析可能很容易，但對於整個段落或文字頁面來說可能會非常耗時。
二、近代密碼學時期
enigma（轉輪密碼機）：多表替代密碼
enigma（轉輪密碼機）由德國工程師arthur scherbius創造，在二戰時是德軍用來傳播資訊的加密機，彼時，英法聯軍完全不知道德國正在借用此機器傳遞資訊。
加密方法：
enigma的加密原理是多表替代——透過不斷改變明文和密文的字母對映關係，對明文字母們進行著連續不斷的換表加密操作。
密碼機設計有3個轉輪，在每個轉輪的邊緣上標記26個德文字母，藉以表示轉輪的26個位置。經過巧妙的設計，每次轉輪旋轉後，都會停留在這26個位置中的某個位置上。在轉輪組內，轉輪們相互接觸的側面之間，都有相對應的電路觸點，可以保證轉輪組的內部構成通路。
於是，輸入的字母k，經過第一個轉輪，變成輸出字母r；之後這個r進入第二個轉輪，咱們假設它又變成了c；爾後，這個c再進入第三個轉輪，假設又變成了y。如此，初始字母k歷經3次輪轉，變成了誰也認不出來的y。
解密方法：
二戰時期，阿蘭·麥席森·圖靈（alan mathison turing）基於前人的經驗，從enigma的整個密文入手，設計了“圖靈炸彈機”來進行破解。
因為德國人會在特定時間傳送特定的電報，而“天氣”和“希特勒”這兩個詞是“明文庫”中最常見的兩個單詞。所以，圖靈採用基於明文的攻擊，在早上六點多的電報密文中尋找“天氣”和“希特勒”兩個單詞加密後的密文，就能根據明文和密文的對應關係計算出金鑰。
關於這段歷史的更多趣聞，感興趣的小夥伴可參見電影《模仿遊戲》。
三、現代密碼學時期
在1976年以前，所有的加密方法都是同一種模式：加密、解密使用同一種演算法，即對稱加密演算法（symmetric encryption algorithm）。在互動資料的時候，彼此通訊的雙方就必須將規則告訴對方，否則沒法解密。那麼加密和解密的規則（ 簡稱金鑰 ）的保護就顯得尤其重要，傳遞金鑰成為了最大的隱患。
當密碼學進入現代時期，從藝術變成科學，開始建造完備的體系，這一隱患被得以有效解決。同時，多種密碼學技術的誕生，也讓原本神秘變換的密碼學世界變得更加精彩紛呈。
重大歷史節點:
1976年，是現代密碼學的開端，密碼學開始由藝術轉為科學，並建立一套完整的理論體系。兩位美國計算機學家迪菲（w.diffie）、赫爾曼（m.hellman）提出了一種嶄新構思，可以在不直接傳遞金鑰的情況下，完成金鑰交換。這被稱為“ 迪菲赫爾曼金鑰交換 ”演算法，開創了密碼學研究的新方向。
1977年，三位麻省理工學院的數學家羅納德·李維斯特（ron l. rivest）、阿迪·薩莫爾（adi shamir）和倫納德·阿德曼（leonard m. adleman）一起設計了一種演算法，可以實現非對稱加密。這個演算法用他們三個人的姓氏首字母命名，叫做 rsa 演算法。
【 加密方式需要兩個金鑰：公開金鑰，簡稱公鑰（ public key ）；私有金鑰，簡稱私鑰（private key），公鑰加密，私鑰解密。rsa演算法也具有缺陷 : 效率相對較低 , 位元組長度限制等，在實際應用中我們往往會結合對稱性加密一起使用 , 秘鑰使用rsa演算法 】
1978年，ron l. rivest，leonard m. adleman以及 michael l. dertouzos提出了同態加密（homomorphic encryption）概念。允許對密文進行特定的代數運算後依然能得到加密的結果，將該結果解密以後的結果與對明文進行同樣運算的結果會保持一致
1982年，姚期智先生提出安全多方計算，即mpc。主要探討n個參與方必須各自輸入資訊去計算一個約定的函式。除了計算的正確性，這一計算過程還必須保障每個參與方輸入資料的隱私。
1989年，麻省理工學院研究人員goldwasser、micali 及 rackoff提出了“零知識證明”的概念。指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的資訊的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。
隨著人類科技水平的不斷進步，密碼學和密碼分析學技術得以推陳出新，這驅動著密碼從業者不斷突破創新，讓密碼學技術發揮出應有價值，得以運用在社會生活的各個角落。
