密碼學起源——由【凱撒加密】到【一次一密】_區塊鏈:區塊鏈技術不包括哪一項

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

林煌博士：輕模式的隱私應用是密碼學技術在隱私保護實踐中很重要的一步:在今日的《金色深核》線上直播中，針對“假設我們要解決多公司之間數據需要保密且共同使用的問題，三個技術路線如何去做？去年Maskbook火了一下，各位如何看待這種“輕模式”的隱私應用？”Suterusu林煌博士表示關于多個公司之間進行保密數據的安全計算，這個需要結合零知識證明和安全多方計算才能解決。如果我們考慮一種簡單的情況，只有兩方進行安全計算，一方可以將自己的數據用門限同態加密方案的公鑰加密后傳輸給另一方，另一方依據加密自己的數據生成密文，然后在兩個密文上做預定的同態運算，最后雙方合作把完成同態操作的密文解密。零知識證明可用于保證這個過程的計算可靠性（computational integrity），比如如何保證生成的加密密文確實是按照正確加密步驟生成的密文且加秘方知道原始明文呢？我們可以使用零知識證明算法針對加密電路生成能夠驗證明文和密文之間符合加密電路邏輯的證明。輕模式的隱私應用毫無疑問是密碼學技術在隱私保護實踐中很重要的一步，但這個領域還有很多可以做的事情。[2020/3/11]

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

聲音 | 密碼學家 Nick Szabo：比特幣有能力取代黃金 央行會求助于加密儲備:據 oracletimes消息， Nick Szabo是一位著名的密碼學家，他相信比特幣有能力取代黃金。換句話說，央行也許有一天會求助于加密儲備，作為補充國家黃金儲備的一種方式。據行業專家稱，經濟有問題的國家使用加密也會增加。[2019/1/11]

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。

現場 | 姜海：密碼學將隨著黎曼猜想等理論研究的深入迎來大發展:金色財經現場報道，今日，2018可信區塊鏈峰會在北京召開。在主題為“區塊鏈安全焦點關注”的區塊鏈安全論壇上，丁牛科技有限公司CEO姜海結合最近黎曼猜想被證明引起了密碼學界的高度關注，分析了黎曼猜想與區塊鏈密碼安全。他提出，盡管黎曼猜想的證明對于傳統密碼安全有極大的沖擊，但是區塊鏈技術的安全建立在SHA-256、橢圓曲線、算法校驗等基礎之上，在使用過程中能夠極大地抵抗密碼攻擊。盡管最近有很多的安全事件發生，而其根本原因在于程序的違規操作。未來隨著隨機發生器、量子計算機以及黎曼幾個等基礎理論的研究，密碼學將會有更大的發展空間。[2018/10/10]

金色財經現場報道 Ripple首席密碼學家：Ripple一直非常關注現實世界的支付用例:金色財經現場報道，今日Coindesk 2018共識會議正式在紐約開幕。在有關互操作性競賽的圓桌討論時，Ripple首席密碼學家David Schwartz表示：“我們一直非常關注現實世界的支付用例，這就是為什么Ripple構建了Interledger，這是一個并不關心人們使用什么網絡的簡單協議。”[2018/5/15]

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