密码在我们的生活中有着重要的作用，那么密码究竟来自何方，为何会产生呢？这篇文章介绍了密码学的相关知识，欢迎感兴趣的童鞋阅读。

密码学是 *** 安全、信息安全、区块链等产品的基础，常见的非对称加密、对称加密、散列函数等，都属于密码学范畴。

密码学有数千年的历史，从最开始的替换法到如今的非对称加密算法，经历了古典密码学，近代密码学和现代密码学三个阶段。密码学不仅仅是数学家们的智慧，更是如今 *** 空间安全的重要基础。

01 古典密码学

在古代的战争中，多见使用隐藏信息的方式保护重要的通信资料。比如先把需要保护的信息用化学药水写到纸上，药水干后，纸上看不出任何的信息，需要使用另外的化学药水涂抹后才可以阅读纸上的信息。

再比如把需要保护的信息写到送信人的头皮上，等头发长出来后，把送信人送达目的地，再剃光头发阅读信息。

这些 *** 都是在保护重要的信息不被他人获取，但藏信息的方式比较容易被他人识破，例如增加哨兵的排查力度，就会发现其中的猫腻，因而随后发展出了较难破解的古典密码学。

1. 替换法

替换法很好理解，就是用固定的信息将原文替换成无法直接阅读的密文信息。例如将b替换成w，e替换成p，这样bee单词就变换成了wpp，不知道替换规则的人就无法阅读出原文的含义。

替换法有单表替换和多表替换两种形式。单表替换即只有一张原文密文对照表单，发送者和接收者用这张表单来加密解密。在上述例子中，表单即为：abcde-swtrp。

多表替换即有多张原文密文对照表单，不同字母可以用不同表单的内容替换。

例如约定好表单为：表单1：abcde-swtrp、表单2：abcde-chfhk、表单3：abcde-jftou。

规定之一个字母用第三张表单，第二个字母用之一张表单，第三个字母用第二张表单，这时bee单词就变成了(312)fpk，破解难度更高，其中312又叫做密钥，密钥可以事先约定好，也可以在传输过程中标记出来。

2. 移位法

移位法就是将原文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后得出密文，典型的移位法应用有“恺撒密码”。

例如约定好向后移动2位（abcde-cdefg），这样bee单词就变换成了dgg。

同理替换法，移位法也可以采用多表移位的方式，典型的多表案例是“维尼吉亚密码”（又译维热纳尔密码），属于多表密码的一种形式。

维尼吉亚密码

3. 古典密码破解方式

古典密码虽然很简单，但是在密码史上是使用的最久的加密方式，直到“概率论”的数学 *** 被发现，古典密码就被破解了。

英文单词中字母出现的频率是不同的，e以12.702%的百分比占比更高，z只占到0.074%，感兴趣的可以去百科查字母频率详细统计数据。如果密文数量足够大，仅仅采用频度分析法就可以破解单表的替换法或移位法。

多表的替换法或移位法虽然难度高一些，但如果数据量足够大的话，也是可以破解的。以维尼吉亚密码算法为例，破解 *** 就是先找出密文中完全相同的字母串，猜测密钥长度，得到密钥长度后再把同组的密文放在一起，使用频率分析法破解。

02 近代密码学

古典密码的安全性受到了威胁，外加使用便利性较低，到了工业化时代，近现代密码被广泛应用。

恩尼格玛机

恩尼格玛机是二战时期纳粹德国使用的加密机器，后被英国破译，参与破译的人员有被称为计算机科学之父、人工智能之父的图灵。

恩尼格玛机

恩尼格玛机使用的加密方式本质上还是移位和替代，只不过因为密码表种类极多，破解难度高，同时加密解密机器化，使用便捷，因而在二战时期得以使用。

恩尼格玛机共有26个字母键和26个带有字母的小灯泡，当按下键盘上的键时，加密后的密文字母所对应的小灯泡就会亮起来，依次记录密文发送给接收者就实现了密文传输。接收者也用相同的恩尼格玛机，依次输入密文并获取原文。

密码机内装有“转子”装置，每按下键盘上的一个字母，“转子”就会自动地转动一个位置，相当于更换了一套密码表。最开始“转子”只有6格，相当于有6套密码表，后来升级到了26格，即有26套密码表。