加密算法

Guderian出品

加密算法的历史

加密算法是一种古老的算法，在人类几千年来的历史进程中，加密算法随着一场场战争的爆发而不断进步，从古罗马时代到第二次世界大战，从凯撒密码到恩尼格玛密码。然而，就像矛和盾的关系一样，加密技术和解密技术也在不断螺旋式发展。下面，笔者将向读者朋友们介绍一种古老的科技：凯撒密码。

在战争中，命令的传递往往需要通过传令兵。如：

后方指挥部 ———传令兵携带命令“攻打X城”———>我方部队
可是，一旦传令兵被敌方抓获，重要的军事情报就会泄露给敌方。

后方指挥部—命令“攻打X城”—>敌方部队
甚至，敌人可能会篡改命令，并收买传令兵把假情报传给我方部队。

后方指挥部—命令“攻打X城”—>敌方部队—命令“攻打Y城”—>我方部队
这样一来，我方部队就会完全落入敌方陷阱中。为了防止这种情况发生，在没有更好的传达命令的方法的情况下，我们不妨修改命令的内容，让敌人即使截获了命令，也无法看懂命令的内容，这就是对信息的加密。

后方指挥部—命令“@#￥！！”—>敌方部队：？？？
如何进行加密呢？有一种非常朴素的加密方法叫凯撒密码，它的基本思路就是偏移。

如图所示，图中第一行的字母代表明文，第二行字母代表密文。这个加密算法十分简单，选择一个偏移量，此处是3，把明文当中的所有字母按照字母表的顺序向后偏移三位，从而生成密文。比如：

A - > D
B - > E
C - > F
LOL - > MPM

这样一来，就算我军的密码被敌军截获，敌军也无法看懂。一旦我方部队收到了我方的命令，只要逆转原来加密的过程，把密文以偏移量3往左偏移解密为明文，就可以正确收到我方的命令。假设敌军已知我方的加密算法，想要破解，把26个字母都试一遍，终究可以得到正确的原文，这就叫暴力破解。

现代加密算法

1.对称加密算法

明文--密钥-->密文--密钥-->明文
这很好理解，这就好比给你需要传递的信息加上一把锁，这把锁的钥匙只有你和信息接收方拥有，这样就算信息被截获，也只能看出一堆乱码。只要传递方与接收方事先得到一致的密钥，双方就可以安全进行信息往来。

常见的对称加密算法有DES算法和3DES算法，它的基本方法是替换+移位；还有美国联邦政府采用的AES算法；还有RC-5算法和IDEA算法。office Word、Excel、Powerful、pdf、WinRAR的加密算法都属于对称加密算法。

对称加密算法的优点是简单高效，然而缺点却也很明显，那就是安全性低。比如下面这种情况：

你想要给某人通过QQ发送一个加了密的word文档，你发过去了但你的小伙伴打不开，那他当然会向你要密码。为了让他能顺利打开这个文档，你又要给他发送文档的密码。这样一来，你的文档就没有任何安全性可言了。如果你的文档被不怀好意的人截获，那他当然也能截获你的密码。

为了解决对称加密算法安全性低的问题，科学家发明了非对称加密算法。

2. 非对称加密算法

明文--公钥-->密文--私钥-->明文

明文--私钥-->密文--公钥-->明文
在非对称加密算法中有一对密钥，其中一个叫公钥、另一个叫私钥。如果要加密一个文档，我们既可以用公钥加密文档，用私钥解密文档；也可以用私钥加密文档，用公钥解密文档。最常见的非对称加密算法就是大名鼎鼎的RSA算法，几乎无法破解。

非对称加密算法的缺点是效率低下，然而其优点是安全性极高，解决了对称加密算法的安全性低的问题。比如下面这种情况：

在一间公司中，每一个员工都有自己的一对公钥和私钥，公钥可以交给他人，但是私钥只有自己知道。员工之一的你想要给同样为员工的某人通过QQ发送一个文档，你只需要向接受者索要他的公钥，他就会光明正大地通过QQ发给你，你再利用他的公钥给文档加密，然后光明正大地通过QQ发给他，他接收到你发送的已用他的公钥加密过的文档之后，就可以用他的私钥解密，从而顺利的查看文档了。在这个过程中，就算文档和公钥都被截获，因为没有相应的私钥，也无法正常还原。因此，这个非对称加密算法的安全性比对称加密算法提高了一个等级。