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密碼學(xué)是數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)交叉。主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用：一個(gè)就是加密通信；另一個(gè)方向是數(shù)字簽名。
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數(shù)字簽名跟紙筆簽名類似，可以用來(lái)認(rèn)證簽署人身份。密碼學(xué)早期主要用于軍事領(lǐng)域，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，民用方面涉及電子商務(wù)、銀行支付、數(shù)字版權(quán)等領(lǐng)域也普遍得到應(yīng)用。
最近幾年，區(qū)塊鏈和加密貨幣興起，密碼學(xué)的發(fā)展又進(jìn)入了一個(gè)新的階段，區(qū)塊鏈的底層是密碼學(xué)技術(shù)，但是也涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)。
01
互聯(lián)網(wǎng)上的密碼學(xué)
密碼學(xué)包括：加密、解密、密文和密鑰。比如A有份秘密文件傳給B，首先通過(guò)加密算法把文件轉(zhuǎn)換成密文，密文就是一些看起來(lái)不知所云的內(nèi)容。B收到密文后，通過(guò)對(duì)應(yīng)的解密算法，就可以把密文再轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)。
那么密鑰是什么呢？其實(shí)在加密和解密運(yùn)算過(guò)程中有兩個(gè)要素，一個(gè)是算法，另外一個(gè)是密鑰，英文叫 key 。key 就是參與加密解密運(yùn)算過(guò)程的一小段數(shù)據(jù)。
目前流行的加密解密算法一般都是公開(kāi)的，因?yàn)椴还_(kāi)一般也沒(méi)人敢用，怕有后門。所以信息的安全完全在于加密人和解密人手里握的key 。
例如凱撒密碼，凱撒要給他的將軍發(fā)一封密信，凱撒使用的算法是把字母按照字母表順序往后移動(dòng)一定的位數(shù)，比如信息本來(lái)是 A ，現(xiàn)在往后移動(dòng)3個(gè)位數(shù)，就變成了 D ，這樣生成的密文就誰(shuí)也看不懂了。
這個(gè)過(guò)程中算法是“字母偏移”，而 key 就是3。將軍收到密文后，根據(jù)同樣的算法和 key 反推就可以解密。
隨著電氣革命興起，發(fā)明了專門用于加密的硬件器材。但是真正密碼學(xué)的大發(fā)展是在計(jì)算機(jī)興起之后，尤其是互聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)。
互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，所有信息都是在公共區(qū)域進(jìn)行傳輸，任何人都可以截取我們的數(shù)據(jù)，于是在數(shù)據(jù)傳輸之前進(jìn)行加密就顯得尤其重要，當(dāng)代的密碼學(xué)也是在這個(gè)情景下來(lái)發(fā)展的，因此當(dāng)代密碼學(xué)被稱為“互聯(lián)網(wǎng)上的密碼學(xué)”。
沒(méi)有不可破解的密碼！理論上，任何密碼都可以通過(guò)暴力搜索的方式來(lái)破解。互聯(lián)網(wǎng)上的加密算法都是公開(kāi)的，所以 key 的一些特征也是明確的，例如總共多少位。
利用計(jì)算機(jī)暴力搜索的方式去破解是一種很容易想到的攻擊方式。
這就給加密算法的設(shè)計(jì)者提出了一個(gè)基本要求，那就是算法一定是要保證足夠的計(jì)算難度，使得破解密碼所花時(shí)間是不可接受的，例如一萬(wàn)年。沒(méi)有不可以破解的密碼，只有很難破解的密碼，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度不斷的提升，加密算法也需要不斷迭代。
02
公鑰加密的核心地位
當(dāng)代密碼學(xué)分為兩套系統(tǒng)：對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密。其中非對(duì)稱加密也被叫做公鑰加密，是密碼學(xué)的核心技術(shù)。
在加密和解密過(guò)程中都有 key 參與，如果加密和解密使用同一個(gè) key ，這就是對(duì)稱加密技術(shù)，反之是非對(duì)稱加密技術(shù)。
具體做法是首先生成一對(duì) key ，其中一個(gè)是公鑰，Public Key ，公鑰是可以公開(kāi)給任何人的，另外一個(gè)是私鑰，Private Key ，要嚴(yán)格保密。發(fā)送方首先拿到接收方的公鑰，用公鑰把信息加密，接收方收到密文后，用私鑰解密獲得信息。
之所以公鑰和私鑰能夠這樣配合工作，是因?yàn)樗鼈儍蓚�(gè)天生就是一對(duì)兒，有著天然的數(shù)學(xué)聯(lián)系，具體的聯(lián)系方式就跟使用的具體的加密算法有關(guān)了。
非對(duì)稱加密中最著名的算法有兩種，一個(gè)是 RSA，是非對(duì)稱加密技術(shù)的開(kāi)山鼻祖；另外一個(gè)是 ECC，也就是橢圓曲線算法（Wisdom Chain采用的就是橢圓曲線算法）。ECC是一種更高效的加密算法。
對(duì)稱加密在發(fā)送方和接收方使用相同的 key ，所以建立安全通信的前提是雙方先要有共享的 key 。在沒(méi)有加密通道的情況下，key 應(yīng)該如何安全的傳遞給對(duì)方呢？
這個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)上是非常有挑戰(zhàn)性的。相對(duì)比之下，公鑰加密技術(shù)要分享的是公鑰，不用擔(dān)心泄露問(wèn)題，相對(duì)要安全一些，另外公鑰加密技術(shù)也衍生出了數(shù)字簽名技術(shù)。
當(dāng)然，公鑰加密技術(shù)也需要考慮如何確認(rèn)公鑰所有人等技術(shù)問(wèn)題，所以就有了發(fā)證機(jī)構(gòu)CA。
總的來(lái)說(shuō)：第一，密碼學(xué)是對(duì)安全通信技術(shù)的研究，要能抵御各種惡意攻擊。第二，密碼學(xué)的底層是數(shù)學(xué)，密碼學(xué)的安全取決于一個(gè)難度足夠高的數(shù)學(xué)問(wèn)題，保證計(jì)算機(jī)在可接受的時(shí)間跨度內(nèi)根本不可能運(yùn)算出密鑰。第三，當(dāng)代密碼學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的密碼學(xué)，關(guān)鍵性技術(shù)是公鑰加密技術(shù)。
