什么是 Cryptography？

Cryptography 是现代数字安全的基础，为日益互联的世界提供防护，防止敏感信息遭到未经授权的访问。随着网络犯罪持续冲击全球数百万用户，深入理解计算机系统中的 Cryptography 已成为数字时代的必备知识。

什么是 Cryptography？

Cryptography 是通过将可读信息转化为不可理解的形式，实现双方安全通信的科学与技术。该词源于希腊语，意为“隐藏的书写”，准确概括了其核心功能。在计算机系统中，Cryptography 让双方能够安全交换敏感信息，同时防止第三方窃取或破解通信内容。

加密过程的基本组成包括明文和密文。明文是原始、易读的信息，如英语文本；密文则是加密后的内容，表现为随机且无法识别的数据。例如，“I love you”可被编码为“0912152205251521”，每个字母对应字母表位置（A=01，B=02 等）。

明文转密文称为加密，密文还原为明文称为解密。双向流程确保只有拥有正确解密方法的授权方才能读取原始信息。

加密历史简述

现代计算机系统中的 Cryptography 虽依赖先进算法与复杂架构，但其起源可追溯至数千年前。古代文明早已意识到安全通信的重要性，部分埃及墓穴中的特殊象形文字或许就是早期加密的雏形。

历史上著名的加密创新之一来自凯撒，他为军事通信设计了凯撒密码。这种替换密码将字母表中的每个字母向后移三位（A变D，B变E），为当时提供了高效的加密方式。该技术奠定了后续诸多加密方法的基础。

Cryptography 在政治和战争中发挥了重要作用。16世纪，苏格兰女王玛丽和支持者巴比顿采用了复杂的编码系统，包含23个用于字母的符号、25个用于单词的符号及多个干扰符号。沃辛厄姆团队成功截获并破解密码，揭露了针对伊丽莎白一世的暗杀阴谋，最终导致玛丽于1587年被处决。

20世纪，Cryptography 进入机械时代，纳粹德国在二战期间使用 Enigma 密码机，通过多组转子每日变换加密配置。英国数学家图灵发明的“Bombe”机器成功破译德军密码，为盟军胜利提供了关键支持。

二战后，Cryptography 从物理编码升级为数字加密。IBM 联合美国国家安全局于1977年推出数据加密标准（DES），成为近二十年主流加密技术。随着计算能力提升，DES 逐渐暴露安全短板，先进加密标准（AES）应运而生，目前已成为计算机加密的行业标准。

什么是加密密钥？

密钥是所有加密系统的核心工具，用于加密和解密信息。历史上，密钥指特定的密码规则或替换方式。例如，沃辛厄姆破解巴比顿信件符号后，就掌握了解密“密钥”。

在现代数字系统中，加密密钥发展为与算法配合使用的复杂字母数字序列。这些密钥可以将明文加密成密文，反之亦然，只有拥有正确密钥的用户才能访问原始信息。密钥的长度和复杂度直接决定了系统的安全性，密钥越长，防御非法破解的能力越强。

两大类加密方式

现代加密系统在计算机领域主要分为两种密钥体系，各自适用于不同场景。

对称密钥加密是传统方式，即同一密钥负责加密与解密。发送方和接收方需共享同一密钥以实现信息加密和访问。AES（Advanced Encryption Standard）是对称加密的典型代表，采用128、192或256位密钥对数据进行加密。对称加密速度快、效率高，但密钥分发与管理存在安全挑战。

非对称密钥加密又称公钥加密，70年代问世，彻底变革了安全通信。该体系包含公钥（公开用于接收加密信息）和私钥（仅持有者所有，用于解密及签名）。公钥类似公开地址，任何人可用于发送加密信息，私钥则是唯一专属的解密凭证。

加密货币正是非对称加密在计算机网络中的应用。比特币采用椭圆曲线加密保障区块链交易安全。用户通过自托管钱包同时掌控公钥与私钥，实现对数字资产的自主管理，无需中介机构。公钥可公开用于接收加密货币，私钥则用于确保资产的专属控制。

Cryptography 的应用场景

Cryptography 已成为计算机系统保护敏感数据的核心技术，广泛应用于各类数字服务。用户在电商网站填写信用卡信息、登录邮箱或访问网银时，后台加密协议自动保障个人数据安全，绝大多数用户在不知情的情况下已受益于此。

加密货币革命是 Cryptography 在计算机应用中的重要突破。比特币用非对称加密构建了无需传统金融中介的安全点对点支付体系。钱包中的公钥与私钥组合让用户拥有数字资产的完整自主权，彻底摆脱银行和政府的金融控制。

以太坊通过智能合约进一步拓展了加密的应用边界。智能合约是可自动执行的区块链程序，基于非对称加密和去中心化架构，实现无需中心化管理的应用服务。与传统企业控制的网络应用不同，这些系统无需收集大量个人数据即可运行。

在加密货币生态中，用户通过连接钱包使用应用，无需注册密码和邮箱。身份认证依靠私钥生成的加密签名，授权访问金融平台或区块链游戏等服务。这一方式大幅减少用户需提交的个人信息，有望重塑数字隐私与安全标准。

结论

Cryptography 已成为计算机系统数字安全的基石，从古代密码发展到今日保护数十亿在线交易的复杂算法。其核心原则——通过加密将明文转为密文，通过密钥授权解密——始终未变。对称与非对称加密技术为不同安全场景提供了灵活解决方案，包括电商交易与加密货币网络。随着网络威胁不断升级，Cryptography 在数字应用中的作用将持续保障信息安全，维护数字信任。区块链等创新技术的推动，预示着这一“隐藏书写”传统将持续影响未来的隐私保护、安全保障与数字互动。

常见问题

Cryptography 有哪四种类型？

包括对称密钥加密、非对称密钥加密、哈希函数和数字签名。

什么是 Cryptology？举例说明。

Cryptology 是关于安全通信的研究。例如，凯撒密码通过固定位移方式编码字母进行加密。

Cryptography 有哪些典型应用？

典型应用包括凯撒密码（字母位移）、RSA 加密（公钥体系）、AES（对称加密）、数字签名（数据完整性验证）。