什么是密码学

说到密码，大家自然会联想起政治和军事活动，联想到谍报人员。事实上，现在密码与我们的日常生活的联系已经非常紧密。譬如，你在银行里存款的存折要设定密码；某些单位为了存放重要的文件要使用密码箱；银行的计算机网更要通过密码系统来保护数据的安全。

随着计算机的应用日益朝着机、网、库联成一体的方向发展，人们对于数据安全性的要求已经远远超出了传统的保密的概念，形成了密码算法和密钥管理体制相结合的一个现代化的崭新学科——密码学。现代密码学区别于传统密码学的重要特征是，必须用最低的代价和最高的效率，并且用最保险的方法来保护电子数据处理（EDP）系统收集的和与之通信的大量数字化信息。

密码学的基本问题是设计“把可懂的数据序列（明文）转换成看起来是随机的数据序列（密文）”的方法，使它能经得起很强的密码分析，而后者就是对手侵入加密通信，并恢复原有信息的技术。完成这种变换的方法中，包含着一个编码系统。编码系统需要一个码本或码字典，它说明字、词、句如何翻译成相应的密码组。密码系统具有两个基本部件，一是密码算法，它是一个过程，或一组规则或步骤；二是一组可变的密钥，它是由使用者选取的一组较短的、秘密的数字或字符序列。

密码算法可以认为是数目非常大的变换群，而一个特定的变换则依赖于所使用的特定的密钥。每一个变换都将明文变成密文，从明文到密文的变换称为加密。每一个变换也需有唯一的反变换，这个反变换称为解密，它也是以一个密钥来识别的。上述概念我们可以用数学术语中的函数来表示。令P代表所有可能的明文组合的集合，P=｛p₁，p₂，…，p_n｝；C代表所有可能的密文组合的集合，C={c₁，c₂…，c_n；加密过程可以用规则E来说明。对于p中每一个成员p，在C中有成员C与之对应，c=E（p）。E即变换函数，集合P称为函数的域，集合C称为函数的关联域。

20世纪70年代，随着完善的基于加密的规程和密码学应用新领域的出现，密码学以前所未有的速度突飞猛进。1977年1月15日，美国国家标准局通过一项加密算法作为美国联邦政府的标准，这就是数据加密标准（DES），它是密码学研究和发展的里程碑。后来，1980年12月，美国国家标准协会决定将这一算法作为美国商用加密算法。另一里程碑是公开密钥的密码学，如RSA算法和背包式算法，这在下一篇“为什么有的密码公开了加密方法仍然不泄密”中将作简单介绍。

对于保护通信数据的安全，特别是保护大型通信网络，如电话线路、微波、卫星上传输的信息来说，密码学是唯一实用的手段。

关键词：密码 加密 解密 密钥