解码历史:密码学的故事-第 3 部分
作者:Ben

第 3 部分:计算机如何解锁密码学的新维度

革命的前奏

20世纪中叶预示着密码学的巨大转变,这门学科在此之前已经发展了数千年,但仍然以手动和机械过程为基础。第二次世界大战的后果和冷战的爆发为安全通信带来了复杂的挑战和需求,引发了一场将从根本上改变密码学的革命:数字计算机的出现。

建筑基础

在深入了解密码学计算机革命的核心之前,必须了解先驱者奠定的架构和理论基础,他们的工作将直接影响密码计算的发展。

艾伦·图灵的愿景: 如前一部分所述,艾伦·图灵对通用机器(后来称为图灵机)的概念化为计算机提供了理论框架。他在第二次世界大战期间研究了诸如Bombe之类的密码机器,旨在解密德国之谜,这突显了密码学中自动计算的潜力。

克劳德·香农的信息论: 几乎同时,克劳德·香农发表了具有里程碑意义的论文《通信数学理论》,为数字通信和密码学奠定了基础。香农的工作引入了信息熵和冗余等关键概念,这对于理解密码系统的安全性至关重要。

电子计算的兴起

从机械计算机向电子计算机的过渡标志着密码学的关键时刻。像ENIAC这样的早期计算机主要用于复杂的弹道计算,很快就展示了其在密码学应用中的潜力。

从ENIAC到UNIVAC:ENIAC以及后来的UNIVAC的发展展示了电子处理的力量。这些机器能够以前所未有的速度执行计算,并能够执行加密和解密必不可少的任务。

数字计算机时代的密码学

随着数字计算机的出现,密码学开始发生巨大变化。快速处理复杂算法的能力以及计算机生成的加密密钥随机数的引入为安全通信开辟了新的途径。

对称密码学的演变: 数字计算机的使用使对称(或密钥)密码学得以增强,从而允许使用更复杂的加密方法。20世纪70年代推出的数据加密标准(DES)体现了使用计算机开发加密标准的例证,该标准将在全球范围内保护数字信息。

公钥密码学

尽管直到1970年代末才实现向公钥密码学的概念飞跃,但数字计算的进步使之成为可能。对称加密的局限性,尤其是通过非安全渠道进行安全密钥交换的挑战,凸显了采用新方法的必要性。

为 Diffie、Hellman 和 Merkle 搭建舞台: 正是在这种数字技术蓬勃发展和安全需求不断升级的环境中,惠特菲尔德·迪菲、马丁·赫尔曼和拉尔夫·默克尔开始了他们的工作。他们的努力最终将引入公钥密码学,这是一个革命性的概念,有望解决新兴数字世界中密钥分发和安全通信的困境。

迈入一个全新的时代

数字计算的出现带来了全新的加密方法,带来了定义未来的创新。在下一部分中,我们将进一步探讨公钥密码学,这是一项应对安全密钥交换挑战的突破,并开始探讨区块链技术和零知识的起源;前沿的发展继续重新定义我们的数字世界。