加密学常识
以下是加密学（Cryptography）的一些基本常识，涵盖核心概念、常见算法类型及其应用场景，适合初学者了解：
一、什么是加密学？
加密学（Cryptography） 是研究如何保护信息安全的科学，主要目的是确保信息的机密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）、认证性（Authentication）和不可否认性（Non-repudiation）。
二、加密学的基本术语
- 明文（Plaintext）：原始的、未加密的信息。
- 密文（Ciphertext）：经过加密处理后的信息，看起来是乱码，只有授权者才能还原。
- 加密（Encryption）：将明文转换为密文的过程。
- 解密（Decryption）：将密文还原为明文的过程。
- 密钥（Key）：用于加密或解密的特殊信息，是保证安全的关键。
- 算法（Algorithm）：执行加密/解密的数学规则或步骤。
三、加密学的主要分类
1. 对称加密（Symmetric Cryptography）
- 特点：加密和解密使用同一个密钥。
- 优点：速度快，适合大量数据加密。
- 缺点：密钥分发困难，一旦密钥泄露，安全性丧失。
- 常见算法：
- DES（Data Encryption Standard，已不安全）
- AES（Advanced Encryption Standard，目前最常用的对称加密算法）
- 3DES、RC4、Blowfish 等
例子：你和你的朋友共享一个密码（密钥），用这个密码加密消息发给对方，对方用同一个密码解密。
2. 非对称加密（Asymmetric Cryptography） / 公钥加密
- 特点：使用一对密钥：公钥（Public Key）和私钥（Private Key）
- 公钥可公开，用于加密或验证签名
- 私钥必须保密，用于解密或生成签名
- 优点：解决了密钥分发问题，更安全。
- 缺点：速度较慢，不适合加密大量数据。
- 常见算法：
- RSA（最经典的非对称加密算法）
- ECC（椭圆曲线加密，效率高，安全性强）
- DSA、ElGamal 等
例子：你把公钥发给别人，别人用你的公钥加密消息，只有你用对应的私钥才能解密。或者你用私钥签名，别人用你的公钥验证是你发的。
3. 哈希函数（Hash Function） / 散列函数
- 特点：将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值（摘要）
- 特点与用途：
- 不可逆：无法从哈希值还原出原始数据
- 唯一性：输入稍有不同，哈希值差别很大（雪崩效应）
- 用于验证数据完整性、密码存储、数字签名等
- 常见算法：
- MD5（已不安全，易碰撞）
- SHA-1（已不推荐）
- SHA-2（如 SHA-256，目前广泛使用）
- SHA-3
- bcrypt、scrypt、PBKDF2（常用于密码哈希）
例子：你下载一个文件，官方提供了该文件的 SHA-256 哈希值，你下载后自己计算哈希，对比是否一致，确保文件未被篡改。
四、加密学的实际应用
1. HTTPS（SSL/TLS）：保障网页浏览的安全，使用非对称加密交换密钥，然后用对称加密传输数据。
2. 数字签名：确保消息来源真实且未被篡改，常用 RSA 或 ECC 实现。
3. 身份认证：如使用公钥基础设施（PKI）、数字证书。
4. 区块链与加密货币：如比特币使用椭圆曲线加密和哈希算法保证交易安全和不可篡改性。
5. 密码存储：网站不直接存用户密码原文，而是存储其哈希值（通常还加盐 salt）。
6. VPN、数据加密、安全通信等
五、加密学中的重要原则
- 柯克霍夫原则（Kerckhoffs's Principle）：一个加密系统即便算法公开，只要密钥保密，也应保持安全。
- 密钥管理：再强的算法，如果密钥生成、存储、分发、轮换管理不当，整个系统依然不安全。
- 不要自行设计加密算法：加密算法设计极其复杂，一般应使用经过广泛验证的标准算法（如 AES、RSA、SHA-256）。
六、常见误区
- 使用 MD5 或 SHA-1 存储密码或验证完整性（已不安全）
- 使用弱密钥或重复使用密钥
- 认为“加密了就绝对安全”（还需考虑实现、协议、密钥管理等）
- 自己造轮子设计加密算法或协议（极容易有漏洞）
七、学习资源推荐（入门）
- 书籍：
- 《图解密码技术》（结城浩 著，适合入门）
- 《Applied Cryptography》 by Bruce Schneier（经典，偏技术）
- 在线课程：
- Coursera / edX 上的 Cryptography 相关课程（如斯坦福的 Cryptography I）
- 工具：
- OpenSSL（命令行加密工具）
- GPG / PGP（用于邮件和文件加密）
如果你对某个具体领域（如 HTTPS 原理、数字签名、区块链加密、密码存储等）感兴趣，我可以进一步详细讲解！
