區塊鏈:密碼學起源——由【凱撒加密】到【一次一密】

眾所周知，密碼學是數字加密貨幣的基礎，它保證了我們資產的安全，也是挖礦的底層規則。但是，大部分對密碼學知之甚少，也就很難看懂區塊鏈項目的加密方式，看不懂，就談不上對項目有什么的信仰，只能隨波逐流的炒幣。為了解決大家的困惑，獵豹區塊鏈將會出品一系列的密碼學文章，從最古老加密方式開始，層層深入，幫助大家理解密碼學里的很多概念，判斷區塊鏈項目的安全性。凱撒加密

第一種眾所周知的密碼，是公元前58年左右由凱撒大帝使用的凱撒密碼，凱撒在他的軍事命令中，將每一個字母都進行了位移，以防止他的敵人在截獲凱撒的軍事命令之后，直接獲取到他的真實情報。凱撒加密是最簡單的加密方式，加密的雙方首先要對字母的位移數字達成共識，比如，我們約定好的加密位移的數字是3，那么，我發送的每一個字母都要經過3個位移，假設我的明文是“attack”，經過位移為3的凱撒加密之后，就會變成“dwwtfn”。然后把加密過的文字通過送信人發給對方，這樣，即使敵人抓到了這個送信人，拿到的也是一堆看不懂的文字，而成功拿到密文的將軍們，再通過把密文的每個字母減3的方式，就能得到真實的明文信息，而這個過程，就稱之為解密。凱撒密碼是最早的加密方法，被西方的軍事將領們沿用了數百年。終于在800年后，被一位名為為AI-Kindi的阿拉伯數學家破解凱撒密碼：如果你掃描任何一部英文書的文字，然后計算出每個字母所使用的頻率，你會發現驚人的秘密，那就是在英語文字中，使用頻率最高的字母永遠是e，這是英文的文字性質決定的，而寫密文的人并不會意識到。在密碼學中，這被稱為指紋。所以，只要我們找到密文中使用頻度最高的字母，再與字母e比較，就能找到凱撒密碼的加密位移，比如在密文中，使用頻率最高的是h，那么，我們可以推斷，加密的位移是3，拿到加密位移，就能推斷出所有明文。這種方式被稱為頻度分析，它的出現對凱撒密碼的安全性是非常大的打擊。但是，一個強大的密碼是可以掩蓋這種指紋的，而掩蓋指紋的方式，就是使字母使用的頻率分布變得均勻。多表密碼

動態 | 谷歌將采用密碼學以保持數據集的私密性:據wired報道，谷歌將發布一個名為Private Join and Compute的開源加密工具。它有助于連接來自不同數據集的數字列，以計算在整個數學過程中加密和不可讀數據的總和，計數或平均值。只有計算結果才能被所有各方解密和查看 - 這意味著你只能獲得結果，而不能獲得你未擁有的數據。該工具的加密原理可以追溯到20世紀70年代和90年代，但谷歌已經重新利用并更新它們，以便與當今功能更強大、更靈活的處理器配合使用。[2019/6/21]

在15世紀左右，有人提出了多表密碼來實現這一目的，多表密碼與凱撒密碼不同的是，不在是使用單一的數字進行位移加密，而是引用一個位移單詞。這種加密的方式的第一步，是確定這個位移單詞，假設是“world”，然后，將這個單詞根據在字母表的位置，把這個單詞轉換為數字，“world”→“21、15、18、12、4”，接下來，把這一列數在信息編碼的過程中一直重復，把明文的信息根據這個數列進行位移。假設明文是“abcdefghij”，經過加密之后的密文就是“vrvqjbwavo”這樣，把密文發給同伴的時候，同伴可以根據事先約定好的秘密單詞，減去相應的位移來對信息進行解密。假如密文被截獲，竊聽者計算出字母使用的頻率，他將會發現更平坦的分布。那么他將會怎么破解呢？其實很簡單，大家記住，破密者尋找信息泄露，也就是尋找局部指紋，只要在字母的頻率上存在差別，就會發現信息的泄露，這個差別是由密文里的重復引起的。這個例子中，發布者的密碼利用了一個重復的單詞，為了破解加密，竊密者首先需要確定所使用的位移單詞的長度，而不是單詞本身，他需要對全部信息進行統計，檢查不同間隔的頻率分布，當他檢查以5個字母為周期的頻率分布時，指紋就自己出現了。所以，這種使用多重位移的加密方法，與凱撒使用的單一位移加密法比較，強度在于，確定位移單詞的長度所用的時間，所以，位移單詞越長，信息就越安全。多表密碼雖然比凱撒密碼安全性大大增加，但是理論上，只要花時間是可以進行破解的。一次一密

聲音 | “現代密碼學之父”迪菲：量子計算不會威脅到區塊鏈:據澎湃消息，3月27日，被譽為“現代密碼學之父”的圖靈獎得主惠特菲爾德?迪菲（Whitfield Diffie）在博鰲亞洲論壇上接受澎湃新聞采訪時表示，量子計算只會威脅到密碼學中非常窄、但非常重要的一個領域，上世紀70年代建立起來的公鑰加密體系會變得脆弱。但密碼學中的許多技術，包括區塊鏈用到的哈希編碼在量子計算面前并不脆弱。[2019/3/27]

那有沒有保證信息絕對安全的加密方法呢？答案是隨機性加密。想象一下，如果加密者投擲一個26面的骰子，來生成一長列隨機位移的數字，然后與解密者共享，來取代位移單詞，用這個隨機數列進行字母的移位，數列的長度與信息的長度是一致的，這是很重要的，已避免任何的重復，然后他把密文發送給接收者，接收者使用她給的一列隨機位移數字來解密信息。如果采取這種方式，第三方竊聽者就很難解開了，首先，位移永遠不會陷入重復的模式里，第二，密文將會有一個均勻的頻率分布，因為沒有頻率差別，也就沒有信息泄露，所以，破解加密基本上是不可能了。這就是最強的加密方法，它出現在19世紀末期，現在，它被稱為一次一密。關于一次一密的是如何實現的，我將會在下一篇文章中給大家揭曉，敬請期待。

美國國家標準和技術研究所的研究人員宣布 密碼學中隨機數的方面出現突破:美國國家標準和技術研究所的研究人員最近宣布，在密碼學最重要的一個“隨機數的產生”方面取得了突破。這種實驗性的新技術可能會對網絡安全產生巨大影響。在以電子方式運行現代世界的“1”和“0”的數字面紗后面，隨機數字每天都要在加密過程中進行數千億次的排序，這些過程通過不斷擴大的互聯網為全球提供數據。[2018/4/19]

V神回應EOS創始人對其使用經濟激勵和密碼學來治理社區言論的質疑:4月1日，Vitalik發文回應經濟激勵和密碼學來治理社區言論的質疑，V神表示：

1.希望創造一些工具，供至少2/3的誠實競爭團隊使用。但這2/3的人是誠實的不等于2/3的資本是誠實的。

2.靠思想來競爭的社區將比購買選票的社區更有競爭力。

3.不過現在的情況不可能“證明”個人的經濟風險，因為他們可能比內部人員有更多的獲益或損失。

4.密碼學永遠無法證明的事就是審查制度。[2018/4/2]

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