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計算機網絡信息安全技術上密碼技術的發展了那幾個階段?分別發生了那些顯著的變化?

主要分三個階段!

密碼學是壹個即古老又新興的學科。密碼學(Cryptology)壹字源自希臘文"krypto's"及"logos"兩字,直譯即為"隱藏"及"訊息"之意。密碼學有壹個奇妙的發展歷程,當然,密而不宣總是扮演主要角色。所以有人把密碼學的發展劃分為三個階段:

第壹階段為從古代到1949年。這壹時期可以看作是科學密碼學的前夜時期,這階段的密碼技術可以說是壹種藝術,而不是壹種科學,密碼學專家常常是憑知覺和信念來進行密碼設計和分析,而不是推理和證明。

早在古埃及就已經開始使用密碼技術,但是用於軍事目的,不公開。

1844年,薩米爾·莫爾斯發明了莫爾斯電碼:用壹系列的電子點劃來進行電報通訊。電報的出現第壹次使遠距離快速傳遞信息成為可能,事實上,它增強了西方各國的通訊能力。

20世紀初,意大利物理學家奎裏亞摩·馬可尼發明了無線電報,讓無線電波成為新的通訊手段,它實現了遠距離通訊的即時傳輸。馬可尼的發明永遠地改變了密碼世界。由於通過無線電波送出的每條信息不僅傳給了己方,也傳送給了敵方,這就意味著必須給每條信息加密。

隨著第壹次世界大戰的爆發,對密碼和解碼人員的需求急劇上升,壹場秘密通訊的全球戰役打響了。

在第壹次世界大戰之初,隱文術與密碼術同時在發揮著作用。在索姆河前線德法交界處,盡管法軍哨兵林立,對過往行人嚴加盤查,德軍還是對協約國的駐防情況了如指掌,並不斷發動攻勢使其陷入被動,法國情報人員都感到莫名其妙。壹天,有位提籃子的德國農婦在過邊界時受到了盤查。哨兵打開農婦提著的籃子,見裏頭都是煮熟的雞蛋,亳無可疑之處,便無意識地拿起壹個拋向空中,農婦慌忙把它接住。哨兵們覺得這很可疑,他們將雞蛋剝開,發現蛋白上布滿了字跡,都是英軍的詳細布防圖,還有各師旅的番號。原來,這種傳遞情報的方法是德國壹位化學家提供的,其作法並不復雜:用醋酸在蛋殼上寫字,等醋酸幹了後,再將雞蛋煮熟,字跡便透過蛋殼印在蛋白上,外面卻沒有任何痕跡。

1914年8月5日,英國“泰爾哥尼亞”號船上的潛水員割斷了德國在北大西洋海下的電纜。他們的目的很簡單,就是想讓德國的日子更難過,沒想到這卻使德方大量的通訊從電纜轉向了無線電。結果,英方截取了大量原本無法得到的情報。情報壹旦截獲,就被送往40號房間——英國海軍部的密件分析部門。40號房間可以說是現代密件分析組織的原型,這裏聚集了數學家、語言學家、棋類大師等任何善於解謎的人。

1914年9月,英國人收到了壹份“珍貴”的禮物:同盟者俄國人在波羅的海截獲了壹艘德國巡洋艦“瑪格德伯格”號,得到壹本德國海軍的密碼本。他們立即將密碼本送至40號房間,允許英國破譯德國海軍的密件,並在戰爭期間圍困德軍戰船。能夠如此直接、順利且經常差不多是同時讀取德國海軍情報的情況,在以往的戰事中幾乎從未發生過。

密碼學歷史上最偉大的密碼破譯事件開始於1917年1月17日。當時英軍截獲了壹份以德國最高外交密碼0075加密的電報,這個令人無法想象的系統由壹萬個詞和詞組組成,與壹千個數字碼群對應。密電來自德國外交部長阿瑟·齊麥曼,傳送給他的駐華盛頓大使約翰·馮·貝倫朵爾夫,然後繼續傳給德國駐墨西哥大使亨尼希·馮·艾克哈爾特,電文將在那裏解密,然後交給墨西哥總統瓦律斯提阿諾·加漢紮。

密件從柏林經美國海底電纜送到了華盛頓,英軍在那裏將其截獲並意識到了它的重要性。但是,同樣接到密件的約翰·馮·貝倫朵爾夫卻在他的華盛頓辦公室裏犯了個致命的錯誤:他們將電報用新的0075密件本譯出,然後又用老的密件本加密後用電報傳送到墨西哥城。大使先生沒有意識到,他已經犯下了壹個密碼使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的錯誤。

此時,已經破譯了老密碼的英方正對著這個未曾破譯的新外交密碼系統壹籌莫展,不過沒過多久,他們便從大使先生的糊塗操作中獲得了新舊密碼的比較版本。隨著齊麥曼的密件逐漸清晰起來,其重要性令人吃驚。

盡管1915年美國的遠洋客輪“露斯塔尼亞”號被德軍擊沈,但只要德國對其潛艇的行動加以限制,美國仍將壹直保持中立。齊麥曼的電文概括了德國要在1917年2月1日重新開始無限制海戰以抑制英國的企圖。為了讓美國原地不動,齊麥曼建議墨西哥入侵美國,重新宣布得克薩斯州、新墨西哥州和亞裏桑納州歸其所有。德國還要墨西哥說服日本進攻美國,德國將提供軍事和資金援助。

英國海軍部急於將破譯的情報通知美國而又不能讓德國知道他們的密碼已被破譯。於是,英國的壹個特工成功地滲入了墨西哥電報局,得到了送往墨西哥總統的解了密的文件拷貝。這樣,秘密就可能是由墨西哥方泄露的,他們以此為掩護將情報透露給了美國。

美國憤怒了。每個人都被激怒了,原先只是東海岸的人在關心,現在,整個中西部都擔心墨西哥的舉動。電文破譯後六個星期,美國對德國宣戰。當總統伍德羅·威爾遜要求對德宣戰時,站在他背後的,是壹個團結起來的憤怒的國家,它時刻準備對德作戰。

這可能是密碼破譯史上,當然也是情報史上最著名的事件。齊麥曼的電文使整個美國相信德國是國家的敵人。德國利用密碼破譯擊敗了俄軍,反過來又因自己的密碼被破譯而加速走向了滅亡。

第壹次世界大戰前,重要的密碼學進展很少出現在公開文獻中。直到1918年,二十世紀最有影響的密碼分析文章之壹?William F. Friedman的專題論文《重合指數及其在密碼學中的應用》作為私立的“河岸(Riverbank)實驗室”的壹份研究報告問世了,其實,這篇著作涉及的工作是在戰時完成的。壹戰後,完全處於秘密工作狀態的美國陸軍和海軍的機要部門開始在密碼學方面取得根本性的進展。但是公開的文獻幾乎沒有。

然而技術卻在飛速的發展,簡單的明文字母替換法已經被頻率分析法毫無難度地破解了,曾經認為是完美的維吉耐爾(Vigenere)密碼和它的變種也被英國人Charles Babbage破解了。順便說壹句,這個Charles Babbage可不是凡人,他設計了差分機Difference Engine和分析機Analytical Engine,而這東西就是現在計算機的先驅。這個事實給了人們兩個啟示:第壹,沒有哪種“絕對安全”的密碼是不會被攻破的,這只是個時間問題;第二,破譯密碼看來只要夠聰明就成。在二次大戰中,密碼更是扮演壹個舉足輕重的角色,許多人認為同盟國之所以能打贏這場戰爭完全歸功於二次大戰時所發明的破譯密文數位式計算機破解德日密碼。

1918年,加州奧克蘭的Edward H.Hebern申請了第壹個轉輪機專利,這種裝置在差不多50年裏被指定為美軍的主要密碼設備,它依靠轉輪不斷改變明文和密文的字母映射關系。由於有了轉輪的存在,每轉動壹格就相當於給明文加密壹次,並且每次的密鑰不同,而密鑰的數量就是全部字母的個數――26個。

同年,密碼學界的壹件大事“終於”發生了:在德國人Arthur Scherbius天才的努力下,第壹臺非手工編碼的密碼機――ENIGMA密碼機橫空出世了。密碼機是德軍在二戰期間最重要的通訊利器,也是密碼學發展史上的壹則傳奇。當時盟軍借重英國首都倫敦北方布萊奇利公園的「政府電碼與密碼學院」,全力破譯德軍之「謎」。雙方隔著英吉利海峽鬥智,寫下壹頁精彩無比的戰史,後來成為無數電影與影集的主要情節,「獵殺U571」也是其中之壹。

隨著高速、大容量和自動化保密通信的要求,機械與電路相結合的轉輪加密設備的出現,使古典密碼體制也就退出了歷史舞臺。

第二階段為從1949年到1975年。

1949年仙農(Claude Shannon)《保密系統的通信理論》,為近代密碼學建立了理論基礎。從1949年到1967年,密碼學文獻近乎空白。許多年,密碼學是軍隊獨家專有的領域。美國國家安全局以及前蘇聯、英國、法國、以色列及其它國家的安全機構已將大量的財力投入到加密自己的通信,同時又千方百計地去破譯別人的通信的殘酷遊戲之中,面對這些政府,個人既無專門知識又無足夠財力保護自己的秘密。

1967年,David Kahn《破譯者》(The CodeBreaker)的出現,對以往的密碼學歷史作了相當完整的記述。《破譯者》的意義不僅在於涉及到相當廣泛的領域,它使成千上萬的人了解了密碼學。此後,密碼學文章開始大量湧現。大約在同壹時期,早期為空軍研制敵我識別裝置的Horst Feistel在位於紐約約克鎮高地的IBM Watson實驗室裏花費了畢生精力致力於密碼學的研究。在那裏他開始著手美國數據加密標準(DES)的研究,到70年代初期,IBM發表了Feistel和他的同事在這個課題方面的幾篇技術報告。

第三階段為從1976年至今。1976年diffie 和 hellman 發表的文章“密碼學的新動向”壹文導致了密碼學上的壹場革命。他們首先證明了在發送端和接受端無密鑰傳輸的保密通訊是可能的,從而開創了公鑰密碼學的新紀元。

1978年,R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman實現了RSA公鑰密碼體制。

1969年,哥倫比亞大學的Stephen Wiesner首次提出“***軛編碼”(Conjugate coding)的概念。1984年,H. Bennett 和G. Brassard在次思想啟發下,提出量子理論BB84協議,從此量子密碼理論宣告誕生。其安全性在於:1、可以發現竊聽行為;2、可以抗擊無限能力計算行為。

1985年,Miller和Koblitz首次將有限域上的橢圓曲線用到了公鑰密碼系統中,其安全性是基於橢圓曲線上的離散對數問題。

1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論,為序列密碼研究開辟了新途徑。

2000年,歐盟啟動了新歐洲數據加密、數字簽名、數據完整性計劃NESSIE,究適應於21世紀信息安全發展全面需求的序列密碼、分組密碼、公開密鑰密碼、hash函數以及隨機噪聲發生器等技術。

建議妳可以參考下:密碼學基礎、密碼學原理、OpenSSL等書籍

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