分类: 密码学 | 飞奔的蜗牛

第6章非对称加密：给世界发把公共锁

想象这样一个场景：你刚认识一个远方的朋友，想给他寄一封秘密信，但你俩从未见过面，也没有安全的渠道可以事先约定一把共同的钥匙。你该怎么办？这是对称加密最核心的困境——密钥分发问题。几千年来，人们只能通过可靠的信使、复杂的信物，甚至亲自见面来

2026-03-12 密码学

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6.5 混合加密：TLS如何结合对称与非对称

到现在，我们已经认识了两种加密方式：对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA和ECC）。对称加密速度快，适合加密大量数据，但密钥分发困难；非对称加密解决了密钥分发问题，但速度慢，不适合加密大文件。有没有一种办法，能把两者的优势结合起来？

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6.3 RSA算法：用小学数学理解的加密

1977年，三位麻省理工学院的教授——罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔和伦纳德·阿德曼——终于找到了一个实用的公钥加密算法。他们以姓氏的首字母命名为RSA。这个算法的数学原理虽然深刻，但核心思想却简单到可以用小学数学来解释。 RSA的钥匙是怎

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6.2 公钥思想的诞生

1974年夏天，美国斯坦福大学人工智能实验室的走廊里，一个年轻人正盯着黑板发呆。他叫惠特菲尔德·迪菲，一个刚从麻省理工学院毕业的计算机科学家。他面前的黑板上写满了数学公式，但他的思绪早已飘向一个困扰他多年的问题：有没有办法让两个从未见过面的

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6.1 难题：如何在不安全的信道上交换密钥

你正坐在咖啡馆里，打开笔记本电脑，想给朋友发一封加密的电子邮件。你和他从未见过面，也没有事先约定任何密码。你唯一能用的信道就是互联网——一个公开的、可以被任何人窃听的网络。你该怎么办？这个问题，就是密码学史上最古老、最棘手的难题之一：密

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第5章对称加密：一把钥匙开一把锁

想象你有一个坚固的密码箱，你用一把钥匙锁上它，然后把箱子寄给朋友。朋友收到后，用同一把钥匙打开箱子，取出里面的礼物。这个过程简单、直接，而且高效——只要那把钥匙在途中没有被偷走。这就是对称加密最朴素的模样：加密和解密使用的是同一把密钥，就

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5.5 安全警示：绝对不能用的ECB模式

在上一节，我们简单提到了ECB模式的缺陷。这一节，我们要用一个真实的案例告诉你：ECB模式不仅是不推荐，而是绝对不能使用——即使是最外行的开发者，也应该知道这个禁忌。 ECB模式到底做了什么？电子密码本模式（Electronic Codeb

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5.4 工作模式：为什么不能直接加密多块数据

AES一次只能加密128位（16字节）的数据。如果你的消息刚好是16字节，那没问题——直接加密就好。但现实中的消息往往更长：一封邮件可能有几千字节，一张图片可能有几兆，一部电影更是海量数据。我们该怎么办？最简单的想法是把长消息切成一个个1

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5.3 AES深度图解：字节替换、行移位、列混合

AES（高级加密标准）是一种分组密码，它把明文分成固定长度的块（128位，即16字节），然后通过多轮复杂的变换，把每一块加密成密文。AES的轮数取决于密钥长度：128位密钥需要10轮，192位需要12轮，256位需要14轮。每一轮（除了最后

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5.2 DES与AES：从美国国家标准到全球标准

1973年，美国国家标准局（NBS，即后来的NIST）在联邦公报上发布了一份不寻常的征集令。他们向全世界征求一种“可以公开的、标准化的密码算法”——这在那时是闻所未闻的。密码历来是国家机密，藏在军事和外交部门的保险柜里，怎么可能公开？但时

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3.5 动手实验：用Python破解凯撒密码

在前几节，我们学习了凯撒密码的原理——它只是把字母表“转”起来，每个字母向后（或向前）移动固定的位数。加密和解密都需要知道那个秘密的移位数（密钥）。但你有没有想过：如果我们不知道密钥，该怎么破解它？凯撒密码的密钥只有25种可能（移0位没

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第3章换字游戏：替换密码

你有没有在小时候玩过一种游戏：把一句话里的每个字都换成另一个字，然后让朋友猜原文？比如把“你好”写成“你坏”，或者把字母表往后移动几位——这其实就是最原始的密码。古人比我们玩得更早、更认真。在电报还没发明的年代，将军们就靠这种“换字游戏”

2026-03-12 密码学

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5.1 对称加密的直觉理解：密码箱原理

想象这样一个场景：你有一个珍贵的日记本，不想让任何人看到。你买了一个带锁的密码箱，把日记本放进去，咔哒一声锁上。现在，任何人都无法打开它——除非他们有那把钥匙。当你想要阅读日记时，你拿出同一把钥匙，打开箱子，取出日记本。这个过程简单、直

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3.4 维吉尼亚密码：让同一个字母有不同替身

频率分析的发现，让单表替换密码瞬间从“牢不可破”沦为“不堪一击”。密码学家们开始思考：有没有一种方法，能让同一个明文字母在不同的位置变成不同的密文字母，从而抹平频率分布？答案是肯定的。16世纪，一位名叫布莱斯·德·维吉尼亚（Blaise

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3.3 频率分析：古人如何破解单表替换

在上一节，我们见识了单表替换密码的威力——它的密钥空间大得惊人，理论上无法暴力破解。然而，历史告诉我们，这种密码早在公元9世纪就被阿拉伯学者攻破了。破解的方法不是靠蛮力，而是靠一种巧妙的统计技巧：频率分析。语言的指纹你有没有注意过，我们说

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