加密在生活中其实无处不在，我们先来看几个例子：
- 输入用户名和密码登陆手机中的App。
- 菜市场买菜时输入微信、支付宝的支付密码进行结账。
- 网上银行转账、银行卡取现金时输入密码的操作。
为了安全考虑上面这些操作都会涉及到加密，可想而知加密在现实生活中的重要性。从这篇文章开始我们来讲解下密码学中最重要的一种加密方式：RSA加密。在讲RSA加密之前，我们先来看看密码学，讲讲密码的发展历史以及当下一些常见的加密算法，对密码学及一些常见的加密算法有一个初步的认识。
密码学的发展历史
从上图可以看出，密码学的发展主要分为三个阶段：古典密码学、近代密码学和现代密码学，下面我们来逐一介绍。
1.古典密码学
1949年之前的密码学统称为古典密码学，古典密码学主要有三个特征，分别是：隐藏法、移位法和替代法。
在我国古代隐藏法的藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式中有大量的运用。例如在《水浒传》中为了拉卢俊义入伙儿，智多星吴用和松江便想出一段《吴用智赚玉麒麟》的故事来，利用卢俊义正为躲避血光之灾的惶恐心理，口占四句卦歌：
俊杰俄从此地游。
义士若能知此理，
反躬难逃可无忧。
暗藏卢俊义反四字，后广为传播。结果成了官府治罪的证据，终于把卢俊义“逼”上了梁山。另外表达爱意的感情诗也颇多，例如唐伯虎写给秋香的诗：
爱晚亭上枫叶愁。
秋月溶溶照佛寺，
香烟袅袅绕经楼。
另外古人发明遇水才显现的墨，并利用人们不敢往名画上泼水的心理，隐藏一些信息。在电视剧《少年包青天Ⅱ》中包拯给无价之宝的名画泼了一盆水，揭开了牡丹亭少女之谜。
在同时期的西方，人们最开始使用棋盘密码、滚筒密码和换位密码进行加密，达到混淆原文的目的。其中有名的凯撒密码（ 把一个字母替换为它后面固定位置的另一个字母）成为单表置换的经典，但是人们可以通过单表简单频率分析方法不断尝试从而将其破解。
为了提升破解的困难程度，人们开始发明多表置换密码。即一个明文字母可以表示为多个密文字母，维吉尼亚密码随之出现，其使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法，故使得单表简单频率分析方法失效，维吉尼亚密码在法语写作：le chiffre indéchiffrable。意思是：不可破译的密码。自此密码破解的难度大大提升，维吉尼亚密码也成为了古典密码的里程碑。
另外在近代密码出现之前，为了传递大量信息，一些加密算法加密过程过于耗时，尤其在战争中。时效性尤为重要，这时俚语加密便流行起来。太平洋战役中，美军招募了一批纳瓦霍族人作为通讯兵，由于其语言只有发音没有文字，且该语言未被研究过，所以即使敌人获取到，没有纳瓦霍族自己人的帮助也很难解密。美军在此基础上加上一些其他的加密处理来传递军事信息，效果出奇的好，最终顺利的帮助美国海军陆战队攻克了硫磺岛。故事具体情节可以移步这里👉钠瓦霍密码
总的来说，古典密码学的思想主要通过隐藏、移位和替换来实现，而这一时期的密码学的体现形式则更像是一门艺术。
2.近代密码学
时间来到了1949年，在这一年美国数学家、信息论创始人香农发表了一篇名叫《保密系统的信息理论》的论文。该文提出了混淆和扩散两大设计原则。为对称密码学建立了理论基础，自此密码学成为了一门科学，其代表性加密算法为DES和AES。其原理简单来说就是在加密前先分组，分组的过程中充分利用混淆和扩散，这样可以有效的抵抗对手根据密文的统计特性推测明文或密钥。
3.现代密码学
在不久后的1976年，迪菲－赫尔曼发表了论文《密码学的新方向》，论文中提出了“迪菲－赫尔曼密钥交换算法”该算法奠定了现代密码学的基础，因此也获得了2015年的图灵奖。其核心为单向陷门函数， 特点是：易计算，但难求逆难。人们通过这个思想设计出了非对称加密算法。简单来说就是通过两个相关联的密钥，将加密与解密操作分开，从而可以在不直接传递密钥的情况下完成解密。而“易计算，求逆难”正好可以利用数学界的三大难题：
1.质因数分解
2.离散对数问题
3.椭圆曲线类
其中最经典的公钥加密算法就是1978年由Rivest，Shamir和Adleman用数论方法构造的RSA算法（核心难题为质因数分解）是迄今为止理论上最成熟最完善的公钥密码体制，并已得到广泛应用，也是本系列文章所要着重介绍的加密算法。
纵观密码学发展的三个阶段。从最原始基于隐藏、移位、替换法所形成的各种加密艺术，发展到后来以混淆和扩散为原则的加密科学，再到以通用数学难题为核心的现代非对称加密，可见密码学在发展的过程中，加密和破解始终在进行着激烈的博弈，进而催生着更安全的加密形式诞生。
上面简单的介绍了密码学的发展历史，其中有两个概念我们来着重看下，那就是对称加密和非对称加密。
对称加密与非对称加密
- 对称加密
1976年以前，所有的加密方法都是同一种模式:
- 发送方选择某一种加密规则，对信息进行加密；
- 接受方使用同一种规则，对信息进行解密。
缺点：如上图所示甲方必须把加密规则告诉乙方，否则无法解密。保存和传递密钥，就成了最头疼的问题。
- 非对称加密
加密和解密过程：
- 接收方先创建两把钥匙：公钥和私钥，并将公钥传递给发送方；
- 发送发拿到公钥后对信息进行加密，并将加密后的信息发送给接收方；
- 接收方收到信息后用之前自己生成的私钥进行解密，得到原信息。
从上图可以看出，可能被截获的就是在传输途中的公钥和加密后的信息。如果被公钥加密后的信息只有私钥才解得开，那么只要私钥不泄漏，通信就是安全的。
非对称加密巧妙的通过两把钥匙，规避了密钥在传输过程中被泄漏的问题。自1976年后，非对称加密开始盛行，下面我们来看看如今在互联网中经常用到的一些加密算法。
常见加密算法
- 散列算法
首先我们来看下散列算法，其中用到比较多的是MD5和SHA-1，MD5的生成用到了哈希函数，它的典型应用是对一段信息产生信息摘要，以防止被篡改，因而可以用来检查文件完整性和生成数字签名，从上表可以看出，MD5没有SHA-1的安全性高，但加密速度更快。
另外MD5、SHA-1算法生成的结果一般而言是不可逆的（可通过碰撞法破解），严格来说MD5 不是一种加密算法而是摘要算法。
- 对称加密
通过上面我们知道对称加密是近代密码学的产物，但DES、AES加密算法依旧被广泛的使用着。3DES是基于 DES 的对称算法，即对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高，但必然会导致更高的资源消耗。
AES 算法更易于各种硬件和软件实现，这种加密算法是美国联邦政府采用的区块加密标准。AES 的出现就是为了取代DES，AES 具有更好的安全性、效率和灵活性。相对于非对称加密，对称加密的速度要快上几百倍甚至上千倍，这对大文件进行加密非常友好，所以这就是为什么非对称加密如今依旧能够被广泛应用的原因。
- 非对称加密
最后就是非对称加密了算法了，除了我们所知道的RSA加密算法，还有一种叫做ECC加密算法，其显著特征是密钥长度低，故相同长度的密钥安全性比RSA更高，其在比特币中有大量运用，原理是通过上述提到的三大数学难题中的椭圆曲线问题，非对称加密算法相对于对称加密算法来说，安全性更高。拿RSA算法来说，一般认为密钥长度达到1024位基本安全，2048位的密钥极其安全。
总结
不管是哪个时代，密码学在发展过程中，总是伴随着破解与反破解，而这个过程中，加密也变得越来越安全。我们可以看到加密从一种艺术演变成一门科学，从对称加密发展到非对称加密，那下一个加密时代又是如何呢？
关于加密的故事其实还有很多,欢迎在留言区说出你记忆中古今中外的加密故事。下一篇我们将介绍RSA加密相关的知识，尽请期待！