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密码学基础，保护数字世界的安全屏障

19893520793天前Java2

密码学是保障数字世界安全的核心技术，通过加密算法确保信息在传输与存储中的机密性、完整性和真实性，其基础包括对称加密（如AES）和非对称加密（如RSA），前者效率高但需共享密钥，后者通过公钥/私钥解决密钥分发问题，哈希函数（如SHA-256）则用于数据完整性验证，生成不可逆的唯一指纹，数字签名结合非对称加密与哈希，实现身份认证与防篡改，现代密码学还涵盖密钥管理、零知识证明等前沿技术，广泛应用于区块链、电子支付、物联网等领域，随着量子计算兴起，抗量子密码成为新研究方向，作为数字社会的安全基石，密码学持续演进以应对日益复杂的网络威胁，平衡安全性与效率的挑战。

密码学概述

密码学（Cryptography）是一门研究如何保护信息安全的学科，主要涉及加密（Encryption）和解密（Decryption）技术，其核心目标包括：

机密性（Confidentiality）：确保信息只能被授权方访问。
完整性（Integrity）：防止信息在传输或存储过程中被篡改。
认证（Authentication）：验证通信双方的身份。
不可否认性（Non-repudiation）：确保发送方无法否认已发送的信息。

密码学可以分为两大分支：

对称加密（Symmetric Cryptography）：加密和解密使用相同的密钥。
非对称加密（Asymmetric Cryptography）：加密和解密使用不同的密钥（公钥和私钥）。

对称加密

对称加密是最古老的加密方式之一,其特点是加密和解密使用相同的密钥，常见的对称加密算法包括：

DES（Data Encryption Standard）：早期的加密标准，但由于密钥较短（56位），安全性较低，现已被淘汰。
3DES（Triple DES）：通过三次DES加密增强安全性，但计算效率较低。
AES（Advanced Encryption Standard）：目前最广泛使用的对称加密算法，支持128、192和256位密钥，安全性高且计算效率优秀。

优点：

加密速度快,适合大数据量的加密（如文件加密、数据库加密）。

缺点：

密钥管理困难,通信双方必须安全地共享密钥，否则可能被截获。

非对称加密

非对称加密（又称公钥加密）使用一对密钥：公钥（Public Key）和私钥（Private Key），公钥可以公开，用于加密数据；私钥必须保密，用于解密数据，常见的非对称加密算法包括：

RSA（Rivest-Shamir-Adleman）：基于大整数分解的数学难题，广泛应用于数字签名和密钥交换。
ECC（Elliptic Curve Cryptography）：基于椭圆曲线数学，比RSA更高效，适用于移动设备和物联网（IoT）。
Diffie-Hellman：用于安全地交换密钥，但不直接用于加密数据。

优点：

解决了密钥分发问题,无需预先共享密钥。

缺点：

计算复杂度高,加密速度较慢，不适合大数据量加密。

哈希函数与数字签名

除了加密算法,密码学还依赖于哈希函数（Hash Function）和数字签名（Digital Signature）技术：

哈希函数：将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值（如SHA-256），哈希函数具有单向性（无法逆向计算原始数据）和抗碰撞性（难以找到两个不同的输入产生相同的哈希值）。
数字签名：结合非对称加密和哈希函数，用于验证数据的来源和完整性，发送方用私钥对数据的哈希值签名，接收方用公钥验证签名。

应用场景：