自遠古時代以來，人們一直依靠密碼學，寫作和解決編碼信息的藝術來確保其秘密的安全。在第五世紀，刻在皮革或紙上的附加信息，並由人類使者交付。如今，密碼通過互聯網拉動時有助於保護我們的數字數據。明天，該領域可能會再次飛躍。和量子計算機在地平線上，密碼學家正在利用物理的力量來生成迄今為止最安全的密碼。
秘密保存的歷史方法
“密碼學”一詞源自希臘語單詞“ Kryptos”，意思是隱藏，而“ Chaphein”要寫。密碼學允許雙方在視線中進行交流，但用他們的對手無法閱讀的語言，而不是身體上隱藏信息。
要加密消息，發件人必須使用某種系統的方法（稱為算法）來操縱內容。原始消息稱為“宣傳”，可以被拼寫，以便其字母以難以理解的順序排列，或者每個字母可能被另一個字母替換為另一個字母。由此產生的gibberish被稱為密文， 根據速成課程計算機科學。
在希臘時期，斯巴達人據據《軍事加密》（Scytale密碼歷史中心。 Unwound，該條帶似乎帶有一串隨機字符，但是如果在一定尺寸的員工周圍纏繞，字母就會對齊單詞。該字母改組技術被稱為換位密碼。
這明天的卡瑪提到一種替代算法（稱為替代），建議女性學習保留隱藏聯絡人的記錄的方法，大西洋報告。要使用替換，發件人在消息中將每個字母換成另一個字母；例如，“ a”可能成為“ z”，依此類推。要解密這樣的消息，發送者和收件人需要同意將哪些信件交換，就像斯巴達士兵擁有相同大小的Scytale所需的一樣。
第一批隱式分析師
必須將密文的特定知識恢復為純文本（稱為鑰匙），以確保消息的安全性。到破裂一個密碼沒有它的鑰匙需要豐富的知識和技巧。
“代碼書”的作者西蒙·辛格（Simon Singh）說，替代密碼在第一個千年的公元中毫不裂縫 - 直到阿拉伯數學家al-kindi意識到了它的弱點。 al-kindi注意到某些字母的使用頻率比其他字母更頻繁，因此能夠通過分析哪些字母在密文中出現哪些字母來逆轉替換。阿拉伯學者成為世界上最重要的密碼分析師，迫使密碼學家適應了他們的方法。
隨著密碼學的高級方法，密碼分析師加緊挑戰它們。在這場正在進行的戰鬥中，最著名的小規模衝突是盟軍在第二次世界大戰期間打破德國謎團的努力。謎機器使用替換算法加密消息，其複雜鍵每天更改；反過來，隱桿菌員艾倫·圖靈（Alan Turing）根據該設備，開發了一種稱為“炸彈”的設備，以跟踪Enigma的不斷變化的設置。美國中央情報機構。
互聯網時代的加密
在數字時代，密碼學的目標保持不變：防止兩黨之間交流的信息被對手掠過。計算機科學家通常將兩黨稱為“愛麗絲和鮑勃”，這是最初引入的虛構實體1978年的一篇文章描述數字加密方法。愛麗絲和鮑勃不斷地被一個名為“夏娃”的討厭的竊聽者困擾。
各種應用程序採用加密來確保我們的數據安全，包括信用卡號，病歷和加密貨幣喜歡比特幣。比特幣背後的技術區塊鏈通過分佈式網絡連接了數十萬台計算機，並使用加密技術來保護每個用戶的身份並保持其交易的永久日誌。
計算機網絡的出現引入了一個新問題：如果愛麗絲（Alice）和鮑勃（Bob）位於全球的相對側，那麼他們如何共享一個秘密鑰匙，而不會遇到前夕？根據可汗學院。該方案利用單向功能 - 數學如果沒有關鍵信息，這很容易執行，但很難逆轉。愛麗絲（Alice）和鮑勃（Bob）在夏娃（Eve）的注意力注視下交換了他們的密文和公共密鑰，但每個人都保留了自己的私鑰。通過將兩個私鑰應用於密文，兩人可以達到共享解決方案。同時，夏娃努力破譯他們的稀疏線索。
一種廣泛使用的公共密鑰加密形式，稱為RSA加密，涉及質量分解的棘手性質 - 查找兩個素數這將繁殖在一起，為您提供特定的解決方案。乘以兩個質數根本不需要時間，但是即使是地球上最快的計算機也可能需要數百年的時間才能扭轉這一過程。愛麗絲選擇兩個數字在其中構建她的加密密鑰，使夏娃以艱難的方式挖掘這些數字的徒勞任務。
進行量子飛躍
為了尋找一個堅不可摧的密碼，當今的密碼學家正在尋找量子物理。量子物理學描述了物質的奇怪行為。喜歡疏散ÖDinger的著名貓，同時存在於許多狀態下的亞原子顆粒。但是，當打開盒子時，粒子會捕捉到一個可觀察的狀態。在1970年代和80年代，物理學家開始使用這種時髦的屬性來加密秘密消息，這是一種現在稱為“量子密鑰分佈”的方法。
正如可以在字節中編碼鍵一樣，物理學家現在編碼顆粒屬性中的密鑰，通常光子。邪惡的竊聽器必須測量顆粒以竊取鑰匙，但是任何嘗試這樣做的嘗試都會改變光子的行為，使愛麗絲和鮑勃警告安全違規。此內置警報系統使量子密鑰分佈“可證明安全”，連線報告。
量子鍵可以通過光纖在長距離上交換，但是替代分佈途徑在1990年代引起了物理學家的興趣。該技術由Artur Ekert提出，允許兩個光子由於一種稱為“量子糾纏。 ”
埃克特說：“ [糾纏]量子物品具有這個驚人的物業，如果您將它們分開，即使是數百英里，它們也可以彼此感受。”糾纏的顆粒作為一個單元的行為，使愛麗絲和鮑勃可以通過在兩端進行測量來製作共享鑰匙。如果竊聽器試圖攔截鑰匙，顆粒反應和測量變化。
量子密碼學不僅僅是一個抽象的概念。 2004年，研究人員通過糾纏光子的方式將3,000歐元轉移到銀行帳戶中流行科學報導。據2017年，研究人員從衛星Micius射擊了兩個糾纏的光子，並在創紀錄的747英里（1,203公里）上保持了聯繫。新科學家。現在，許多公司都陷入了發展的競賽中量子密碼學對於商業應用，到目前為止取得了一些成功。
為了確保網絡安全的未來，它們也可能與時鐘競爭。
“如果有一個計算機的數量Ekert告訴Live Science，“我們不知道何時確切地建造它們 - 我們最好現在開始做某事。”
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