文章目录
- 概念及发展
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- 概念
- 古典密码学（1949年之前）
- 近代密码学（1949年~1975年）
- 现代密码学(1976年以后)
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- ASCII编码
- Base64可视化算法
- 对称加密
- 加密模式和填充模式
- 摘要算法
- 非对称加密
- 数字签名
- 数字证书
- SSL、TLS 、HTTP和HTTPS
概念及发展
概念
密码学是 络安全、信息安全、区块链等产品的基础，常见的非对称加密、对称加密、散列函数等，都属于密码学范畴。
密码学有数千年的历史，从最开始的替换法到如今的非对称加密算法，经历了古典密码学，近代密码学和现代密码学三个阶段。密码学不仅仅是数学家们的智慧，更是如今 络空间安全的重要基础。
古典密码学（1949年之前）
数据的安全基于算法的保密
替换法
用固定的信息将原文替换成无法直接阅读的密文信息。例如将 b 替换成 w ，e 替换成p ，这样bee 单词就变换成了wpp，不知道替换规则的人就无法阅读出原文的含义。
1）单表替换
单表替换即只有一张原文密文对照表单，发送者和接收者用这张表单来加密解密。在上述例子中，表单即为：a b c d e – s w t r p
2）多表替换
多表替换即有多张原文密文对照表单，不同字母可以用不同表单的内容替换。
例如约定好表单为：表单 1：abcde-swtrp 、表单2：abcde-chfhk 、表单 3：abcde-jftou。规定第一个字母用第三张表单，第二个字母用第一张表单，第三个字母用第二张表单，这时 bee单词就变成了(312)fpk ，破解难度更高，其中 312 又叫做密钥，密钥可以事先约定好，也可以在传输过程中标记出来。
移位法
移位法就是将原文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后得出密文，典型的移位法应用有 “ 恺撒密码 ”。
例如约定好向后移动2位（abcde – cdefg），这样 bee 单词就变换成了dgg
移位法也可以采用多表移位的方式，典型的多表案例是“维尼吉亚密码”（又译维热纳尔密码），属于多表密码的一种形式
古典密码的破解
古典密码虽然很简单，但是在密码史上是使用的最久的加密方式，直到“概率论”的数学方法被发现，古典密码就被破解了
近代密码学（1949年~1975年）
密码学真正成为一门科学
恩尼格玛机
恩尼格玛机使用的加密方式本质上还是移位和替代，只不过因为密码表种类极多，破解难度高，同时加密解密机器化，使用便捷，因而在二战时期得以使用。
恩尼格玛机是二战时期纳粹德国使用的加密机器，后被英国破译，参与破译的人员有被称为计算机科学之父、人工智能之父的图灵。
现代密码学(1976年以后)
密码学的新方向-公钥密码学，解决了秘钥分发和管理的问题
散列函数
散列函数，也见杂凑函数、摘要函数或哈希函数，可将任意长度的消息经过运算，变成固定长度数值，常见的有MD5、SHA-1、SHA256，多应用在文件校验，数字签名中。
MD5 可以将任意长度的原文生成一个128位（16字节）的哈希值
SHA-1可以将任意长度的原文生成一个160位（20字节）的哈希值
对称加密
对称密码应用了相同的加密密钥和解密密钥。对称密码分为：序列密码(流密码)，分组密码(块密码)两种。流密码是对信息流中的每一个元素（一个字母或一个比特）作为基本的处理单元进行加密，块密码是先对信息流分块，再对每一块分别加密。
例如：原文为1234567890，流加密即先对1进行加密，再对2进行加密，再对3进行加密……最后拼接成密文；块加密先分成不同的块，如1234成块，5678成块，90XX(XX为补位数字)成块，再分别对不同块进行加密，最后拼接成密文。前文提到的古典密码学加密方法，都属于流加密。
对称密码的密钥安全极其重要，加密者和解密者需要提前协商密钥，并各自确保密钥的安全性，一但密钥泄露，即使算法是安全的也无法保障原文信息的私密性。
非对称加密
在实际的使用中，远程的提前协商密钥不容易实现，即使协商好，在远程传输过程中也容易被他人获取，因此非对称密钥此时就凸显出了优势。
非对称密码有两支密钥，公钥（publickey）和私钥（privatekey），加密和解密运算使用的密钥不同。用公钥对原文进行加密后，需要由私钥进行解密；用私钥对原文进行加密后（此时一般称为签名），需要由公钥进行解密（此时一般称为验签）。公钥可以公开的，大家使用公钥对信息进行加密，再发送给私钥的持有者，私钥持有者使用私钥对信息进行解密，获得信息原文。因为私钥只有单一人持有，因此不用担心被他人解密获取信息原文。
ASCII编码
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO/IEC 646
- 字符 1asci码49 二进制表示为： 00110001
- 三个字节拆分为四个字节 这里只有一个字节，所以只能拆分成两个(不足的时候补0)： 001100 010000
- 拆分后连个字节分别为：12 (M) 和 16（Q）
- 因为只有一个字节不足三个字节，因此必须进行补位，后边必须补两个“=” ，因此decode结果是: MQ==
对称加密
采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
特点
高效：加密速度快, 可以加密大文件密文可逆,
不足：秘钥无法管理复杂，一旦密钥文件泄漏, 就会导致数据暴露。
常见算法
DES : Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。
AES : Advanced Encryption Standard, 高级加密标准 .在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。
其他还有 3DES、IDEA
示例
加密模式和填充模式
加密模式
ECB : Electronic codebook, 电子密码本. 需要加密的消息按照块密码的块大小被分为数个块，并对每个块进行独立加密,同时加密，原文是一样的，加密出来的密文也是一样的
填充模式
当需要按块处理的数据, 数据长度不符合块处理需求时, 按照一定的方法填充满块长的规则
NoPadding
不填充.在DES加密算法下, 要求原文长度必须是8byte的整数倍在AES加密算法下, 要求原文长度必须是16byte的整数倍。否则 错
PKCS5Padding
数据块的大小为8位, 不够就补足
默认情况下, 加密模式和填充模式为 : ECB/PKCS5Padding如果使用CBC模式, 在初始化Cipher对象时, 需要增加参数, 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
加密模式和填充模式
示例：
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