现代加密学

AES 算法

核心特性

• 对称加密（同密钥加解密）
• 分组加密（128位块）
• 密钥长度：128/192/256位（对应10/12/14轮迭代）

加密流程

1. 初始轮密钥加（异或操作）
2. 多轮变换：字节替换（S-box）→ 行移位 → 列混淆 → 轮密钥加
3. 最终轮省略列混淆

安全性

• 目前无有效破解手段
• 量子计算可能构成未来威胁

现代加密学基础

1. 数学理论：数论/复杂性理论支撑（如RSA基于大数分解）
2. 密钥体系：对称（AES）与非对称（RSA/ECC）
3. 安全原则：Kerckhoffs原则（安全性依赖密钥而非算法保密）
4. 协议层：SSL/TLS等实现端到端保护

质数的关键作用

• 非对称加密核心：RSA依赖大质数乘积分解难题，ECC使用质数域椭圆曲线
• 密钥生成基础：大质数对构造保障算法抗攻击性

下一代加密算法

1. 后量子密码学

• 抗量子计算攻击
• 主要分支： ▪ 格基（NTRU） ▪ 码基（McEliece） ▪ 哈希基（SPHINCS）
• NIST正在标准化进程中

2. 同态加密 - 支持加密数据直接运算 - 当前瓶颈：计算效率/密文膨胀

经典密码学算法

非对称加密密钥特性

• 私钥加密 → 公钥解密：可行但不用于保密（公钥公开）
• 核心用途：数字签名（哈希值加密验证身份/完整性）