隐私保护为何选用密码学算法?密码学算法背后有哪些神奇的数学理论?3何时比9大?计算可逆性错觉究竟是如何在数学领域被打破?
这里,我们将从密码学信任的理论基础出发,分享在隐私保护技术方案中应用密码学技术的一些思考:如何理解密码学算法的能力边界,如何客观地比较不同密码学算法对于隐私保护方案有效性的影响。
这一切,要从密码学神奇的“不对称性”说起。
早在公元前,古埃及、古罗马、古希腊等古文明均已开始使用密码技术来保护信息的机密性,历史上最早的不对称性表现为选用特殊的信息编码方式,如果第三方不知道具体的编码方式,则难以解码对应的信息。
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大约经过4000多年的发展,也就是近代20世纪初,现代密码学正式成型,引入了关于不对称性更为严谨的数学定义。比较有代表性的早期论文包括1929年Lester S. Hill在美国数学月刊上发表的《Cryptography in an Algebraic Alphabet》。
20世纪末,随着因特网的普及,大量敏感数据在网络上进行传输,产生了大量的数据内容保护的需求,密码学技术也因此得到飞速发展。
在现代密码学中,关于不对称性,大家最熟悉的概念莫过于“公钥”和“私钥”。
以加密通信为例,主人公小华要向他的朋友美丽通过加密的方式发送一份电子邮件,可以先找到美丽的公钥,使用公钥对邮件内容进行加密,并将加密后的得到密文发送给美丽。美丽收到邮件内容的密文之后,通过自己的私钥进行解密,最终得到邮件内容的明文。
以上过程中,密码学算法神奇的不对称性体现在以下问题中:
为什么只有美丽可以解密邮件内容?
为什么其他人不能通过美丽的公钥反推出她的私钥?
这些问题的答案,都要归结于密码学中的计算困难性理论。
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