筆記1：如何用密碼技術守護情書小紙條！

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在寫之前，特別感謝《圖解密碼技術（第三版）》這本書，給我打開了密碼學的大門，讓我驚嘆於密碼學發展的傳奇歷程，並鼓足勇氣轉了行......接下來，我將陸續跟進筆記。

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1. 什麼是密碼，可以用它做什麼？

密碼（英文：cryptography），是一種與信息安全相關的技術，涉及隱私保護、數據完整性、安全認證等許多應用，以防別有用心的人盜用信息從事非法行為，或盜取重要資料與財務。在當今這個社會，三歲的小朋友口中說出「密碼」兩個字都不足為奇。各類電子設備、銀行卡、社交軟體、門禁系統等等，無一不利用密碼來保護個人財產與隱私。

這些是幾乎所有社會公民「肉眼可見」的密碼，至少一定程度上體現了密碼技術的應用價值，但其實遠遠不止於此。我們從一個簡單的例子入手，了解一下密碼學是如何保護信息安全的。

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密碼學屆特別喜歡用 Alice 和 Bob 來指代信息交互的雙方，我們就用 愛麗絲 和 鮑勃 來稱呼他們吧。假設他們都是高中生，正在甜蜜戀愛，愛麗絲要將表達情誼的信息（稱之為 一段消息）寫在小紙條（稱之為 消息的載體）上，經手幾位同學（稱之為信道，信息傳輸的媒介）傳給坐在後排的鮑勃，即愛麗絲是信息的發送方，鮑勃是接收方。如果不採用密碼技術，有幾重危險在等著他們！

第一重：紙條被同學「攔截」並交給班主任，愛麗絲和鮑勃的私密情話被班主任發現了，要見家長，怎麼辦！！！

第二重：經手的同學中有個女生喜歡鮑勃，打開紙條偷偷看了一眼非常生氣，於是模仿愛麗絲的筆跡，篡改了內容，鮑勃接到紙條後以為改寫後的是愛麗絲本意，心痛不已！！！

別怕，密碼技術粉墨登場，輕輕鬆鬆幫你解決上面這兩重難題！

具體來說，密碼技術可以這樣幫助我們解決：1 小紙條里寫的內容，其他同學和老師看了也不懂！2 其他人篡改的內容，鮑勃才不相信呢！他只認定心愛的她（愛麗絲）寫的東西！

• 對於第一點，加密技術即可輕鬆搞定。先來講講兩個重要的概念：明文，密文，加密，解密。在上面的例子中，愛麗絲寫的那些「你儂我儂」、「仰慕欣賞」之類的情書內容（即消息），便是明文。而加密之後的消息便成了密文。愛麗絲將情書內容加密後，再傳給後排的鮑勃，鮑勃將接收到的密文進行解密處理，得到了原來的明文，便可知愛麗絲的真心啦。如此一來，傳遞的同學即使偷偷打開小紙條，也只看到密文，並不知愛麗絲的真實想法。是不是很贊？
• 具體操作舉例：我-4，愛-1，你-c。【簡單替換加密，雙方要預先知道替換規則，更複雜的對稱加密、非對稱加密以後再說（拋媚眼）】

看到這裡，便引申出一個新的問題：同學是否能解密密文？如果能，那豈不是一樣會導致消息泄漏？一樣要被抓，哭唧唧。這就涉及到密碼破譯的問題了，後面再講。

• 對於第二點，我們搬來「數字簽名」這位大神！「簽名」是日常生活中經常接觸處的一項事宜，即自己寫自己的名字，尤其為表示同意、認可、承擔責任或義務（來自百度百科）。數字簽名只不過將現實手寫簽名挪到數字世界、信息世界了。使用數字簽名，表示對消息的統一、認可、承擔責任，接收方對數字簽名驗證後沒有問題，才會相信消息本身。而在傳送過程中一經篡改，數字簽名就失效了。
• 就好比這裡，愛麗絲將小紙條裹得嚴嚴實實，然後在封口處貼上一經撕下便無法重新粘和的小標籤，並在其上籤上自己的大名，好了！這裡面的內容是我寫的，而且別人一拆開、一改我就不認可啦！這下愛麗絲安安心心地將簽好名的紙條傳給鮑勃。鮑勃仔細驗證了簽名，拆開紙條動情品讀起來。完美！

總結一下，傳情書大法：消息加密 + 數字簽名 + 消息傳遞 + 驗證數字簽名 + 消息解密

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懷念班級里那傳小紙條的前後桌，和一起解題、背古詩、背單詞的時光。