1 本章概要
从整体上了解密码世界的模样。
2 密码
2.1 Alice 与 Bob
要讲解密码，需要给参与信息交互的人和计算机起几个名字，如下表：
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| Alice | 一般角色 |
| Bob | 一般角色 |
| Eve | 窃听者，可窃听通信内容 |
| Mallory | 主动攻击者，可妨碍正常通信、伪造消息等 |
| Trent | 可信的第三方 |
| Victor | 验证者 |
2.2 发送者、接受者和窃听者
Alice 向 Bob 发送消息，Alice 作为 Sender，Bob 作为 Receiver，消息作为 Message。在互联网中，消息会经过许多台计算机和通信设备做中转，
在这个过程中，就存在被恶意窃听者（eavesdropper）偷看的可能。作为监听者，我们给它起名为Eve，它可能是人类也有可能是某些程序软件。
2.3 加密与解密
Alice 不想让别人看到她传递消息的内容，因为它决定将消息加密（encrypt） 后再发送出去，加密之前的是明文（plaintext），加密之后的消息称为
密文（ciphertext）。
Bob 收到了 Alice 的加密消息后，他需要进行解密（decrypt）之后再查阅，即将密文恢复成明文的过程。这样，窃听者在网络上得到的只是密文。
2.4 破译
Eve 得到了密文，试图将密文还原为明文，被称为密码破译（cryptanalysis），简称破译，或者密码分析。
3 对称密码与公钥密码
3.1 密码算法
用于解决复杂问题的步骤，通常称为算法（algorithm），明文生成密文的步骤，被称为“加密算法”；而解密的步骤被称为“解密算法”，它们两统称为密码算法。
3.2 密钥
密码算法中需要密钥（key）。如下：
无论是在加密还是解密时，都需要知道密钥。
3.3 对称密钥与公钥密码
根据密钥的使用方法，可以将密码分为对称密码和公钥密码两种。
- 对称密码（symmetric cryptography）是指在加密和解密时使用同一密钥的方式。
- 公钥密码（public-key cryptography）则是在加密和解密时使用不同密钥的方式，也称非对称密码（asymmetric cryptography）。
3.4 混合密码系统
将对称密码和公钥密码结合起来的密码方式。
4 其它密码技术
4.1 单向散列函数
为了防止下载的软件被篡改，有安全意思的软件发布者会步的散列值。散列值就是用单向散列函数（one-way hash function）计算出来的数值。
单向散列函数所保证的并不是机密性，而是完整性（integrity），即“数据是正牌的而不是伪造的”。第七章，详细讲解。
4.2 消息认证码
为了确认消息是否来自所期望的通信对象，可以使用消息认证码（message authentication code）技术，不仅能保证完整性还能提供认证（authentication）机制。
4.3 数字签名
验证消息是否被篡改，能够确保完整性、提供认证并防止否认的密码机制。将第九章详解。
4.4 伪随机数生成器
伪随机数生成器（Pseudo Random Number Generator，PRNG）是一种能够模拟产生随机数列的算法。随机数和密码技术有关，这么说可能会感到意外，
但实际上随机数确实承担着密钥生成的重要职责。例如在 Web 中进行 SSL/TLS 通信时，会生成一个仅用于当前通信的临时密钥（会话密钥），这个密钥
就是基于伪随机数生成的。将在第十二章详解。
5 密码学家的工具箱
在以上内容中，已经出现了很多种类的密码技术，其中以下六种发挥尤其重要的作用：
- 对称密码
- 公钥密码（非对称密码）
- 单向散列函数
- 消息认证码
- 数字签名
- 伪随机数生成器
在本书中，将上述六种技术统称为密码学家的工具箱。
6 隐写术与数字水印
上面讲过，密码是一种能够让消息内容变得无法解读的技术，即 cryptography。除此之外，还有另外一种技术，它不是让消息内容变得无法解读，而是能够
隐藏消息本身，这种技术称为隐写术（steganography）。例如：
我们先准备一段话，
很容易看懂的就可以，
喜闻乐见的当然更好，
欢迎你尝试将另一句话嵌在这段话中，
你会发现这其实就是一种隐写术。
这样，就发现这段话还隐藏着另一句话“我很喜欢你”。
隐写术在计算机中，用于数字水印技术，它是一种将著作权拥有者及购买者的信息嵌入文本中的技术。但是仅凭数字水印技术时无法对信息进行加密的，因此需要
和其它技术配合使用。
例如，将密码技术和隐写术相结合的方法就很常见。首先，我们将要嵌入的文章进行加密并生成密文，然后再通过隐写术将密文隐藏到图片中。这样一来，
即便有人发现了密文的存在，也无法读取出所嵌入的文章的内容。
密码隐藏的是内容，隐写术隐藏的是消息本身。
7 密码与信息安全常识
7.1 不要使用保密的密码算法
我们不应该制作或使用任何保密的密码算法，而是应该使用那些已经公开的、被公认为强度较高的密码算法，原因如下：
- 密码算法的秘密早晚会公诸于世。
- 开发高强度的密码算法是非常困难的。而试图通过对密码算法本身进行保密来确保安全性的行为，一般称为隐蔽式安全性（security by obscurity），这是危险且愚蠢的行为。
7.2 使用低强度的密码比不进行任何加密更危险
对于用户来说，安全感与密码的强度无关，而只是由“信息已经被加密了”这一事实产生的，这通常会导致用户在处理一些机密信息的时候麻痹大意。
7.3 任何密码总会有一天都会被破解
无论使用任何密码算法锁生成的密文，只要将所有可能的密钥全部尝试一遍，就总有一天可以破译出来。因此，破译密文所需要花费的时间，与要保密的明文的
价值之间的权衡就显得非常重要。严格来说，绝对不会被破解的密码其实是存在的，这种算法称为一次性密码本（one-time pad），将在3.4节详解。
此外，还有另一种技术被认为有可能早就完美的密码技术，那就是量子密码，将在15.3.1节详解。
7.4 密码只是信息安全的一部分
社会工程学（social engineering）。最脆弱的环节并不是密码，而是人类自己。
8 本章小结
主要浏览了密码世界中的一些主要技术。
9 小测验
下面说法是否正确？
- 将明文转换为密文的过程称为加密。
- 明文是供人类读取的数据，而密文则是供计算机读取的数据。
- 只要检查邮件发送者（From:）一栏的内容，就能够正确判断邮件是谁发出的。
- 在对称密码中，加密用的密钥和解密用的密钥是相同的。
- 公开的密码算法容易遭到坏人的攻击，因此使用自己公司开发的保密的密码算法更加安全。