密码学基础知识及应用PKI知识，系统学习

密码学是一门涉及信息安全的核心学科，它通过数学理论和计算技术来确保数据的机密性、完整性和可鉴别性。本篇文章将系统性地探讨密码学的基础知识及其在PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施）中的应用。 密码学的数学基础是其理论根基，包括概率论、信息论、计算复杂性理论、数论、有限域以及抽象代数等。这些领域为密码算法的设计提供了理论支持，比如信息论中的熵概念可以衡量信息的不确定性，而数论则在公钥密码体制如RSA中起到关键作用。 密码学的应用已经渗透到日常生活中，从电子邮件和自动取款机（ATM）到电话卡、网上银行、网上证券和信用卡购物（POS机），无处不在。然而，随之而来的是各种安全问题，如非授权访问、中间人攻击和抵赖等，这强调了密码学的重要性。 密码学的目标主要包括五个方面： 1. 机密性：确保只有授权者能访问信息。 2. 完整性：防止数据被未授权修改。 3. 可鉴别性：确保数据来源的真实。 4. 抗抵赖性：防止通信双方事后否认通信行为。 5. 可用性：保证信息和服务随时对授权者可用。 密码学的发展经历了三个主要阶段。古典密码学阶段，主要依赖于替换和换位技巧，但安全性受限于算法保密。近代密码学阶段，随着香农的工作，密码学成为一门科学，主要使用对称密钥加密。现代密码学，以公钥密码体制的出现为标志，开启了密码学的新纪元，如Diffie-Hellman密钥交换。 古典密码学的分类包括单字母替换、多字母替换（如多表替换）和换位密码。例如，斯巴达人使用的加密设备和Phaistos圆盘展示了早期的加密实践。近代密码学则引入了机械密码机，如转轮机，提高了加密效率。 在PKI中，密码学扮演着核心角色，它提供了公钥和私钥对，使得非对称加密和数字签名成为可能。公钥用于加密，私钥用于解密，这解决了对称密钥加密中密钥管理和分发的问题。同时，数字证书由权威的证书颁发机构（CA）签发，用于验证公钥的合法性，确保通信双方的身份认证。 密码学是一门综合了数学、计算机科学和通信理论的学科，它的理论与技术对于保护现代社会的信息安全至关重要。从古典的密码技巧到现代的公钥基础设施，密码学不断发展，为我们的数字化生活提供了坚实的安全保障。理解并掌握这些基础知识，对于从事IT行业尤其是信息安全领域的专业人员来说，是至关重要的。