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密碼學史 -- AI 偵探風格#

以「推理探案」的方式，追查密碼學從 Caesar 密碼到零知識證明與後量子密碼的每一步： 前因是什麼？線索在哪裡？推理如何展開？後果又如何改變了整個數位世界？

密碼學的核心信念是：秘密可以數學化——保密不再是「藏得更好」，而是「即使敵人看到全部演算法，沒有金鑰就解不開」。

案件卷宗（歷史年表）#

序幕：古典密碼與戰時破譯（西元前 50–1949）#

年份 事件 檔案
前 50 Caesar 密碼：最早的替換密碼 -0050-Caesar密碼.md
1550 Vigenère 密碼：「不可破譯」的密碼與其被破 1550-Vigenere密碼.md
1883 Kerckhoffs 原則：保密在金鑰，不在演算法 1883-Kerckhoffs原則.md
1918 Enigma 機：轉子密碼機的誕生 1918-Enigma機.md
1932 Rejewski 破譯 Enigma：數學擊敗機器 1932-Rejewski破譯Enigma.md
1939–1944 Bletchley Park 與 Turing 炸彈機：Ultra 情報改變二戰 1939-BletchleyPark.md
1949 Shannon 保密系統理論：密碼學成為數學 1949-Shannon保密理論.md

現代密碼學的誕生（1970–1977）#

年份 事件 檔案
1970 IBM 的 Lucifer：對稱區塊密碼的雛形 1970-Lucifer.md
1974 Diffie–Hellman 與公鑰構想的誕生 1974-Diffie公鑰構想.md
1976 Diffie–Hellman 金鑰交換：公鑰密碼學問世 1976-DiffieHellman金鑰交換.md
1977 RSA：公鑰加密的完整實現 1977-RSA.md
1977 DES 標準化：對稱加密的國家標準 1977-DES.md

現代密碼學的成熟（1979–2000）#

年份 事件 檔案
1979 Merkle–Hellman 背包密碼與其被破 1979-MerkleHellman背包密碼.md
1979 Shamir 秘密分享：秘密拆成 n 片，k 片才能重組 1979-Shamir秘密分享.md
1979 Carter–Wegman 通用雜湊與訊息認證碼 1979-CarterWegman通用雜湊.md
1985 ElGamal：離散對數加密與數位簽章 1985-ElGamal.md
1985 RSA 指紋 vs 隨機化：雜湊函數與 MD 系列 1985-密碼學雜湊函數.md
1989 零知識證明：證明我知道，但不告訴你 1989-零知識證明.md
1994 Shor 演算法：量子電腦威脅 RSA 與 ElGamal 1994-Shor演算法.md
1998 SSL/TLS 與網路加密的普及 1998-SSL與網路加密.md

現代密碼學（2001–至今）#

年份 事件 檔案
2001 AES 標準化：DES 的繼任者 2001-AES.md
2002 AKS 質數檢驗（交叉參照計算理論史） ../計算理論/2002-AKS質數檢驗.md
2005 橢圓曲線密碼學（ECC）標準化與普及 2005-橢圓曲線密碼學.md
2009 全同態加密：在密文上直接計算 2009-全同態加密.md
2016 區塊鏈與比特幣的密碼學基礎設施 2016-區塊鏈密碼學.md
2017 後量子密碼學：NIST 標準化競賽 2017-後量子密碼學.md
2022 LLM 時代的密碼學：從訓練到推理的保密 2022-LLM時代密碼學.md

關鍵人物年表#

年代 人物 貢獻
前 50 Julius Caesar Caesar 密碼
1550 Blaise de Vigenère Vigenère 密碼
1883 Auguste Kerckhoffs Kerckhoffs 原則
1918 Arthur Scherbius Enigma 機
1932 Marian Rejewski 數學破譯 Enigma
1939–1944 Alan Turing / Gordon Welchman 炸彈機、Ultra 情報
1949 Claude Shannon 保密系統理論
1970 Horst Feistel Lucifer / Feistel 結構
1976 Whitfield Diffie / Martin Hellman 公鑰密碼學、金鑰交換
1977 Ron Rivest / Adi Shamir / Len Adleman RSA
1979 Adi Shamir 秘密分享
1979 Carter / Wegman 通用雜湊、MAC
1985 Taher ElGamal ElGamal 加密/簽章
1989 Goldwasser / Micali / Rackoff 零知識證明
1994 Peter Shor Shor 演算法
1998 Netscape / IETF SSL/TLS
2001 Vincent Rijmen / Joan Daemen AES
2005 Neal Koblitz / Victor Miller 橢圓曲線密碼學
2009 Craig Gentry 全同態加密
2017 NIST 後量子密碼學標準化

核心概念速查#

對稱 vs 非對稱加密#

類型 金鑰 速度 代表
對稱 加解密同一把 快（GB/s） AES、ChaCha20
非對稱 公鑰加密、私鑰解密 慢（KB/s） RSA、ECC
雜湊 無金鑰（單向） 快 SHA-256

難解問題與密碼學#

問題 支撐的密碼系統 量子威脅
大數分解 RSA Shor 演算法（1994）
離散對數 Diffie–Hellman、ElGamal Shor 演算法
格問題（LWE/SVP） 後量子密碼 未知有效攻擊
雜湊抗碰撞 簽章、區塊鏈 Grover 演算法（平方加速）

交錯參照#