第3章 對稱式加密基礎#
古典密碼全數潰敗之後,密碼學需要回答兩個根本問題:「絕對安全」存在嗎? 以及 「把一塊固定大小的資料加密」該長什麼樣? 本章給出這兩問的答案。
我們先證明香農 1949 年的經典結果:一次性密碼本(OTP)是唯一擁有「完美保密」的加密法——密文對任何知道金鑰以外的人來說不攜帶任何資訊。理解 OTP 的嚴苛條件(真隨機、與明文等長、只用一次),你就能明白為什麼實務必須妥協,也才能欣賞後續所有設計的取捨。
接著進入現代對稱加密的核心建築:區塊加密(block cipher)與 Feistel 結構——一個絕妙的想法:用「可逆的半區交換」把任何不可逆的函數變成可逆的加密。最後回顧 DES——第一個公開的國家級加密標準,它開創了「演算法公開受檢驗」的傳統,也用 56 位元金鑰示範了「標準也會過時」。
學完本章你將能:說明完美保密的定義與 OTP 的成立條件、用 Python 實作 Feistel 網路、並從歷史與技術兩面評價 DES。