詞語解釋
著名的密碼學者Ron Rivest解釋道：“密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊”，自工程學的角度，這相當於密碼學與純數學的異同。
簡介
密碼學是信息安全等相關議題，如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義，並不是將隱藏信息的存在。密碼學也促進了計算機科學，特別是在於電腦與網路安全所使用的技術，如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被套用在日常生活：包括自動櫃員機的晶片卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。
術語
直到現代以前，密碼學幾乎專指加密算法：將普通信息（明文）轉換成難以理解的資料（密文）的過程；解密算法則是其相反的過程：由密文轉換回明文；密碼機（cipher或cypher）包含了這兩種算法，一般加密即同時指稱加密與解密的技術。 密碼機的具體運作由兩部分決定：一個是算法，另一個是鑰匙。鑰匙是一個用於密碼機算法的秘密參數，通常只有通訊者擁有。歷史上，鑰匙通常未經認證或完整性測試而被直接使用在密碼機上。
密碼協定（cryptographic protocol）是使用密碼技術的通信協定（communication protocol）。近代密碼學者多認為除了傳統上的加解密算法，密碼協定也一樣重要，兩者為密碼學研究的兩大課題。在英文中，cryptography和cryptology都可代表密碼學，前者又稱密碼術。但更嚴謹地說，前者（cryptography）指密碼技術的使用，而後者（cryptology）指研究密碼的學科，包含密碼術與密碼分析。密碼分析 （cryptanalysis）是研究如何破解密碼學的學科。但在實際使用中，通常都稱密碼學（英文通常稱cryptography），而不具體區分其含義。
口語上，編碼（code）常意指加密或隱藏信息的各種方法。然而，在密碼學中，編碼有更特定的意義：它意指以碼字（code word）取代特定的明文。例如，以‘蘋果派’（apple pie）替換‘拂曉攻擊’（attack at dawn）。編碼已經不再被使用在嚴謹的密碼學，它在資訊理論或通訊原理上有更明確的意義。
在漢語口語中，電腦系統或網路使用的個人帳戶口令 （password）也常被以密碼代稱，雖然口令亦屬密碼學研究的範圍，但學術上口令與密碼學中所稱的鑰匙（key）並不相同，即使兩者間常有密切的關連。
密碼學
現代密碼學大致可被區分為數個領域。 對稱鑰匙密碼學指的是傳送方與接收方都擁有相同的鑰匙。直到1976年這都還是唯一的公開加密法。
現代的研究主要在分組密碼（Block Cipher）與流密碼（Stream Cipher）及其套用。分組密碼在某種意義上是阿伯提的多字元加密法的現代化。
分組密碼
分組密碼取用明文的一個區塊和鑰匙，輸出相同大小的密文區塊。由於信息通常比單一區塊還長，因此有了各種方式將連續的區塊編織在一起。 DES和AES是美國聯邦政府核定的分組密碼標準（AES將取代DES）。儘管將從標準上廢除，DES依然很流行（triple-DES變形仍然相當安全），被使用在非常多的套用上，從自動交易機、電子郵件到遠端存取。也有許多其他的區塊加密被發明、釋出，品質與套用上各有不同，其中不乏被破解者。
流密碼
流密碼，相對於區塊加密，製造一段任意長的鑰匙原料，與明文依位元或字元結合，有點類似一次墊（one-time pad）。輸出的串流根據加密時的內部狀態而定。在一些流密碼上由鑰匙控制狀態的變化。RC4是相當有名的流密碼。
密碼雜湊函式（有時稱作訊息摘要函式，雜湊函式又稱散列函式或哈希函式）不一定使用到鑰匙，但和許多重要的密碼算法相關。它將輸入資料（通常是一整份檔案）輸出成較短的固定長度雜湊值，這個過程是單向的，逆向操作難以完成，而且碰撞（兩個不同的輸入產生相同的雜湊值）發生的機率非常小。
信息認證碼或押碼（Message authentication codes, MACs）很類似密碼雜湊函式，除了接收方額外使用秘密鑰匙來認證雜湊值。
公開密碼
名詞解釋
公開密鑰密碼體系，簡稱公鑰密碼體系，又稱非對稱密鑰密碼體系，相對於對稱密鑰密碼體系，最大的特點在於加密和解密使用不同的密鑰。
概述
在對稱密鑰密碼體系中，加密和解密使用相同的密鑰，也許對不同的信息使用不同的密鑰，但都面臨密鑰管理的難題。由於每對通訊方都必須使用異於他組的密鑰，當網路成員的數量增加時，密鑰數量成二次方增加。更尷尬的難題是：當安全的通道不存在於雙方時，如何建立一個共有的密鑰以利安全的通訊？如果有通道可以安全地建立密鑰，何不使用現有的通道。這個‘雞生蛋、蛋生雞’的矛盾是長年以來密碼學無法在真實世界套用的阻礙。
1976年，美國學者Whitfield Diffie與Martin Hellman發表開創性的論文，提出公開密鑰密碼體系的概念：一對不同值但數學相關的密鑰，公開鑰匙（或公鑰, public key）與私密鑰匙（私鑰,private key or secret key）。在公鑰系統中，由公開密鑰推算出配對的私密密鑰於計算上是不可行的。歷史學者David Kahn這樣描述公開密鑰密碼學；“從文藝復興的多字元取代法後最革命性的概念。”在公鑰系統中，公鑰可以隨意流傳，但私鑰只有該人擁有。典型的用法是，其他人用公鑰來加密給該接受者，接受者使用自己的私鑰解密。Diffie與Hellman也展示了如何利用公開鑰匙密碼學來達成Diffie-Hellman鑰匙交換協定。
1978年，MIT的Ron Rivest、Adi Shamir和Len Adleman發明另一個公開密鑰系統，RSA。
直到1997年的公開檔案中大眾才知道，早在1970年代早期，英國情治單位GCHQ的數學家James H. Ellis便已發明非對稱密鑰密碼學，而且Diffie-Hellman與RSA都曾被Malcolm J. Williamson與Clifford Cocks分別發明於前。 這兩個最早的公鑰系統提供優良的加密法基礎，因而被大量使用。其他公鑰系統還有Cramer-Shoup、Elgamal、以及橢圓曲線密碼學等等。
除了加密外，公開密鑰密碼學最顯著的成就是實現了數字簽名。數字簽名名符其實是普通簽章的數位化，他們的特性都是某人可以輕易製造簽章，但他人卻難以仿冒。數字簽名可以永久地與被簽署信息結合，無法自信息上移除。數字簽名大致包含兩個算法：一個是簽署，使用私密密鑰處理信息或信息的雜湊值而產生簽章；另一個是驗證，使用公開鑰匙驗證簽章的真實性。RSA和DSA是兩種最流行的數字簽名機制。數字簽名是公開密鑰
基礎建設（public key infranstructures, PKI）以及許多網路安全機制（SSL/TLS, VPNs等）的基礎。
公開密鑰的算法大多基於計算複雜度上的難題，通常來自於數論。例如，RSA源於整數因子分解問題；DSA源於離散對數問題。近年發展快速的橢圓曲線密碼學則基於和橢圓曲線相關的數學難題，與離散對數相當。由於這些底層的問題多涉及模數乘法或指數運算，相對於分組密碼需要更多計算資源。因此，公開密鑰系統通常是複合式的，內含一個高效率的對稱密鑰算法，用以加密信息，再以公開密鑰加密對稱鑰匙系統所使用的鑰匙，以增進效率。
20世紀70年代，美國史丹福大學的兩名學者迪菲和赫爾曼提出了一種新的加密方法--公開密鑰加密隊PKE方法。與傳統的加密方法不同，該技術採用兩個不同的密鑰來對信息加密和解密，它也稱為"非對稱式加密方法。每個用戶有一個對外公開的加密算法E和對外保密的解密算法D，
它們須滿足條件：
（1）D是E的逆，即D[E（X）]=X；
（2）E和D都容易計算。
（3）由E出發去求解D十分困難。
密碼體系
在1984年以色列科學家Shamir提出了基於標識的密碼系統的概念（IBC）。在基於標識的系統中，每個實體具有一個標識。該標識可以是任何有意義的字元串。但和傳統公鑰系統最大的不同是，在基於標識的系統中，實體的標識本身就是實體的公開密鑰。由於標識本身就是實體的公鑰，這類系統就不再依賴證書和證書管理系統如PKI，從而極大地簡化了管理密碼系統的複雜性。在提出IBC概念的同時，Shamir提出了一個採用RSA算法的基於標識的簽名算法(IBS)。但是基於標識的加密算法（IBC）長時期未能找到有效解決方法。
在2000年，三位日本密碼學家R. Sakai, K. Ohgishi 和 M. Kasahara提出了使用橢圓曲線上的pairing設計基於標識的密碼系統的思路。在該論文中他們提出了一種無互動的基於標識的密鑰生成協定. 在該系統中，他們設計了一種可用於基於標識的密碼系統中的系統初始化方法和密碼生成算法。
在2001年，D. Boneh和M. Franklin , R. Sakai, K. Ohgishi 和 M. Kasahara 以及C. Cocks 分別提出了三個基於標識的加密算法。前兩個都是採用橢圓曲線上pairing的算法。第三種算法利用平方剩餘難問題。前兩種算法都採用了與中相同的思路初試化系統並生成用戶的私鑰。由於D. Boneh和M. Franklin提出的IBC (BF-IBC)的安全性可以證明並且有較好的效率，所以引起了極大的反響。
基於標識的密碼技術在過去幾年中得到快速發展。研究人員設計了大量的新密碼系統。隨著套用的逐漸廣泛，相應算法的標準化工作也在逐步展開。IEEE P1363.3的基於標識的密碼技術工作組正在進行相關算法的標準化工作 。ISO/IEC已經標準化了兩個基於標識的簽名算法。
標準規範
2007年，中國國家密碼局組織了國家標識密碼體系IBC標準規範( Identity-Based Cryptograph, IBC)的編寫和評審工作。由五位院士和來自黨政軍、科研院所的密碼專家組成了評審組，對該標準規範在安全性、可靠性、實用性和創新性等方面進行了多次嚴格審查， 2007年12月16日國家IBC標準正式通過了評審。專家們一致認定，該標準擁有獨立智慧財產權，屬於國內首創，達到了國際領先水平，並已逐步開始套用在智慧型密鑰、加密郵件、網路安全設備等產品中中。
法律禁令
密碼技術長期以來都是情報或司法機構的興趣。由於這些單位的隱密性以及禁令後個人隱私的減少，密碼技術也是人權支持者關心的焦點。環繞密碼技術的法律議題已有很長的歷史，特別是在可以執行高品質密碼的廉價計算機問世後。
在某些國家甚至本國的密碼技術套用也受到了限制：
直到1999年，法國仍然限制國內密碼技術的使用。
在中國，使用密碼技術需要申請執照。
許多國家有更嚴格的限制，例如白俄羅斯、哈薩克、蒙古、巴基斯坦、俄羅斯、新加坡、突尼西亞、委內瑞拉和越南。
在美國，國內密碼技術的使用是合法的，但仍然有許多法律衝突。
出口管制
一個特別重要的議題是密碼軟體與硬體的出口管制。由於密碼分析在二戰時期扮演的重要腳色，也期待密碼學可以持續在國家安全上效力，許多西方國家政府嚴格規範密碼學的出口。二戰之後，在美國散布加密科技到國外曾是違法的。事實上，加密技術曾被視為軍需品，就像坦克與核武。直到個人電腦和網際網路問世後情況才改變。好的密碼學與壞的密碼學對絕大部分使用者來說是沒有差別的，其實多數情況下，大部分現行密碼技術普遍緩慢而且易出錯。然而當網際網路與個人電腦日益成長，優良的加密技術逐漸廣為人知。可見出口管制將成為商務與研究上的阻礙。
密碼技術在中國的發展狀況
我國信息網路安全研究歷經了通信保密、數據保護兩個階段，正在進入網路信息安全研究階段，現已開發研製出防火牆、安全路由器、安全網關、黑客入侵檢測、系統脆弱性掃描軟體等。但因信息網路安全領域是一個綜合、交叉的學科領域它綜合了利用數學、物理、生化信息技術和計算機技術的諸多學科的長期積累和最新發展成果，提出系統的、完整的和協同的解決信息網路安全的方案，目前應從安全體系結構、安全協定、現代密碼理論、信息分析和監控以及信息安全系統五個方面開展研究，各部分相互協同形成有機整體。
