情报安全之密码学，从历史发展的角度切入，带大家捋一遍
学习前的小菜
情报安全管理是啥？
减少安全事故（incident）的发生的方法论
啥是安全事故（incident）？
外忧遇内患：
脅威×脆弱性
- 外部威胁：黑客、病毒等
- 内部脆弱性：系统漏洞、弱点
只有外部有威胁 且 内部有弱点时，安全事故才会发生。
- 世界上没有黑客，即便系统很弱，也不会有事故。
- 系统没有任何弱点，即便到处都是黑客，也不会发生事故。
日本情报安全管理的制度与企业导入
1️⃣ 国家层面（战略/法律）
- 2014年：颁布 サイバーセキュリティ基本法（网络安全基本法）
- 背景：日本受到全球服务器攻击增多，需要建立 官民一体的防御体系
- 日英同意将网络安全合作上升为战略级，并全面强化防务与供应链领域的双边协作。
- 小高见解：
日本要立法引入“能动式网络防御”，在不看通信内容、受严格监督的前提下，由政府、警察和自卫队快速协同，主动应对主要来自海外的国家级网络攻击，把网络安全正式提升为国家安全核心能力。
- 国家机构：
- NCO 国家サイバー統括室 2025年7月1日 成立 内閣総理大臣直接管辖 、サイバーセキュリティ戦略本部、内閣官房に設置された日本のサイバーセキュリティ政策の司令塔となる組織，目的，要能动！
- J-CRAT：是日本政府为应对大规模网络攻击而设立的国家级快速支援机制，负责在企业遭受针对性服务器攻击时，提供技术分析、应急处置和恢复支援。
- JPCERT：不隶属与政府与国家的独立慈善机构，是日本的“网络安全应急响应中心”，负责收集、分析和共享网络攻击信息，协调企业与政府一起应对网络安全事故。
2️⃣ 企业层面（战略 → 战术 → 执行）
- 战略（Strategy）
- 企业需制定整体信息安全方针
- CEO签字确认
- 战术（Tactics）
- 大企业：参考《サーバーセキュリティ経営ガイドライン》保护企业免受攻击的，経営者的3原则，10个命令
- 中小企业：参考《中小企業の情報セキュリティ対策ガイドライン》
- 执行（Operation）
- 可依据 JIS Q27000 标准落实安全措施
⚡ ：
国家制定法律和支援机构 → 企业制定战略 → 战术指导 → 具体执行
通信安全的要素
引用JIS Q 27000定义的
官方
英文 | 日文 | 含义 |
C – Confidentiality | 機密性 | 信息只能被授权的人访问，防止泄露 |
I – Integrity | 完全性 | 信息不被未经授权篡改、保持正确性 |
A – Availability | 可用性 | 信息或服务在需要时可用，防止拒绝服务，在通信层面也可以指通信效率 |
Authenticity | 真正性 / なりすまし防止 | 信息/通信来源可验证，防止冒充 |
Non-repudiation | 否認防止 | 信息发送者或行为者不能否认自己的行为 |
技术层面的实现手段
技术/方法 | 类型 | 原理/特点 | 发明时间 / 历史 | 贡献度 |
共通鍵加密 (Symmetric Key Encryption) | 对称加密 | 加密和解密用同一把密钥，速度快，但密钥分发困难 | 早期密码术很久就有，现代计算机用的算法如 DES（1970年代）、AES（2001） | 80%机密性
99%可用性 |
公開鍵加密 (Public Key Encryption / Asymmetric) | 非对称加密 | 使用公钥加密，私钥解密；解决密钥分发问题 | 1976 年，Diffie-Hellman 提出密钥交换概念；RSA（1977） 实现非对称加密 | 99%机密性
95%可用性 |
加入電子署名 (Digital Signature) | 认证/非否认 | 使用私钥对哈希值签名，公钥验证，保证真正性+防否认＋防止篡改 | 1976–1977 随 RSA 等非对称加密方法出现 | 99%完全性
99%否認防止
30%真正性 |
公開共通电子署名混合加密(Hybrid Encryption) | 混合加密 | 对称加密处理数据本身，非对称加密传输对称密钥 → 兼顾速度和安全 | 1980年代 随公开密钥加密实用化出现 | 99%完全性
99%否認防止
99%可用性
30%真正性 |
PKI (Public Key Infrastructure) | 公钥基础设施 | 管理公钥证书，保证密钥真实性和可靠性，支撑电子签名和加密 | 1990年代 规范化，X.509 标准于 1988 出现 | 99%真正性 |
HTTP→HTTPS | 协议/安全通信 | HTTP+TLS/SSL，支持加密传输、认证服务器 | 1994 年 Netscape 推出 SSL 1.0，后发展成 TLS | 全99% |
MIME→S/MIME | 邮件安全协议 | 支持电子邮件的加密和签名，基于 PKI | 1995 年 RFC 1847 等标准化 | 全99% |
FTP→FTPS | 文件传输加密 | 文件传输加密，使用 TLS/SSL 对通信加密 | 1990年代，FTP over TLS/SSL 实现 | 全99% |
Telnet→SSH | SSH | 远程终端加密，替代明文 Telnet | 1995 年 Tatu Ylönen 发明 SSH-1 | 全99% |
具体发展
怎么实现机密性？
1970 年 主要由IBM 团队开发
共通鍵加密 (Symmetric Key Encryption) 实现了機密性的80%
目前机密性只能达到80%，因为最开始分发共通钥匙的时候，如果被窃听，那么信息就会被破译。
1.知识检验
怎么提高机密性？
1976 年 Diffie-Hellman 提出
公開鍵加密 (Public Key Encryption / Asymmetric) ，实现了机密性 99%
机密性问题是解决了，但是公開鍵加密方式解密太繁琐，降低了效率 / 可用性 (Availability / Performance)。大量数据加密需要耗费 CPU 时间，传输和解密慢 → 对“可用性”和实时性有影响。
2.知识检验
公開鍵暗号方式によって，暗号を使ってn人が相互に通信する場合，異なる鍵は全体で幾つ必要になるか。ここで，公開鍵，秘密鍵をそれぞれ一つと数える。
怎么实现完整性和否认防止和真正性？
直到1976–1977 年，随着 RSA 等非对称加密方法的普及，电子签名被发明出来，解决了完整性和否认防止和真正性。
电子签名的工作原理
- 否认防止：用自己的 私钥加密哈希值 → 这就是签名，发送者无法否认发送过的信息 → 否认防止达到 100%
- 真正性（初步）：接收者用发送者的 公钥解密签名 → 可以验证哈希值来源 → 真正性约 30%，因为还无法完全保证这把公钥确实属于发送者
- 完整性：接收者用相同的哈希函数计算收到的数据 → 与解密后的哈希值一致 → 证明数据未被篡改 → 完整性达到 100%
3.知识检验
没效率，怎么提高可用性？
公開共通混合加密 (Hybrid Encryption)
1980年代 随公开密钥加密实用化出现，提高可用性
用公开钥匙去传输共通钥匙，如何用共通钥匙去加密文本
共通鍵加密 + 公開鍵加密 已经解决了数据的机密性问题和提升了可用性。
但是，其他的完整性和否认防止和真正性没有解决。
如何完善真正性？
- 1988 年，PKI完善， X.509 标准化出现，CA（证书授权中心）帮忙证明公钥属于某个实体
- 到 1990 年代，通过 CA 签发的公钥证书，真正性得以达到 99%
4.知识检验
公开钥匙加密＋私密钥匙加密＋电子署名＋PKI 实现了
機密性 | 99％ |
完全性 | 99% |
通信效率，可用性 | 高 |
真正性 / なりすまし防止 | 99% |
否認防止 | 99% |
- Author:minami
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