最近刚为站点后台部署了HTTPS，借此机会系统梳理一下加密与解密的相关知识。密码学的发展历程颇为有趣，其起源可追溯至古希腊罗马时期，当时主要采用简单的字母替换方法。
密码学早期发展
古希腊人使用名为Scytale的工具进行加密。另一种更高效的加密方式称为置换密码（transposition cipher），其原理是将羊皮纸缠绕在一根圆木上，书写信息后展开，文字便实现了加密。尽管这种方法容易被破解，但它确实是历史上首个实际应用的加密方案。
凯撒大帝（Julius Caesar）采用了另一种类似的加密方式：将字母向右或向左移动若干位，这就是著名的凯撒密码（Caesar’s cipher）。例如，"GEEK" 加密后变为 "JHHN"。
Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
由于只有信息接收者知晓解密方法，对其他人而言，这些字符只是一串无意义的乱码。此外，还有一种加密方式如图所示：将每个字母映射到坐标系中。
如此一来，字母"G"对应"23"，而"GEEK"则对应"23 31 31 43"。
恩尼格玛密码机（Enigma Machine）——这是二战时期著名的加密设备，本文暂不深入探讨。
加密算法概述
加密算法种类繁多，区分和衡量它们主要依据两个维度：抗破解能力与加密速度。如下图所示，AES是目前最快的强加密算法之一。
当然，也存在速度更快或更慢的算法，各有其适用场景。如果仅需加密少量信息且频率不高，可以采用最强的算法，甚至加密两次。但若追求速度，AES无疑是最佳选择。
加密类型分类
之前提到的加密算法绝大部分都属于以下两种加密类型之一：
对称加密：加密与解密使用相同的“密钥”。
非对称加密：加密与解密使用不同的“密钥”。
对称加密详解
以邮局寄送为例来解释对称加密：Alice将信息放入一个带有挂锁的盒子中，她持有钥匙。通过邮局将盒子寄给Bob。Bob收到后，使用相同的钥匙打开盒子（该钥匙此前已通过面对面方式从Alice处获得）。随后Bob可以用同样的方法回复Alice。
对称加密又可细分为两种模式：流加密（逐字节处理）和块加密（将信息分块处理，通常每块64位）。常见算法包括Twofish、Serpent、AES (Rijndael)、Blowfish、CAST5、RC4、TDES和IDEA。
非对称加密原理
Bob和Alice各自拥有一个盒子。Alice若要安全通信，先请Bob将未上锁的盒子通过邮局寄给她。Alice收到后放入信息并锁上，再寄回给Bob。Bob用自己的钥匙打开盒子。回复时采用相同流程。
这种方法最大的优势在于：无需获取对方的“密钥”，避免了密钥在传输过程中被复制窃取的风险。此外，即使Bob的密钥被盗，Alice与其他人通信的安全性也不受影响，因为她使用的是不同人的密钥。
非对称算法在加密和解密时使用不同的密钥。信息接收者持有两把密钥：一把“公钥”，一把“私钥”。公钥提供给信息发送者用于加密，私钥由接收者自己保管用于解密。这样做最大的好处是：无需通过不安全的渠道传输私密信息。公钥本身就是公开的，无需隐藏；而私钥则保存在生成它的电脑上。
网站如何通过加密实现安全通信
SSL（安全套接层，Secure Sockets Layer）用于保障浏览器与网站服务器之间的安全通信，防止网络“中间人”窃取信息。SSL的工作原理实际上并不复杂。
当浏览器向服务器请求一个安全网页（通常以https://开头）时，服务器会将其证书和公钥发送回来。
浏览器会验证证书是否由可信的证书颁发机构签发，并确认证书有效且属于该网站。
浏览器使用公钥加密一个随机生成的对称密钥，并将加密后的URL一同发送至服务器。
服务器使用自己的私钥解密浏览器发送的对称密钥，然后利用该对称密钥解密浏览器请求的URL链接。
服务器使用浏览器发送的对称密钥对请求的网页进行加密。浏览器由于持有相同的对称密钥，就可以解密返回的网页内容。
整个SSL握手流程大致如上所述。
