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  目前已知最早的密碼是大約公元前1900年的埃及古王國時期,用特殊的埃及象形文字雕刻在墓碑上。但這些文字並不被認為是某種祕密通訊的真正嘗試,而是在增加神祕和陰謀氣氛,甚至是為了給能看懂的觀者提供樂趣。這是密碼學在其它用途上的應用,或者只是看上去是這樣(如果這是某種密碼的誤導或偽裝,那確實令人印象深刻)。這稍後的一些出自美索不達米亞的泥板文獻則是明確的對其上的資訊試圖進行保密,其中鑑定為公元前1500年左右的一份文獻,加密了一份陶器上釉工藝配方,可以推測它在當時具有商業價值。之後希伯來的學者們使用了一些簡單的單表替換式密碼(比如阿特巴希密碼),這大約在公元前600至公元前500年間。 古希臘人當時據說已經對加密方法有了認識,斯巴達軍隊曾使用過密碼棒進行換位加密,但是密碼棒到底是用於加密、身份證明還是避免演講中的壞預兆發生,這一點還存有爭論。希羅多德則描述了通過蠟或木片來通過物理方法隱藏資訊,或者在一個奴隸的頭上書寫,然後再由之後長出的頭髮掩蓋。這本質上並不算作一種密碼,因為一旦知道方法,資訊是完全可讀的,這通常被稱為隱寫術。另外還有一種希臘加密法是由波利比烏斯發明的,現在稱之為波利比烏斯方陣。羅馬人同樣對於密碼學已經有了認識,例如著名的凱撒密碼及其變種。

  公元800年左右,或許是出於虔誠,阿拉伯數學家肯迪對古蘭經進行了文字分析,導致了針對單表替換式密碼的頻率分析技術的發明。一直到第二次世界大戰,這都是最基礎的密碼分析方法。肯迪寫了關於密碼學的《破譯密碼資訊的手稿》(Risalah fi Istikhraj al-Mu'amma),在這裡他最早描述了密碼分析方法,包括針對多表的加密方法、密碼的分類、阿拉伯語的發音和語法,其中最重要的是,他第一次給出了頻率分析方法的描述。另外還包括了加密方法、對已知密碼的密碼分析方法,以及對阿拉伯語中字母和字母組合的統計分析。  埃及人艾哈邁德·卡勒卡尚迪(1355-1418)寫了一部十四卷的百科全書,其中一章是描述密碼學的,這些內容主要歸功於Ibn al-Durayhim(1312-1361),但這些密碼學著作已經失傳。百科全書中的密碼列表包括了替換式密碼和換位加密,同時第一次對同一個明文字母使用了多個不同的加密替換。同樣來自Ibn al-Durayhim,還有一個密碼分析學示例的闡述,包括使用了字母頻率表的和單詞中不能一起出現的字母組合。  直到多表加密方法之前,所有的加密方法本質上都存在易被頻率分析方法攻擊的缺陷,即使在多表加密方法出現之後,很多加密仍然存在這一缺陷。大約1467年,“西方密碼學之父”萊昂·巴蒂斯塔·阿爾伯蒂完成了多表加密最清晰的表述。隨後約翰尼斯·特里特米烏斯在他的著作《密碼術》(Poligraphia)中,發明了表格法,維吉尼亞密碼的重要工具。法國密碼學家布萊斯·德·維吉尼亞以自己的名字發明了維吉尼亞密碼,一種可實現的多表加密系統。  在歐洲,由於政治鬥爭和宗教革命,密碼學變得愈發重要。例如在文藝復興及之後的歐洲,義大利的教皇國和天主教會的民眾負有快速擴散密碼學技術的責任,他們之中很少有人懂得阿爾伯蒂的多表加密法。阿爾伯蒂以及他之後的加密法,並不像密碼的發明者或使用者宣稱和相信的那樣先進,他們經常被破譯。這種過度樂觀可能是密碼學中的一種天性,無論在當時還是現在,想要知道你的密碼系統究竟有多容易被攻擊在根本上是很困難的。  英女王伊麗莎白一世時期的巴賓頓密謀,由於密碼學、密碼分析學以及祕密通訊人員的叛變而洩露,直接導致了蘇格蘭女王瑪麗一世的被處決。一份來自鐵面人時代加密資訊表露了一些這位傳奇的不幸囚犯的身份資訊,遺憾的是其內容並不明確。  在歐洲之外,當伊斯蘭黃金時代終結於蒙古人西征之後,密碼學的發展陷入了停滯。而日本地區的密碼學應用大約起始於1510年,其技術直到19世紀60年代的日本開國之後才為人所知。在20世紀20年代,波蘭海軍幫助了日本軍方編碼和加密技術的發展。

  

  克勞德·夏農被尊稱為「數學密碼學之父」。夏農在貝爾實驗室裡面工作了幾年,並於1945年發表了一篇「密碼學的數學理論」的學術文章。之後,又發表了一篇名為「通訊學的數學理論」的成果論文。一般認為,夏農的第一篇文章開啟了現代密碼學的大門,而其宗旨有二:「祕密性」與「真實性」。

  雖然現代密碼演算法(如AES)在理論上通常被認為是不可破解的,但現實中密碼系統的設計和實現有時並不足夠完善。因此,近年來出現了一些重要的通過密碼分析的破解方法。被破解的系統中包括:第一代無線加密演算法有線等效加密,DVD加密和控制中使用的內容擾亂系統(CSS),GSM中的A5/1和A5/2,以及恩智浦半導體推出的MIFARE Classic智慧卡中使用的CRYPTO1演算法。它們都是對稱加密演算法。目前為止,公鑰加密系統中的數學原理均未被證明為不可破解,因此,更高明高效的數學分析方法可能使得目前的公鑰加密系統不再安全。隨著機器計算能力的提高,破解密碼的成本變得越來越低。因此,能保護系統安全的建議的金鑰長度逐漸增加。
密碼學起源於數千年以前,直到最近的幾十年為止,這部分密碼學被稱為經典密碼學,經典密碼的主要使用筆和紙,或者簡單的機械輔助工具來加密。到了20世紀早期,隨著一些複雜機械和電動機械的發明,更復雜和有效的加密方法隨之誕生,例如以恩尼格瑪密碼機為代表的迴轉輪加密法;隨後的電子元件和計算機更是使其變得進一步複雜和精密,此時出現的絕大多數加密方法已經完全擺脫了傳統的紙筆運用了。