密碼學經過加密變換,把可讀的信息轉變為無法理解的亂碼,因而保護了信息與數據,直接支持機密性、完整性與不可否認性。密碼學的开展過程應該分為三個階段。

密碼學中的加密方案叫做密碼體制。明文是當做加密輸進的原始信息,一般用m來表示,明文空間用M表示；密文是明文加密變換之後得到的,一般用c表示,密文空間用C表示;密鑰是參與密碼轉換的參數,一般用k表示,密鑰空間用K表示;加密算法是把明文變換成密文的函數,加密過程一般用E表示,即c=Ek(m);解密算法是把密文恢復至明文的函數,解密過程一般用D表示,即m=Dk(c)。

密碼體制指實現加、解密的密碼方案。近代密碼學中出現的密碼體制在原理方面可分成2大類,對稱密碼體制和非對稱密碼體制。對稱密碼體制也叫單密鑰密碼體制,基本特徵是加密與解密的密鑰一樣,根據其對明文的處理形式可分成流密碼與分組密碼。非對稱密碼體制的加、解密的密鑰不一樣,形成一個密碼對,用其中一個密鑰加密的結果可用另一個密鑰來解密。

流密碼加密案例分析含RC4與LFSR等加解密。對稱密碼基本加密案例分析主要含DES、3DES、IDEA、AES與SMS4等加解密。對稱密碼工作模式案例分析主要是對不同算法用不一樣的分組方式與填充模式加密;散列函數案例分析含MD5、SHA1256與HMAC等算法的加解密。非對稱加密案例分析含RSA、ELGAMAL、ECC等算法的加解密與密鑰生成；數字簽名案例分析含RSA-PKCS、ELGAMAL、DSA與ECC等；密碼學數學基礎案例分析主要是對密碼學經常用的數學知識進行相應的。文件加解密案例分析含對文本、圖片、音頻、視頻等多種格式的加解密。數據庫加解密應用案例分析含單元級加密與數據庫級加密。基於SSH協議的通信安全案例分析含密碼認證和密鑰認證的方式。基於GnuPG的加密及簽名案例分析用GnuPG實現文件及郵件的加解密與簽名。PGP在文件與郵件系統中的應用用PGP實現文件及郵件的加解密與簽名。