加密（encryption）是密碼學最主要的應用：它讓資料變得無法理解，以確保其機密性（confidentiality）。加密使用一個稱為密碼（cipher）的演算法，以及一個稱為金鑰（key）的秘密值。若不知道金鑰，就無法解密，也無法從加密過的訊息學到任何一個位元的資訊——任何攻擊者亦然。

明文、密文與兩個函式#

• 明文（plaintext）：未加密的訊息。
• 密文（ciphertext）：加密後的訊息。
• 加密（encryption）：把明文轉成密文。
• 解密（decryption）：把密文轉回明文。

因此一個密碼是由兩個函式組成的。習慣上我們把密碼 E 想成一個盒子，輸入明文 P 與金鑰 K，輸出密文 C：

C = E(K, P)      加密
P = D(K, C)      解密

實務上我們常說「密碼」（cipher），但指的往往是「加密」（encryption）——這兩個詞在口語中經常混用。

密文的長度#

對某些密碼而言，密文與明文等長；對另一些密碼，密文會稍長一些。

密文永遠不可能比明文更短。

對稱與非對稱#

本章聚焦於對稱加密（symmetric encryption），也就是最簡單的一種加密：解密用的金鑰與加密用的金鑰相同。

相對地，非對稱加密（asymmetric encryption）或稱公鑰加密（public-key encryption），解密的金鑰與加密的金鑰不同。

接下來的路線是：先從最弱的對稱加密形式——只擋得住最不識字的攻擊者的古典密碼——開始，一路走到永遠安全的最強形式。