信息安全第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)-wenkub
2023-01-23 22:17:12 本頁面
【正文】 題為 《 密碼學(xué)的新方向 》 一文中提出了一個(gè)嶄新的思想，不僅加密算法本身可以公開，甚至加密用的密鑰也可以公開。 轉(zhuǎn)輪密碼機(jī) ENIGMA，由 Arthur Scherbius于 1919年發(fā)明，面板前有燈泡和插接板； 4輪ENIGMA在 1942年裝備德國海軍，英國從 1942年 2月到 12月都沒能解讀德國潛艇的信號。 Kryha密碼機(jī)大約在 1926年由Alexander vo Kryha發(fā)明。 密碼學(xué)的發(fā)展歷史 (3) ?兩次世界大戰(zhàn)大大促進(jìn)了密碼學(xué)的發(fā)展。表面有明顯字間空格的字母，至今還沒有破解。 ? Julius Caesar發(fā)明了凱撒密碼 密碼學(xué)的發(fā)展歷史 (2) ? 1834年，倫敦大學(xué)的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授惠斯頓發(fā)明了電機(jī)，這是通信向機(jī)械化、電氣化躍進(jìn)的開始，也為密碼通信采用在線加密技術(shù)提供了前提條件。 二戰(zhàn)中美國陸軍和海軍使用的條形密碼設(shè)備 M138T4。這是一個(gè)多表加密設(shè)備，密鑰長度為442，周期固定。 英國的 TYPEX打字密碼機(jī)，是德國 3輪 ENIGMA的改進(jìn)型密碼機(jī)。 ? 1977年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布了數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES ? 2022年 11月 26日，正式頒布 AES為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。 ?誰來做變換？ 變換可以由硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。 密文 (Ciphertext)或 密報(bào) (Cryptogram)：明文經(jīng)密碼變換成的一種隱蔽形式。 密碼學(xué)的基本概念 (3) 加密算法 (Encryption algorithm)：密碼員對明文進(jìn)行加密時(shí)所采用的一組規(guī)則。 截收者 (Eavesdropper)：在信息傳輸和處理系統(tǒng)中的非受權(quán)者 ， 通過搭線竊聽 、 電磁竊聽 、 聲音竊聽等來竊取機(jī)密信息 。 主動攻擊 (Active attack)：非法 入侵者 (Tamper)、攻擊者 (Attcker)或 黑客 (Hacker)主動向系統(tǒng)竄擾 ， 采用刪除 、 增添 、 重放 、 偽造等竄改手段向系統(tǒng)注入假消息， 達(dá)到利已害人的目的 。 ?例如，加密算法為 Y=aX+b，其中， X為明文，計(jì)算后 Y成為密文。 密碼系統(tǒng)的分類 (1) ?根據(jù)密鑰的使用方式分類 ? 對稱密碼體制（秘密鑰密碼體制） ?用于加密數(shù)據(jù)的密鑰和用于解密數(shù)據(jù)的密鑰相同，或者二者之間存在著某種明確的數(shù)學(xué)關(guān)系。 ? 序列密碼體制 （ Stream Cipher） ?將明文和密鑰都劃分為位 (bit)或字符的序列，并且對明文序列中的每一位或字符都用密鑰序列中對應(yīng)的分量來加密。 密碼分析在外交、軍事、公安、商業(yè)等方面都具有重要作用，也是研究歷史、考古、古語言學(xué)和古樂理論的重要手段之一。已知量和未知量的關(guān)系視加密和解密算法而定，尋求這種關(guān)系是確定性分析法的關(guān)鍵步驟。 或在不變密鑰下，對所有可能的明文加密直到得到與截獲密報(bào)一致為止，此法又稱為 完全試湊法 (Complete trialanderror Method)。 ? 1994年， 40多個(gè)國家的 600多位科學(xué)家通過 Inter，歷時(shí) 9個(gè)月破譯了 RSA129密碼， 1999年又破譯了RSA 140密碼， 2022年， RSA200也被成功破譯。 ?經(jīng)典密碼運(yùn)用的兩種基本技術(shù)： ? 代換法：將明文字母替換成其他字母、數(shù)字或符號 ? 置換法：明文的字母保持相同，但順序被打亂 代換技術(shù) ?代換法，是將明文字母替換成其他字母、數(shù)字或符號的方法。 因此，為了提高窮舉分析的難度， 密鑰空間必須很大 。這樣，密鑰空間為 26！，約 4*1026種可能的密鑰。 ?在第二次世界大戰(zhàn)中，盟軍使用它作為通信加密工具。 M O N A R C H Y B D E F G I/J K L P Q S T U V W X Z ?屬于相同對中的重復(fù)的明文字母將用一個(gè)填充字母進(jìn)行分隔，因此，詞 balloon將被加密為 ba lx lo on。例如，mu被加密為 CM ?否則，明文的其他字母將由與其同行，且與下一個(gè)同列的字母代替。 最簡單的多表代換密碼 Vigen232。也就是說，密鑰循環(huán)使用。T公司的 Gilbert Vernam 在 1917發(fā)明。發(fā)送者對所發(fā)送的消息加密，然后銷毀亂碼本中用過的一頁或磁帶部分。 一次一密的優(yōu)點(diǎn) ?面對一條待破譯的密文，攻擊者能夠找到很多個(gè)與密文等長的密鑰，使得破譯出的明文符合語法結(jié)構(gòu)的要求，因?yàn)槊荑€本身是隨機(jī)的，是沒有規(guī)律的。 ?基于這些原因，一次一密在實(shí)際中極少應(yīng)用。 可在置換前，把列的次序打亂，列的次序就是算法的密鑰。 ? 美國人 Edwa
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