信息安全第2章密碼學基礎(存儲版)
【正文】 er Hitt的提議而設計。第 2章 密碼學基礎 主要內容 ?密碼學的發(fā)展歷史 ?密碼學的基本概念 ?密碼系統(tǒng)的分類 ?密碼分析 ?經典密碼學 密碼學的發(fā)展歷史 (1) ?自人類社會出現(xiàn)戰(zhàn)爭便產生了密碼 Phaistos圓盤，一種直徑約為 160mm的 CretanMnoan粘土圓盤，始于公元前 17世紀。 25個可選取的紙條按照預先編排的順序編號和使用，主要用于低級的軍事通信。 密碼學的發(fā)展歷史 (5) ? 1949年香農發(fā)表了一篇題為 《 保密系統(tǒng)的通信理論 》的著名論文，該文首先將信息論引入了密碼，從而把已有數(shù)千年歷史的密碼學推向了科學的軌道，奠定了密碼學的理論基礎。它包含兩個分支 ? 密碼編碼學 (Cryptography)，對信息進行編碼實現(xiàn)隱蔽信息的一門學問 ? 密碼分析學 (Cryptanalytics)，研究分析破譯密碼的學問。 解密算法： 接收者對密文進行解密時所采用的一組規(guī)則。 也就是說，對于一個密碼體制，其算法是可以公開的，讓所有人來使用、研究。 ?用公鑰 KP對明文加密可表示為： EKP(M)=C ?用相應的私鑰 KS對密文解密可表示為： DPK(C)=M 密碼系統(tǒng)的分類 (2) ?根據(jù)明文和密文的處理方式分類 ? 分組密碼體制 （ Block Cipher） ?設 M為明文，分組密碼將 M劃分為一系列明文塊 Mi，通常每塊包含若干字符，并且對每一塊 Mi都用同一個密鑰 Ke進行加密。兩者解決問題的途徑有很大差別 密碼設計是利用數(shù)學來構造密碼 密碼分析除了依靠數(shù)學、工程背景、語言學等知識外，還要靠經驗、統(tǒng)計、測試、眼力、直覺判斷能力 …… ，有時還靠點運氣。但實際中，任何一種能保障安全要求的實用密碼都會設計得使這一方法在實際上是不可行的。 ?需測試的密鑰只有 25個。re密碼 ?采用相關的單表代換規(guī)則 ?由密鑰來決定給定變換的具體規(guī)則 最著名的多表代換加密體制 Playfair ?由英國科學家 Charles Wheatstone于 1854年發(fā)明，以其好友 Baron Playfair的名字命名。例如， ar被加密為 RM。 ?例如密鑰字母為 a，明文字母為 c，則密文字母為 0+2(mod26)=2，也就是 c。發(fā)送者用每一個明文字符和一次一密亂碼本密鑰字符的模 26加法。 一次一密的缺點 ?一個一次一密加密系統(tǒng)，需要在某個規(guī)則基礎上建立百萬個隨機字符，提供這樣規(guī)模的真正隨機字符集市相當艱巨的任務。 ?一般地，可先利用代換技術加密，再用置換技術將密文再次加密。 ?為使機器更安全，可把幾種轉輪和移動的齒輪結合起來。 ENIGMA在二戰(zhàn)中的傳奇 ?二戰(zhàn)中德國軍隊大約裝備了三萬臺 ENIGMA。不久，一批英國數(shù)學家也悄悄來到這所莊園，破譯恩尼格瑪密碼的工作進入了沖刺階段。 ?同加密相比，隱蔽通道和隱寫術有一些缺點，它需要許多額外的付出來隱蔽相對較少的信息。 ?從海里打撈起來的二戰(zhàn)中用到的 ENIGMA 隱蔽通道和隱寫術 ?嚴格來說，隱蔽通道和隱寫術這兩種技術并不是加密，而是隱藏。 ? 1939年 7月，英國情報部門在倫敦以北約 80公里的一個叫布萊奇利的地方征用了一所莊園。它的專利在 1918年在美國得到確認。 ? 為了使轉輪密碼更安全，人們還把幾種轉輪和移動齒輪結合起來，所有轉輪以不同的速度轉動，并且通過調整轉輪上字母的位置和速度為破譯設置更大的障礙。 可在置換前，把列的次序打亂，列的次序就是算法的密鑰。 一次一密的優(yōu)點 ?面對一條待破譯的密文，攻擊者能夠找到很多個與密文等長的密鑰，使得破譯出的明文符合語法結構的要求，因為密鑰本身是隨機的，是沒有規(guī)律的。T公司的 Gilbert Vernam 在 1917發(fā)明。 最簡單的多表代換密碼 Vigen232。 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的明文字母將用一個填充字母進行分隔，因此，詞 balloon將被加密為 ba lx lo on。這樣，密鑰空間為 26！，約 4*1026種可能的密鑰。 ?經典密碼運用的兩種基本技術： ? 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 ?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。 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一致為止，此法又稱為 完全試湊法 (Co
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