信息安全第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)(存儲版)
【正文】 er Hitt的提議而設(shè)計(jì)。第 2章 密碼學(xué)基礎(chǔ) 主要內(nèi)容 ?密碼學(xué)的發(fā)展歷史 ?密碼學(xué)的基本概念 ?密碼系統(tǒng)的分類 ?密碼分析 ?經(jīng)典密碼學(xué) 密碼學(xué)的發(fā)展歷史 (1) ?自人類社會出現(xiàn)戰(zhàn)爭便產(chǎn)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(jì)。 25個(gè)可選取的紙條按照預(yù)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(xué)的發(fā)展歷史 (5) ? 1949年香農(nóng)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(xué)推向了科學(xué)的軌道，奠定了密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)。它包含兩個(gè)分支 ? 密碼編碼學(xué) (Cryptography)，對信息進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)隱蔽信息的一門學(xué)問 ? 密碼分析學(xué) (Cryptanalytics)，研究分析破譯密碼的學(xué)問。 解密算法： 接收者對密文進(jìn)行解密時(shí)所采用的一組規(guī)則。 也就是說，對于一個(gè)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(yīng)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(shè) 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(gè)密鑰 Ke進(jìn)行加密。兩者解決問題的途徑有很大差別 密碼設(shè)計(jì)是利用數(shù)學(xué)來構(gòu)造密碼 密碼分析除了依靠數(shù)學(xué)、工程背景、語言學(xué)等知識外，還要靠經(jīng)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、測試、眼力、直覺判斷能力 …… ，有時(shí)還靠點(diǎn)運(yùn)氣。但實(shí)際中，任何一種能保障安全要求的實(shí)用密碼都會設(shè)計(jì)得使這一方法在實(shí)際上是不可行的。 ?需測試的密鑰只有 25個(gè)。re密碼 ?采用相關(guān)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(xué)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(gè)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(diǎn) ?一個(gè)一次一密加密系統(tǒng)，需要在某個(gè)規(guī)則基礎(chǔ)上建立百萬個(gè)隨機(jī)字符，提供這樣規(guī)模的真正隨機(jī)字符集市相當(dāng)艱巨的任務(wù)。 ?一般地，可先利用代換技術(shù)加密，再用置換技術(shù)將密文再次加密。 ?為使機(jī)器更安全，可把幾種轉(zhuǎn)輪和移動(dòng)的齒輪結(jié)合起來。 ENIGMA在二戰(zhàn)中的傳奇 ?二戰(zhàn)中德國軍隊(duì)大約裝備了三萬臺 ENIGMA。不久，一批英國數(shù)學(xué)家也悄悄來到這所莊園，破譯恩尼格瑪密碼的工作進(jìn)入了沖刺階段。 ?同加密相比，隱蔽通道和隱寫術(shù)有一些缺點(diǎn)，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(shù) ?嚴(yán)格來說，隱蔽通道和隱寫術(shù)這兩種技術(shù)并不是加密，而是隱藏。 ? 1939年 7月，英國情報(bào)部門在倫敦以北約 80公里的一個(gè)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(rèn)。 ? 為了使轉(zhuǎn)輪密碼更安全，人們還把幾種轉(zhuǎn)輪和移動(dòng)齒輪結(jié)合起來，所有轉(zhuǎn)輪以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過調(diào)整轉(zhuǎn)輪上字母的位置和速度為破譯設(shè)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(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。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(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。這樣，密鑰空間為 26！，約 4*1026種可能的密鑰。 ?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。 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 (Co
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