信息安全第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)(更新版)
【正文】 長(zhǎng)度（ 因?yàn)槊荑€詞是重復(fù)使用的 ） 。 代換規(guī)則 Playfair密碼的優(yōu)點(diǎn) ? Playfair密碼與簡(jiǎn)單的單一字母替代法密碼相比有了很大的進(jìn)步 ? 雖然僅有 26個(gè)字母，但有 26 26＝ 676種字母對(duì)，因此，識(shí)別字母對(duì)要比單個(gè)字母要困難得多 ? 一個(gè)明文字母有多種可能的代換密文字母，使得頻率分析困難的多 (hs成為 BP, hq成為 YP)。從左至右、從上至下填入該關(guān)鍵詞的字母（去除重復(fù)字母），然后再以字母表順序?qū)⒂嘞碌淖帜柑钊刖仃囀Ｓ嗫臻g。 單表代換密碼 ?使用一個(gè)密文字母表，并且用密文字母表中的一個(gè)字母來代替一個(gè)明文字母表中的一個(gè)字母。因此，在 21世紀(jì)，只有經(jīng)得起通過 Inter進(jìn)行全球攻擊的密碼，才是安全的密碼。密碼破譯者對(duì)截收的密文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出其間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，并與明文的統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行對(duì)照比較，從中提取出明文和密文之間的對(duì)應(yīng)或變換信息。 密碼系統(tǒng)的分類 (3) ?根據(jù)加密算法是否變化分類 ? 設(shè) E為加密算法， K0, K1,…,K n,為密鑰，M0,M1,…,M n為明文， C為密文 ? 固定算法密碼體制 ?C0=E(M0,K0), C1=E(M1,K1),..., Cn=E(Mn,Kn) ? 變化算法密碼體制 ?C0=E1 (M0,K0), C1=E2 (M1,K1),..., Cn=En (Mn,Kn) 密碼分析 截收者在不知道解密密鑰及通信者所采用的加密體制的細(xì)節(jié)條件下，對(duì)密文進(jìn)行分析，試圖獲取機(jī)密信息。在這個(gè)過程中， Y=aX+b可以公開，但具體a=2， b=3的取值不公開。 密碼分析員 (Cryptanalyst)：從事密碼分析的人 。 解密 (Decryption)：加密的逆過程，即由密文恢復(fù)出原明文的過程。 ?密碼是什么 ? 密碼就是變換。 密碼學(xué)的發(fā)展歷史 (4) ?兩次世界大戰(zhàn)大大促進(jìn)了密碼學(xué)的發(fā)展。其原理是利用電傳打字機(jī)的五單位碼與密鑰字母進(jìn)行模 2相加。 ? 1920年，美國(guó)電報(bào)電話公司的弗納姆發(fā)明了弗納姆密碼。一個(gè)由數(shù)量不等的齒的輪子引導(dǎo)密文輪不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 密碼學(xué)的基本概念 (1) ?密碼學(xué)是關(guān)于加密和解密變換的一門科學(xué)，是保護(hù)數(shù)據(jù)和信息的有力武器。 加密 (Encryption)：將明文變換為密文的過程。 密碼學(xué)的基本概念 (4) 密碼分析 (Cryptanalysis)：截收者試圖通過分析從截獲的密文推斷出原來的明文或密鑰。在具體加密過程中， a、 b的取值為密鑰，假設(shè)為（ 2， 3），明文為 2，則密文計(jì)算后為 7。 ?M=(M1, M2,… ,M n) ， Ke=(ke1, ke2,…,k en)， C=(C1, C2,…,C n)， 其中 Ci=E(mi,kei) ， i=1,2,…,n 。 統(tǒng)計(jì)分析法 利用明文的已知統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行破譯的方法。 ? 1997年 6月 18日美國(guó)科羅拉多州以 Rocke Verser為首的工作小組宣布，通過利用 Inter上的數(shù)萬(wàn)臺(tái)微機(jī)，歷時(shí) 4個(gè)多月，通過窮舉破譯了 DES。例如 3DES算法的密鑰長(zhǎng)度為 168位，密鑰空間為 2168。 Lord Peter Wimsey給出的例子 ? Playfair算法基于使用一個(gè) 5 5字母矩陣，該矩陣使用一個(gè)關(guān)鍵詞構(gòu)造。因此， hs成為 BP， ea成為 IM（或 JM，這可根據(jù)加密者的意愿而定）。 一個(gè)例子 ?明文為 attack begins at five，密鑰為 cipher， attack begins at five 明文 ＋ cipher cipher ci pher 密鑰 ＝ cbihgb dmvprj cb upzv 密文 去除空格后為 cbihgbdmvprjcbupzv 破解維吉尼亞密碼的一個(gè)途徑 ?如果密文足夠長(zhǎng)，其間會(huì)有大量重復(fù)的密文序列出現(xiàn)。接收者有一個(gè)同樣的亂碼本，并依次使用亂碼本上的每個(gè)密鑰去解密密文的每個(gè)字符。 置換技術(shù) ?在置換密碼中，明文的字母保持相同，但順序被打亂了。 ? 轉(zhuǎn)輪機(jī)由一個(gè)鍵盤和一系列轉(zhuǎn)輪組成，每個(gè)轉(zhuǎn)輪是 26個(gè)字母的任意組合。 轉(zhuǎn)輪機(jī)的經(jīng)典 ENIGMA ? 1918年，德國(guó)發(fā)明家 Arthur Scherbius用二十世紀(jì)的電氣技術(shù)來取代已經(jīng)過時(shí)的鉛筆加紙的加密方法。 精密的轉(zhuǎn)輪 破解 ENIGMA ? 波蘭人在 1934年，研究出了破譯 ENIGMA的方法。其中就有從劍橋來的圖靈。
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