信息安全第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-02-04 22:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性分析法的關(guān)鍵步驟。 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。密碼破譯者對截收的密文進(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)行對照比較，從中提取出明文和密文之間的對應(yīng)或變換信息。 密碼可能經(jīng)受的攻擊 攻擊類型 攻擊者擁有的資源 惟密文攻擊 ?加密算法 ?截獲的部分密文 已知明文攻擊 ?加密算法， ?截獲的部分密文和相應(yīng)的明文 選擇明文攻擊 ?加密算法 ?加密黑盒子，可加密任意明文得到相應(yīng)的密文 選擇密文攻擊 ?加密算法 ?解密黑盒子，可解密任意密文得到相應(yīng)的明文 密碼分析方法 窮舉破譯法 對截收的密報(bào)依次用各種可解的密鑰試譯，直到得到有意義的明文；一般來說，要獲取成功必須嘗試所有可能密鑰的一半。 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)。 只要有足夠多的計(jì)算時間和存儲容量，原則上窮舉法總是可以成功的。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。 注意 ? Inter的廣泛應(yīng)用，可以把全世界的計(jì)算機(jī)資源連成一體，形成巨大的計(jì)算能力，從而擁有巨大的密碼破譯能力，使原來認(rèn)為安全的密碼被破譯。 ? 1994年， 40多個國家的 600多位科學(xué)家通過 Inter，歷時 9個月破譯了 RSA129密碼， 1999年又破譯了RSA 140密碼， 2022年， RSA200也被成功破譯。 ? 1997年 6月 18日美國科羅拉多州以 Rocke Verser為首的工作小組宣布，通過利用 Inter上的數(shù)萬臺微機(jī)，歷時 4個多月，通過窮舉破譯了 DES。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。 經(jīng)典密碼學(xué) ?經(jīng)典密碼（古典密碼）對于今天來說，是極不安全的，是極易破解的，但其基本方法仍然是近、現(xiàn)代密碼學(xué)的基礎(chǔ)。 ?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。 例如：明晨五點(diǎn)發(fā)動反攻 明文： MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG 密文： GNOGN AFGNO DAFNA IDUWN EHCGN IM ? Caesar密碼（已知的最早的代換密碼） 例如： 明晨五點(diǎn)發(fā)動反攻 明文： MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG 密文： PLQJ FKHQ ZX GLDQ ID GRQJ IDQ JRQJ Caesar密碼 ?如果讓每個字母等價(jià)于一個數(shù)值： a=0,b=1,…,z=25 則加密公式為： C=E(p)=(p+3) mod 26 更一般地： C=E(p)=(p+k) mod 26 解密： p=D(C)=(Ck) mod 26 用窮舉分析可輕松破解 Caesar密碼 ?通常，加密和解密算法是已知的。 ?需測試的密鑰只有 25個。 ?明文所用的語言是已知的，其意義易于識別。 因此，為了提高窮舉分析的難度， 密鑰空間必須很大 。例如 3DES算法的密鑰長度為 168位，密鑰空間為 2168。 單表代換密碼 ?使用一個密文字母表，并且用密文字母表中的一個字母來代替一個明文字母表中的一個字母。 ?例如，明文 a用 c來代換， b用剩下的 25個字母中隨機(jī)的一個來代換， c用剩下的 24個字母中隨機(jī)的一個來代換， …… ，以此類推。這樣，密鑰空間為 26！，約 4*1026種可能的密鑰。 破解單表代換密碼 ?根據(jù)頻率統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析 ?確定每個字母被映射到什么字母 ?單個字母出現(xiàn)的可能是 A或 I ?一般來說 3個字母出現(xiàn)的可能是 THE或 AND ?還可以用其他通常出現(xiàn)的雙字母或三字母組合 ?還可以應(yīng)用其它很少應(yīng)用的字母 ? 最常見的兩字母組合，依照出現(xiàn)次數(shù)遞減的順序排列： TH、HE、 IN、 ER、 AN、 RE、 DE、 ON、 ES、 ST、 EN、 AT、TO、 NT、 HA、 ND、 OU、 EA、 NG、 AS、 OR、 TI、 IS、ET、 IT、 AR、 TE、 SE、 HI、 OF ? 最常見的三字母組合，依照出現(xiàn)次數(shù)遞減的順序排列： THE、ING、
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