信息安全第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)(參考版)
2025-01-11 22:17本頁面
【正文】 ?它的優(yōu)點(diǎn)是可以應(yīng)用于通信雙方寧愿他們的秘密通信被發(fā)現(xiàn)而不愿其中的重要內(nèi)容丟失的情況。 ?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(duì)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。正是他打破了 ENIGMA不可戰(zhàn)勝的神話。 ? 為了破譯 ENIGMA，英國人將國內(nèi)最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家悉數(shù)照進(jìn)莊園。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。 ? 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。 ? 德國人在 1938年底又對(duì) ENIGMA作了大幅度改進(jìn)。ENIGMA在納粹德國二戰(zhàn)初期的勝利中起到的作用是決定性的。 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(tái) ENIGMA。它的專利在 1918年在美國得到確認(rèn)。 他研究的結(jié)果就是永遠(yuǎn)被尊為經(jīng)典的 ENIGMA。 ?最后一個(gè)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)完一圈之后，它前面的轉(zhuǎn)輪就旋轉(zhuǎn)一個(gè)引腳，有點(diǎn)像時(shí)鐘的齒輪。 ?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。 ? 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。轉(zhuǎn)輪被齒輪連接起來，當(dāng)一個(gè)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以將一個(gè)字母轉(zhuǎn)換成另一個(gè)字母。 ? 美國人 Edward Hebern認(rèn)識(shí)到：通過硬件卷繞實(shí)現(xiàn)從轉(zhuǎn)輪機(jī)的一邊到另一邊的單字母代替，然后將多個(gè)這樣的轉(zhuǎn)輪機(jī)連接起來，就可以實(shí)現(xiàn)幾乎任何復(fù)雜度的多個(gè)字母代替。 ?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。 可在置換前，把列的次序打亂，列的次序就是算法的密鑰。在簡單的縱行換位密碼中，明文以固定的寬度水平地寫在一張圖表紙上，密文按垂直方向讀出，解密就是將密文按相同的寬度垂直地寫在圖表紙上，然后水平地讀出明文。 ?基于這些原因，一次一密在實(shí)際中極少應(yīng)用。 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)。 一次一密的優(yōu)點(diǎn) ?面對(duì)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。接收者在解密消息后銷毀亂碼本中用過的一頁或磁帶部分。發(fā)送者對(duì)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。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。T公司的 Gilbert Vernam 在 1917發(fā)明。通過計(jì)算重復(fù)密文序列間距的公因子，分析者可能猜出密鑰詞的長度（ 因?yàn)槊荑€詞是重復(fù)使用的 ） 。也就是說，密鑰循環(huán)使用。 ?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。 最簡單的多表代換密碼 Vigen232。 代換規(guī)則 Playfair密碼的優(yōu)點(diǎn) ? Playfair密碼與簡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)。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。例如， ar被加密為 RM。 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(duì)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。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。 ?在第二次世界大戰(zhàn)中，盟軍使用它作為通信加密工具。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。這樣，密鑰空間為 26！，約 4*1026種可能的密鑰。 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，為了提高窮舉分析的難度， 密鑰空間必須很大 。 ?需測試的密鑰只有 25個(gè)。 ?經(jīng)典密碼運(yùn)用的兩種基本技術(shù)：
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