密碼學(xué)概論ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 15:09本頁面
【正文】 的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授惠斯頓發(fā)明了電機(jī)，這是通信向機(jī)械化、電氣化躍進(jìn)的開始，也為密碼通信采用在線加密技術(shù)提供了前提條件。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。 二戰(zhàn)中美國陸軍和海軍使用的條形密碼設(shè)備 M138T4。 25個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。這是一個多表加密設(shè)備，密鑰長度為442，周期固定。 2022/2/11 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。 英國的 TYPEX打字密碼機(jī)，是德國 3輪 ENIGMA的改進(jìn)型密碼機(jī)。 2022/2/11 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)。 ? 1977年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布了數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES ? 2022年 11月 26日，正式頒布 AES為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。 2022/2/11 密碼學(xué)的基本概念 (1) ?密碼技術(shù)的基本思想是 偽裝信息 。加密和解密的過程要在 密鑰 的控制下進(jìn)行。它包含兩個分支 ? 密碼編碼學(xué) (Cryptography)，研究各種加密方案的學(xué)科，是對信息進(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)，研究破譯密碼的學(xué)科，是研究分析破譯密碼的學(xué)問。 密文 (Ciphertext)或 密報 (Cryptogram)：明文經(jīng)密碼變換成的一種隱蔽形式。 解密 (Decryption)：加密的逆過程，即由密文恢復(fù)出原明文的過程。 密碼學(xué)的基本概念 (3) 2022/2/11 加密算法 (Encryption algorithm)：密碼員對明文進(jìn)行加密時所采用的一組規(guī)則。 解密算法： 接收者對密文進(jìn)行解密時所采用的一組規(guī)則。 截收者 (Eavesdropper)：在信息傳輸和處理系統(tǒng)中的非受權(quán)者 ， 通過搭線竊聽 、 電磁竊聽 、 聲音竊聽等來竊取機(jī)密信息 。 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。 ? 例如，加密算法為 Y=aX+b，其中， X為明文，計(jì)算后 Y成為密文。在這個過程中， Y=aX+b可以公開，但具體a=2， b=3的取值不公開。 2022/2/11 ?密碼的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循公開設(shè)計(jì)原則 ? DES采用公開征集、公開評價的原則，實(shí)踐證明 DES是安全的。 ?世界各國的軍政核心密碼都不公開其加密算法（在內(nèi)部充分公開、討論）。 ?加密： EK(M)=C ?解密： DK(C)=M ? 非對稱密碼體制（公鑰密碼體制） ?用于加密的密鑰與用于解密的密鑰是不同的，而且從加密的密鑰無法推導(dǎo)出解密的密鑰。 ?M=(M1, M2,… ,M n) ， C=(C1, C2 , … ,C n,)，其中Ci=E(Mi,Ke)， i=1,2…,n 。 ?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 。研究分析解密規(guī)律的科學(xué)稱作密碼分析學(xué)。 2022/2/11 密碼分析 密碼設(shè)計(jì)和密碼分析是共生的、又是互逆的，兩者密切有關(guān)但追求的目標(biāo)相反。 2022/2/11 密碼分析方法 — 分析法 確定性分析法 利用一個或幾個已知量 (比如，已知密文或明文 密文對)用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示出所求未知量 (如密鑰等 )。 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。 2022/2/11 密碼可能經(jīng)受的攻擊 對密碼進(jìn)行分析的嘗試稱為攻擊 攻擊類型 攻擊者擁有的資源 惟密文攻擊 Ciphertext only ?加密算法 ?截獲的部分密文 已知明文攻擊 Known plaintext ?加密算法， ?截獲的部分密文和相應(yīng)的明文 選擇明文攻擊Chosen plaintext ?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 Chosen ciphertext ?加密算法 ?解密黑盒子，可解密任意密文得到相應(yīng)的明文 2022/2/11 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。 ? 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。 2022/2/11 兩個概念 ? unconditionally secure 無條件安全 ? 無論有多少可使用的密文，都不足以唯一地確定密文所對應(yīng)的明文。 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 (Complete trialanderror Method)。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。 ?古典密碼運(yùn)用的兩種基本技術(shù)： ? 代換法 Substitution Techniques ? 置換法 Transposition Techniques 2022/2/11 代換密碼 ?代換法，是將明文字母替換成其他字母、數(shù)字或符號的方
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