文档介绍：密码学中的加密技术
侯素玲
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密码学的基本概念
密码编码学是密码体制的设计学,而密码分析学则是在未知密钥
的情况下从密文推演出明文或密钥的技术。密码编码学与密码分
析学合起来即为密码学
如果不论截取者获得了多少密文,但在密文中都没有足够的信息
来惟一地确定出对应的明文,则这一密码体制称为无条件安全的,
或称为理论上是不可破的。在无任何限制的条件下,日前几乎所
有实用的密码体制均是可破的。因此,人们关心的是要研制出在
计算上(而不是在理论上)是不可破的密码体制。如果一个密码体
制中的密码不能被可以使用的计算资源破译,则这一密码体制称
为在计算上是安全的
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密码算法
简单地说就是一个变换E这个变换将需要保密地明文
消息m转换成密文c,如果用一个公式表示就是
C=Ek (m)
这个过程称之为加密,参数k是加密过程中使用的密钥
从密文c恢复明文地过程称之为解密。解密算法D是加
密算法E地逆运算
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密码体制
明文空间M,全体明文的集合
密文空间C,全体密文的集合
密钥空间K,全体密钥的集合
加密算法E,它是一族由M到C的加密变换
·解密算法D,它是一族由C到M的解密变换
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密码分析者常用方法
穷举攻击:尝试密钥空间中所有可能的密钥,从统计学的角度讲
要尝试完密钥空间中大约一半的密钥才可能碰到正确的密钥。今
天标准的对称密钥的长度是128bit,当密钥空间增大时,尝试的
次数必然增大,从而增加穷举攻击的难度
统计分析攻击:密码分析者通过分析明文和密文的统计规律来破
译密码。许多古典密码都可以通过分析密文字母和字母组的频率
而破译。破解方法:使明文的统计特征不带入密文。
数学分析攻击:密码分析者针对加密算法的数学依据通过数学求
解的方法来破译密码。对抗这种数学分析攻击,应选用具有坚实
→数学基础和足够复杂的加密算法
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密码学发展史
密码学作为保护信息的手段,经历了三个发展时期
手工阶段
机器时代: ENIGMA是德国在1919年发明的一种加密电子器,
它被证明是有史以来最可靠的加密系统之一。二战期间它开
始被德军大量用于铁路、企业当中,令德军保密通讯技术处
于领先地位。
一电子时代
计算机的出现使密码进行高度复杂的运算成为可能。直到1976年
为了适应计算机网络通信和商业保密要求产生的公开密钥密码理
论,密码学才在真正意义上取得了重大突破,进入近代密码学阶
段。近代密码学改变了古典密码学单一的加密手法,融入了大量
的数论,几何、代数等丰富知识,使密码学得到更蓬勃的发展
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美国的数据加密标准DES( Data Encryption Standard)和
公开密钥密码体制( public key crypto-system)的出现,成
为近代密码学发展史上的两个重要里程碑。
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古典密码
单表替代密码
恺撒密码
多表替代密码
Ⅴ 1 genere
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替代密码与置换密码
在早期的常规密钥密码体制中,有两种常用的密码,即
替代密码和置换密码
替代密码( substitution cipher)的原理可用一个例子
来说明。如表10-1所示
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表10
字母a、b
与D、E、F、等相对应
d
nn 0 p q r
yy 2
D E F G H I J K L M P QR S T U V Wx Y Z A B C
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