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n 传统密码学阶段-隐写术
¨ 通过隐藏消息的存在来保护消息. n a.隐形墨水 n b.字符格式的变化 n c.图象变形
n Spartan Scytale, c. 500 B.C. n 斯巴达人用于加解密的一种军事设备 n 发送者把一条在一个圆柱形棒上的羊皮
螺旋形地缠绕 n 思想：置换（permutation)
密和解密的过程。分别称为加密密钥和解密密钥。 密码( cipher)也叫算法( algorithm)，是用于加密和解密
的数学函数。
Байду номын сангаас
密码学的基本概念
密码分析(Cryptanalysis)：截收者试图通过分析从截 获的密文推断出原来的明文或密钥。
密码分析员(Cryptanalyst)：从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack)：对一个保密系统采取截获
转轮密码机ENIGMA， 由Arthur Scherbius于 1919年发明
英国的TYPEX打字密码机 ，是德国3轮ENIGMA的 改进型密码机。
密码学的发展历史
n 密码学的发展
传统密码学阶段：计算机出现以前古典加密主要使用 置换加密和替换加密两种技术。 隐写术 换位加密 代替加密
计算机密码学阶段： 算法保密 密钥保密 解密密钥保密
密文
网络信道
B收到信息 解密算法 明文
加密密钥K1
解密密钥K2
C窃听到的信息!@#$%^
窃听者C
密码系统的分类
n 根据密钥的使用方式分类
¨ 对称密码体制（秘密钥密码体制） ¨ 非对称密码体制（公钥密码体制）
n 根据明文和密文的处理方式分类
¨ 分组密码体制（Block Cipher） ¨ 序列密码体制（Stream Cipher）
Cryptography”开创了公钥密码学的新纪元 公开密钥密码体制的问世（RSA，1977年）
信息加密传输的过程
密码学的基本概念
n 基本概念
明文( plaintext):原始的消息称为明文 密文(ciphertext):加密后的消息称为密文。 加密(encryption):从明文到密文的变换过程称为加密。 解密(decryption):从密文到明文的变换过程称为解密。 密钥(key)：一串适当长度的字符串或数字串，可以控制加
密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack)：非法入侵者(Tamper)、攻
击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰，采用 删除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消 息，达到利已害人的目的。
密码学的基本概念
密码编码学(Cryptography)
研究各种加密和对应解密方案 的学科。而加密方案被称为密
Phaistos圆盘
Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的 Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表 面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。
两次世界大战促进了密码学发展
二战中美国陆军和海军使用的条形密 码设备M-138-T4。
Kryha密码机大约在1926年由 Alexander vo Kryha发明。
全体密文的集合
全体密钥的集合
一组由M到C的加密变换
加密: C = E(M,Ke)
E
解密: M = D(C, Kd)
D
M------明文 Ke-----加密密钥 E-------加密算法
C------密文 Kd-----解密密钥 D------解密算法
用户A
用户B
传送给B的信息 明文 加密算法
码体制或密码。
密码学 (Cryptology)
密码分析学(Cryptoanalysis)
研究加密和加密了的信息，试 图找出隐藏的含义。
分析研究加密 和解密。
密码系统：包括所有可能的明文、密文、密钥、 加密算法和解密算法。
密码学的基本概念
n 密码系统（密码体制）由5部分组成：
全体明文的集合
一组由C到M 的解密变换
可达10KB/S
密码系统的分类
n 分组密码体制（Block Cipher）
¨ 设M为明文，分组密码将M划分为一系列明文 块Mi，通常每块包含若干字符，并且对每一 块Mi都用同一个密钥Ke进行加密。
¨ M=(M1, M2,… ,Mn) ， ¨ C=(C1, C2 , … ,Cn,)， ¨ 其中Ci=E(Mi,Ke)， i=1,2…,n。
¨ 用公钥KP加密可表示为：EKP(M)=C ¨ 用相应的私钥KS解密可表示为：DKS(C)=M
加密机制
原理
算法 密钥配送
密钥数 安全确认 加密速度
DES
RSA
加密钥=解密钥 （秘密）
加密钥 解密钥 （公开） （秘密）
公开
公开
必要
不必要
必须为通信对象数 自己用的一个即可
比较困难
容易
可达100MB/S
密码学的发展历史
密码学的历史
1949年之前：密码学由艺术方式走向逻辑-机械密码。 1949～1975年：
标志：Shannon发表“Communication Theory of Secrecy System”密码学进入了科学的轨道
主要技术：单密钥的对称密钥加密算法 1976年以后
DES算法的诞生（1977年） 标志：Diffie，Hellman发表了“New Directions of
信息安全技术教材
2020年4月25日星期六
第二讲 密码学基础
密码学的发展历史 密码学的基本概念 密码系统的分类 密码分析 经典密码学
经典密码谍战电影
1、《猎杀U571》（截获德国密码机） 2、《中途岛海战》 3、黑室（国民党军统机构）
（密码破译专家 池步洲：破译日本偷袭珍珠港、重庆大轰炸消息）
n 根据加密算法是否变化分类
¨ 固定算法密码体制 ¨ 变化算法密码体制
密码系统的分类
n 对称密码体制（秘密钥密码体制）
¨ 加密密钥和解密密钥相同，或者二者之间存在 着某种明确的数学关系。
¨ 加密：EK(M)=C； ¨ 解密：DK(C)=M
密码系统的分类
n 非对称密码体制（公钥密码体制）
¨ 加密密钥与解密密钥是不同的，而且从加密的 密钥无法推导出解密的密钥。
4、长沙保卫战（破译对方密码）
密码学的发展历史
密码学 是信息 安全的 基石
密码学的发展历史
n 密码学的发展
传统密码学阶段：计算机出现以前古典加密主要使用 置换加密和替换加密两种技术。 隐写术 换位加密 代替加密
计算机密码学阶段： 算法保密 密钥保密 解密密钥保密
密码学的发展历史
¨ 通过隐藏消息的存在来保护消息. n a.隐形墨水 n b.字符格式的变化 n c.图象变形
n Spartan Scytale, c. 500 B.C. n 斯巴达人用于加解密的一种军事设备 n 发送者把一条在一个圆柱形棒上的羊皮
螺旋形地缠绕 n 思想：置换（permutation)
密和解密的过程。分别称为加密密钥和解密密钥。 密码( cipher)也叫算法( algorithm)，是用于加密和解密
的数学函数。
Байду номын сангаас
密码学的基本概念
密码分析(Cryptanalysis)：截收者试图通过分析从截 获的密文推断出原来的明文或密钥。
密码分析员(Cryptanalyst)：从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack)：对一个保密系统采取截获
转轮密码机ENIGMA， 由Arthur Scherbius于 1919年发明
英国的TYPEX打字密码机 ，是德国3轮ENIGMA的 改进型密码机。
密码学的发展历史
n 密码学的发展
传统密码学阶段：计算机出现以前古典加密主要使用 置换加密和替换加密两种技术。 隐写术 换位加密 代替加密
计算机密码学阶段： 算法保密 密钥保密 解密密钥保密
密文
网络信道
B收到信息 解密算法 明文
加密密钥K1
解密密钥K2
C窃听到的信息!@#$%^
窃听者C
密码系统的分类
n 根据密钥的使用方式分类
¨ 对称密码体制（秘密钥密码体制） ¨ 非对称密码体制（公钥密码体制）
n 根据明文和密文的处理方式分类
¨ 分组密码体制（Block Cipher） ¨ 序列密码体制（Stream Cipher）
Cryptography”开创了公钥密码学的新纪元 公开密钥密码体制的问世（RSA，1977年）
信息加密传输的过程
密码学的基本概念
n 基本概念
明文( plaintext):原始的消息称为明文 密文(ciphertext):加密后的消息称为密文。 加密(encryption):从明文到密文的变换过程称为加密。 解密(decryption):从密文到明文的变换过程称为解密。 密钥(key)：一串适当长度的字符串或数字串，可以控制加
密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack)：非法入侵者(Tamper)、攻
击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰，采用 删除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消 息，达到利已害人的目的。
密码学的基本概念
密码编码学(Cryptography)
研究各种加密和对应解密方案 的学科。而加密方案被称为密
Phaistos圆盘
Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的 Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表 面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。
两次世界大战促进了密码学发展
二战中美国陆军和海军使用的条形密 码设备M-138-T4。
Kryha密码机大约在1926年由 Alexander vo Kryha发明。
全体密文的集合
全体密钥的集合
一组由M到C的加密变换
加密: C = E(M,Ke)
E
解密: M = D(C, Kd)
D
M------明文 Ke-----加密密钥 E-------加密算法
C------密文 Kd-----解密密钥 D------解密算法
用户A
用户B
传送给B的信息 明文 加密算法
码体制或密码。
密码学 (Cryptology)
密码分析学(Cryptoanalysis)
研究加密和加密了的信息，试 图找出隐藏的含义。
分析研究加密 和解密。
密码系统：包括所有可能的明文、密文、密钥、 加密算法和解密算法。
密码学的基本概念
n 密码系统（密码体制）由5部分组成：
全体明文的集合
一组由C到M 的解密变换
可达10KB/S
密码系统的分类
n 分组密码体制（Block Cipher）
¨ 设M为明文，分组密码将M划分为一系列明文 块Mi，通常每块包含若干字符，并且对每一 块Mi都用同一个密钥Ke进行加密。
¨ M=(M1, M2,… ,Mn) ， ¨ C=(C1, C2 , … ,Cn,)， ¨ 其中Ci=E(Mi,Ke)， i=1,2…,n。
¨ 用公钥KP加密可表示为：EKP(M)=C ¨ 用相应的私钥KS解密可表示为：DKS(C)=M
加密机制
原理
算法 密钥配送
密钥数 安全确认 加密速度
DES
RSA
加密钥=解密钥 （秘密）
加密钥 解密钥 （公开） （秘密）
公开
公开
必要
不必要
必须为通信对象数 自己用的一个即可
比较困难
容易
可达100MB/S
密码学的发展历史
密码学的历史
1949年之前：密码学由艺术方式走向逻辑-机械密码。 1949～1975年：
标志：Shannon发表“Communication Theory of Secrecy System”密码学进入了科学的轨道
主要技术：单密钥的对称密钥加密算法 1976年以后
DES算法的诞生（1977年） 标志：Diffie，Hellman发表了“New Directions of
信息安全技术教材
2020年4月25日星期六
第二讲 密码学基础
密码学的发展历史 密码学的基本概念 密码系统的分类 密码分析 经典密码学
经典密码谍战电影
1、《猎杀U571》（截获德国密码机） 2、《中途岛海战》 3、黑室（国民党军统机构）
（密码破译专家 池步洲：破译日本偷袭珍珠港、重庆大轰炸消息）
n 根据加密算法是否变化分类
¨ 固定算法密码体制 ¨ 变化算法密码体制
密码系统的分类
n 对称密码体制（秘密钥密码体制）
¨ 加密密钥和解密密钥相同，或者二者之间存在 着某种明确的数学关系。
¨ 加密：EK(M)=C； ¨ 解密：DK(C)=M
密码系统的分类
n 非对称密码体制（公钥密码体制）
¨ 加密密钥与解密密钥是不同的，而且从加密的 密钥无法推导出解密的密钥。
4、长沙保卫战（破译对方密码）
密码学的发展历史
密码学 是信息 安全的 基石
密码学的发展历史
n 密码学的发展
传统密码学阶段：计算机出现以前古典加密主要使用 置换加密和替换加密两种技术。 隐写术 换位加密 代替加密
计算机密码学阶段： 算法保密 密钥保密 解密密钥保密
密码学的发展历史