第7章 传统加密技术_图文
第七章网络安全
18
5、网络监听 网络监听，在网络安全上一直是一个比较敏感的话题，作为一种 发展比较成熟的技术，监听在协助网络管理员监测网络传输数据、 排除网络故障等方面具有不可替代的作用，因而一直备受网络管 理员的青睐。然而，在另一方面网络监听也给以太网的安全带来 了极大的隐患，许多的网络入侵往往都伴随着以太网内的网络监 听行为，从而造成口令失窃、敏感数据被截获等连锁性安全事件。 网络监听是主机的一种工作模式，在这种模式下，主机可以接收 到本网段在同一条物理通道上传输的所有信息，而不管这些信息 的发送方和接收方是谁。此时若两台主机进行通信的信息没有加 密，只要使用某些网络监听工具就可轻而易举地截取包括口令和 账号在内的信息资料。 Sniffer是一个著名的监听工具，它可以监听到网上传输的所有信 息。还有EtherPeek, WireShark
19
6、欺骗攻击 欺骗攻击是攻击者创造一个易于误解的上下文环境， 以诱使受攻击者进入并且作出缺乏安全考虑的决策。 欺骗攻击就像是一场虚拟游戏：攻击者在受攻击者的 周围建立起一个错误但是令人信服的世界。如果该虚 拟世界是真实的话，那么受攻击者所做的一切都是无 可厚非的。但遗憾的是，在错误的世界中似乎是合理 的活动可能会在现实的世界中导致灾难性的后果。常 见的欺骗攻击有： （1）Web欺骗。Web欺骗允许攻击者创造整个WWW 世界的影像复制。影像Web的入口进入到攻击者的 Web服务器，经过攻击者机器的过滤作用，允许攻击 者监控受攻击者的任何活动，包括账户和口令。
网络金融与支付第7章 电子支付的安全与法律
Page 36
7.1.3.5 数字签名
数字签名的作用
数字签名的作用与手写签名的作用一样，都可以实现身份验证。
银行、金融机构已成为网络黑客攻击的重点，全 国每年因遭受网络攻击造成的损失就多达70多亿 元，一年有2225个网站、包括104个政府网站被 “黑”，黑客攻击的数量每年都在成倍递增。
全球已形成“黑色产业链”，国外一个普通的黑 客一年可收入十几万欧元，远远超过在现实生活 中劳动的回报，因此网络黑客已从最初的个人行 为，发展为有组织的犯罪。
NetRock-1000 网络防火墙
2）应用代理型防火墙
应用代理型防火墙也就是代理服务器。
当代理服务器接收到用户对某站点的访问请求后，会请求是否符 合规定，如果规则允许用户访问该站点的话，代理服务器会像一 个客户一样去那个站点取回所需信息再转发给客户。
优点：
拥有一个高速缓存，节约用户访问时间和网络资源 外部无法获取内部资源 比包过滤型防火墙可靠，会详细记录所有访问信息。
数字摘要的常用算法。
RSA公司提出的MD5（128位），还有SHA1等。由于常采用 的是一种HASH函数算法，也称Hash（散列）编码法。MD5 （128位）由Ron.Rivest教授设计。该编码法采用单向Hash函 数将需加密的明文“摘要”成一串128bit的密文。
数字摘要在网络支付中应用
计算机网络谢希仁第五版第六版第7版
K1
明文 E
K2
D
加密
K1
密文 E
K1
密文 D
K2
E
解密
K1
明文 D
e
7.2.2 公钥密码体制
■ 公钥密码体制（又称为公开密钥密码体制）使 用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已 知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行 的”密码体制。
■ 公钥密码体制产生的主要原因：
■ 常规密钥密码体制的密钥分配问题。 ■ 对数字签名的需求。
A 的私钥 SKA
A 的公钥 PKA
A
明文 X
签名
E 运算 密文 Y
加密算法
互联网
核实签名
密文 Y D运算
解密算法
B
明文 X
基于公钥的数字签名的实现
■ 因为除 A外没有别人能具有 A的私钥，所以除 A外没有别人能产生这个密文。因此 B 相信报 文 X 是 A签名发送的。
■ 若 A 要抵赖曾发送报文给 B，B 可将明文和对 应的密文出示给第三者。第三者很容易用 A 的 公钥去证实 A确实发送 X 给 B。
信息的内容未被篡改过。
在应对主动攻击中是必不可少 的。
信息的完整性与端点鉴别往往 是不可分割的。
在谈到“鉴别”时，也同时包 含了端点鉴别和报文完整性。
n
7.1.2 安全的计算机网络
03344《信息与网络安全管理》大纲(含实践)
苏州大学编（高纲号 0663）
一、课程性质及其设置目的与要求
（一）课程性质
《信息与网络安全管理》课程是江苏省高等教育自学考试“电子政务”专业（本科段）的一门重要的专业必修课程，其任务是培养电子政务专业人才掌握信息安全技术的理论知识和实际技能。
《网络与信息安全教程》一书共分为12章，各章节的主要内容安排为：第一章为绪论；第2章是信息安全的基础理论；第3~7分别为：传统密码体系、序列密码、分级密码体系、公钥密码体系、现代网络高级密码体系；第8章为密钥管理技术；第9章介绍网络通信安全保密技术与实现；第10~12章依次为：计算机网络系统集成安全技术、网络安全测试工具与应用技术、电子商务协议与安全管理。
（二）设置本课程的目的
面对严重的网络与信息安全威胁，加速培养电子政务领域的网络与信息安全人员的防范意识已经刻不容缓。设置《网络与信息安全教程》课程的目的：使应考者比较全面、系统地掌握网络与信息安全的理论和实践知识，包括：网络信息安全的现状、规律和发展；信息安全基本理论、安全基础设施、安全技术与应用以及安全政策和管理。
（三）学习本课程和基本要求
通过本课程的学习，能让应考者较好地认识和解决电子政务系统中的信息安全问题，具体要求为：
1、需掌握相关的计算机知识，如计算机基础理论、操作系统、网络技术、密码学等。
2、理论与实践相结合，即将所学的相关信息安全知识与实际的电子政务系统信息安全相结合。
3、由于密码学中的加密算法是基于复杂的数学理论，对于电子政务专业的应考者只要求大概理解，不作深入学习。
二、课程内容与考核目标
网络安全(6)加密技术PPT课件
使消息保密的技术和科学叫做密码编码学 （Cryptography），从事此行的叫密码编码 者（Cryptographer），密码分析者是从事密 码分析的专业人员，密码分析学 （Cryptanalysis）就是破译密文的科学和技 术 ， 即 揭 穿 伪 装 。 密 码 学 （ Cryptology ） 作 为数学的一个分支，包括密码编码学和密码 分析学两部分，精于此道的人称为密码学家 （Cryptologist），现代的密码学家通常也是 理论数学家。
三、基本概念
1．消息和加密
消息被称为明文。用某种方法伪装消息以 隐藏它的内容的过程称为加密 （Encryption），被加密的消息称为密文， 而把密文转变为明文的过程称为解密 （Decryption）。
加密函数E作用于明文 M得到密文C，可用数学 公式表示：
E（M）=C 相反地，解密函数D作用于C产生M：
公用／私有密钥，与单独的密钥不同，它使用 相互关联的一对密钥，一个是公用密钥，任何人都 可以知道，另一个是私有密钥，只有拥有该对密钥 的人知道。如果有人发信给这个人，他就用收信人 的公用密钥对信件进行过加密，当收件人收到信后， 他就可以用他的私有密钥进行解密，而且只有他持 有的私有密钥可以解密。这种加密方式的好处显而 易见。密钥只有一个人持有，也就更加容易进行保 密，因为不需在网络上传送私人密钥，也就不用担 心别人在认证会话初期截获密钥。
3.2传统加密方法(补充)
3 密码学的基本概念－－信信道 息传输中的基本概念
信息传递的A一：信般源 问题
B：信宿
▪ 信源、信道、信宿
▪ 攻击的种类：
• 中断（Interruption)（干扰） • 截取（Interception) (侦听） • 修改（Modification） • 伪造（Fabrication)
▪ 角色：通信双方(发送方和接收方)、第三方
3 密码学的基本00概念－－攻0击0 方法 00
11
01
00
1、攻击密码1体0 制E的0 方法00
（1）穷举攻击1：1
11
01
11
10 E1
11
11
00
如果没有密钥会怎样?----谁都可脱密!
如果可能的密钥太少会怎样?
----若对每个可能的密钥都逐一测试，则 一定可以碰到正确的密钥，利用它就可脱密!
1949年Shannon的《The Communication Theory of Secret Systems》 1967年David Kahn的《The Codebreakers》 1971-73年IBM Watson实验室的Horst Feistel等 几篇技术报告 主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密
最后，双方公司采用了PGP软件，首先生成自己公司的密钥对，一个密 钥公布到PGP服务器上，另一个密钥保存好，甲公司把文件通过PGP软件用 甲公司的私钥签名后并用乙公司的公开密钥加密然后用电子邮件发给乙公司， 乙公司收到后，用乙公司的私钥解密，同时能验证合同是由甲公司签名，而 且还能确定合同在传递过程中没有被篡改。这样，双方顺利签订了合同，并 交易得很成功。
区块链的技术基础
社会各行业加速应用 区块链落地
生态系统更加完善 生态链建设
● 04
第4章 区块链的 安全性
区块链的攻击方 式
区块链的安全性面临多种攻击方式，包括51% 攻击、双花攻击和智能合约漏洞。这些攻击可 能导致数据篡改和资产丢失，因此必须采取有 效的安全防护措施。
区块链的安全防护
多重签名
01 提高交易安全性
零知识证明 保护隐私信息
隐私交易 匿名交易方式
区块链的监管和合规
合规标准
01 确保合法性
可追溯性要求
02 监管需求
03
区块链的未来发展方向
联合链技术
实现跨链交互 提升整体性能
区块链与人工智能结合
智能合约发展 数据加密技术
去中心化应用的推广
区块链应用场景扩展 社交媒体整合
未来展望
区块链技术继续演进 应用范围扩大
区块链的应用领域
金融领域
01 数字货币、区块链支付等
物联网
02 设备身份、资源交换等
政府与公共服务
03 数据管理、身份认证等
区块链的应用领域
医疗保健 电子病例、溯源系统等
版权管理 数字内容版权保护
● 02
第2章 区块链的 核心技术
区块链的数据结 构
区块链的数据结构由区块、交易和Merkle树组 成。区块存储交易数据，交易记录了参与者之 间的数字资产转移，而Merkle树用于验证区块 中的数据完整性。
计算机基础(公共课)课程标准
本章教学难点：PowerPoint 的基本概念，幻灯片元素的使用。 本章教学内容： 5.1 PowerPoint 的认识 5.1.1 基本概念 5.1.2 主要界面 5.2 演示文稿的基本操作 5.2.1 演示文稿的制作过程 5.2.2 演示文稿的其他常用操作
第 3 章 Word 2010 文字处理软件
5
4 学时
本章教学基本要求：了解 Word 的基本知识，熟悉 Word 文档的排版，掌握 Word 文档的 基本操作及编辑操作。
本章教学重点：Word 文档的基本操作，Word 文档的编辑与排版。 本章教学难点：Word 文档的排版。 本章教学内容： 3.1 Word 2010 的基本知识 3.1.1 Office 2010 组件简介 3.1.2 启动与关闭 Word 2010 3.1.3 操作界面的认识 3.2 文档操作 3.2.1 创建新文档 3.2.2 保存文档 3.2.3 关闭文档 3.2.4 打开文档 3.3 编辑文档 3.3.1 文本录入 3.3.2 选定文本 3.3.3 复制、移动文本 3.3.4 重复、撤销和恢复 3.3.5 查找和替换文本 3.3.6 文本框的使用 3.3.7 插入图片 3.3.8 插入剪贴画
4
2.3.1 资源管理器 2.3.2 Windows 7 的文件系统 2.3.3 文件夹窗口的有关操作 2.3.4 文件、文件夹的有关操作 2.3.5 库 2.3.6 快捷方式的有关操作 2.4 Windows 7 的系统设置 2.4.1 个性化显示设置 2.4.2 鼠标设置 2.4.3 电源设置 2.4.4 网络设置 2.4.5 用户账户设置 2.4.6 软件的安装和卸载 2.4.7 硬件设备的安装和卸载 2.5 Windows 7 的附件 2.5.1 记事本和写字板 2.5.2 画图 2.5.3 计算器 2.5.4 Windows Media Player 2.5.5 磁盘清理 2.5.6 磁盘碎片整理 2.5.7 系统还原
第七章 密码学与信息加密
第八章密码学与信息加密
内容提要
⏹本章介绍密码学的基本概念。
⏹介绍加密领域中两种主流的加密技术：
⏹DES加密（Data Encryption Standard）
⏹RSA加密（Rivest-Shamir-Adleman）
⏹并用程序实现这两种加密技术的算法。最后介绍目前常用的加密工具PGP（Pretty
Good Privacy），使用PGP产生密钥，加密文件和邮件。
一、密码学概述
1、密码学概述
⏹密码学是一门古老而深奥的学科，对一般人来说是非常陌生的。长期以来，只在
很小的范围内使用，如军事、外交、情报等部门。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科，也是一门新兴的学科。
⏹随着计算机网络和计算机通讯技术的发展，计算机密码学得到前所未有的重视并迅
速普及和发展起来。在国外，它已成为计算机安全主要的研究方向。
2、密码技术简介
⏹密码学的历史比较悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用密码来保密传递消息。
⏹两千多年前，罗马国王Julius Caesare（恺撒）就开始使用目前称为“恺撒密码”的密
码系统。但是密码技术直到本20世纪40年代以后才有重大突破和发展。
⏹特别是20世纪70年代后期，由于计算机、电子通信的广泛使用，现代密码学得到
了空前的发展。
3、消息和加密
⏹遵循国际命名标准，加密和解密可以翻译成：“Encipher（译成密码）”和“（Decipher）
（解译密码）”。也可以这样命名：“Encrypt（加密）”和“Decrypt（解密）”。
⏹消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了密的
网络安全实用技术答案 (2)
选择题
部分：
第一章：
(1)计算机网络安全是指利用计算机网络管理控制和技术措施，保证在网络环境中数据的、完整性、网络服务可用性和可审查性受到保护。A．保密性
(2)网络安全的实质和关键是保护网络的安全。C．信息
(3)实际上，网络的安全问题包括两方面的内容：一是，二是网络的信息安全。D．网络的系统安全
(4)在短时间内向网络中的某台服务器发送大量无效连接请求，导致合法用户暂时无法访问服务器的攻击行为是破坏了。C．可用性
(5)如果访问者有意避开系统的访问控制机制，则该访问者对网络设备及资源进行非正常使用属于。B．非授权访问
(6)计算机网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、信息安全技术、通信技术、应用数学、密码技术和信息论等多学科的综合性学科，是的重要组成部分。A．信息安全学科
(7)实体安全包括。B．环境安全、设备安全和媒体安全
(8)在网络安全中，常用的关键技术可以归纳为三大类。D．预防保护、检测跟踪、响应恢复
第二章：
(1)加密安全机制提供了数据的______.D．保密性和完整性
(2)SSI．协议是______之间实现加密传输协议。A．传输层和应用层
(3)实际应用时一般利用_____加密技术进行密钥的协商和交换．利用_____加密技术进行用户数据的加密。B．非对称对称
(4)能在物理层、链路层、网络层、传输层和应用层提供的网络安全服务是。 B．数据保密性服务
(5)传输层由于可以提供真正的端到端链接，因此最适宜提供安全服务。D．数据保密性及以上各项
(6)VPN的实现技术包括。D．身份认证及以上技术
网络安全实用技术答案
选择题
部分：
第一章：
(1)计算机网络安全是指利用计算机网络管理控制和技术措施，保证在网络环境中数据的、完整性、网络服务可用性和可审查性受到保护。A．保密性
(2)网络安全的实质和关键是保护网络的安全。C．信息
(3)实际上，网络的安全问题包括两方面的内容：一是，二是网络的信息安全。D．网络的系统安全
(4)在短时间内向网络中的某台服务器发送大量无效连接请求，导致合法用户暂时无法访问服务器的攻击行为是破坏了。C．可用性
(5)如果访问者有意避开系统的访问控制机制，则该访问者对网络设备及资源进行非正常使用属于。B．非授权访问
(6)
(7)
(8)
第二章：
(1)
(2)SSI
(3)
B
(4)
(5)
(6)VPN
第三章：
(1)
(2)
(3)
(4)
A
(5)
(6)
力
第四章：
(1)
(2)
(3)改变路由信息，修改WindowsNT注册表等行为属于拒绝服务攻击的方式。C．服务利用型
(4)利用以太网的特点，将设备网卡设置为“混杂模式”，从而能够接收到整个以太网内的网络数据信息。C．嗅探程序
(5)字典攻击被用于。B．远程登录
第五章：
(1)加密在网络上的作用就是防止有价值的信息在网上被。A．拦截和破坏
(2)负责证书申请者的信息录入、审核以及证书发放等工作的机构是。D．LDAP目录服务器
(3)情况下用户需要依照系统提示输入用户名和口令。B．用户使用加密软件对自己编写的(){rice文档进行加密，以阻止其他人得到这份拷贝后看到文档中的内容
(4)以下不属于AAA系统提供的服务类型。C．访问
(5)不论是网络的安全保密技术还是站点的安全技术，其核心问题是。A．保护数据安全
计算机网络安全课程(PDF 67页)
课件制作人：谢希仁
对网络的被动攻击和主动攻击
源站
目的站 源站 目的站 源站 目的站 源站
目的站
截获 被动攻击
中断
篡改 主动攻击
伪造
课件制作人：谢希仁
被动攻击和主动攻击
� 在被动攻击中，攻击者只是观察和分析 某ຫໍສະໝຸດ Baidu个协议数据单元 PDU 而不干扰信息 流。
� 所谓常规密钥密码体制，即加密密钥与解 密密钥是相同的密码体制。
� 这种加密系统又称为对称密钥系统。
课件制作人：谢希仁
数据加密标准 DES
� 数据加密标准 DES 属于常规密钥密码体制，是 一种分组密码。
� 在加密前，先对整个明文进行分组。每一个组 长为 64 位。
� 然后对每一个 64 位 二进制数据进行加密处理， 产生一组 64 位密文数据。
� 公钥密码体制的产生主要是因为两个方面的 原因，一是由于常规密钥密码体制的密钥分 配问题，另一是由于对数字签名的需求。
� 现有最著名的公钥密码体制是RSA 体制， 它基于数论中大数分解问题的体制，由美国 三位科学家 Rivest, Shamir 和 Adleman 于 1976 年提出并在 1978 年正式发表的。
课件制作人：谢希仁
加密密钥与解密密钥
信息加密技术PPT课件
本章要点：
传统工艺加密方法 DES加密算法和RSA加密算法 计算机网络的加密技术 公开密钥和私人密钥
2019/9/3
计算机网络安全
1
第三章 信息加密技术
3.1 概述 3.2 数据加密标准DES 3.3 公开密钥算法 3.4 密钥管理
2019/9/3
计算机网络安全
2
3.1 概述
2019/9/3
计算机网络安全
26
RSA定理：若P和Q是两个相异质数，另有正整数D 和E，其中E的值与 (P-1)(Q-1)的值互质，并使得DE%(P-1)(Q-1)=1， 有正整数M，且M<PQ，设： C=M^E%PQ，B=C^D%PQ，则有M=B。
2、替代密码
替代密码（Substitution Cipher）是使用替代 法进行加密所产生的密码。
2019/9/3
计算机网络安全
10
3.1.2 传统密码技术
替代密码就是明文中每一个字符被替换成密文 中的另外一个字符。接收者对密文进行逆替换就恢 复出明文来。替代法加密是用另一个字母表中的字 母替代明文中的字母。在替代法加密体制中，使用 了密钥字母表。它可以由明文字母表构成，也可以 由多个字母表构成。如果是由一个字母表构成的替 代密码，称为单表密码。其替代过程是在明文和密 码字符之间进行一对一的映射。如果是由多个字母 表构成的替代密码，称为多表密码。
信息安全与信息加密-文档资料
c E k ( m ) E k 1 ( m 1 ) E k 2 ( m 2 ) E k i( m k i)
设与加密变换E对应的解密变换为D，其中D满足：
(3) 整体安全原则。部分信息丢失不会影响整个系统的 安全性。
(4) 柯克霍夫斯原则。密码系统中的算法即使为密码分 析员所知，也应该无助于用来推导明文或密钥。
(5) 与计算机和通信系统匹配原则。要求密码系统不是 孤立存在的，可以在计算机或通信系统中使用。
7.2 信息加密
7.2.5 传统的加密技术
(1) 代码加密
7.2 信息加密
7.2.1 密码技术简史
古希腊 古埃及、巴比伦和美索不达米亚 罗 马 帝国时代 德国 现在。
7.2.2 密码的基本概念
安全问题： 一是数据的保密性，即防止非法地获悉数据； 二是数据的完整性，即防止非法地修改数据。 现代密码学 加密、明文、明文空间、密文、密文空间、解密、 密钥、密码体制。
加密密钥与解密密钥是相同的或从一个容易推出另一个。
（2）公钥密码体制
加密密钥与解密密钥是不同的或从一个很难推出另一个。
根据加密的不同方式，对称密钥密码可分为： （1）流密码
网络安全实用技术答案
网络安全实用技术答案
选择题
部分：
第一章：
(1)计算机网络安全是指利用计算机网络管理控制和技术措施，保证在网络环境中数据的、完整性、网络服务可用性和可审查性受到保护。A．保密性
(2)网络安全的实质和关键是保护网络的安全。C．信息
(3)实际上，网络的安全问题包括两方面的内容：一是，二是网络的信息安全。D．网络的系统安全
(4)在短时间内向网络中的某台服务器发送大量无效连接请求，导致合法用户暂时无法访问服务器的攻击行为是破坏了。C．可用性
(5)如果访问者有意避开系统的访问控制机制，则该访问者对网络设备及资源进行非正常使用属于。B．非授权访问
(6)计算机网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、信息安全技术、通信技术、应用数学、密码技术和信息论等多学科的综合性学科，是的重要组成部分。A．信息安全学科
(7)实体安全包括。B．环境安全、设备安全和媒体安全
(8)在网络安全中，常用的关键技术可以归纳为三大类。D．预防保护、检测跟踪、响应恢复
第二章：
(1)加密安全机制提供了数据的______.D．保密性和完整性
(2)SSI．协议是______之间实现加密传输协议。A．传输层和应用层
(3)实际应用时一般利用_____加密技术进行密钥的协商和交换．利用_____加密技术进行用户数据的加密。B．非对称对称
(4)能在物理层、链路层、网络层、传输层和应用层提供的网络安全服务是。 B．数据保密性服务
(5)传输层由于可以提供真正的端到端链接，因此最适宜提供安全
服务。D．数据保密性及以上各项
(6)VPN的实现技术包括。D．身份认证及以上技术
信息安全概论数据加密
信息安全概论第三章数据加密
目 录
Contents Page
01数据加密模型与安全性
02对称加密算法
03公钥加密算法
介绍密码学的基本概念；介绍重要数据加密算法的概念以及这些算法在信息安全中的作用。 第三章
数据加密
本章主要内容
数据加密
3.1 数据加密模型与安全性
经典密码学是指秘密书写的科学。密码（Cipher）是一种秘密书写的方法。把明文（Plaintext）变换为密文（Ciphertext）或密报（Cryptograph），这种变换称为加密（Encipherment或Encryption）。而将密文变换为明文的过程称为脱密（Decipherment或Decryption）。加密和脱密都要通过密钥（Key）的控制。
加密/脱密示意图如图3.1所示。
数据加密
图3.1 加密/脱密示意图
数据加密
密码学起源于研究加密算法，保护数据的机密性。但是随着密码理论和技术的发展，密码算法还用于信息完整性鉴别、身份识别和数字签名等。密码学从研究对象角度可分为密码设计（Cryptography）和密码分析（Cryptanalysis）两个分支，分别研究密码的编制和破译问题。
数据加密
3.1.1 数据加密模型
密码设计学研究密码编码（也称为加密）、译码（也称为脱密）的理论和算法。
对称加密系统主要是对信息提供机密性（secrecy）保护，防止敌手在信道上进行窃听后产生的泄密。
定义3.1 一个对称加密系统（Cryptosystem）CS，是一个五元集合CS={M,C,K,e,d }，其中，
l明文消息空间M={m}，表示明文消息的集合；
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direct contacts have been made with political
Monoalphabetic CipHale Waihona Puke Baiduer Security
• Key space: 26!, i.e. about 4 x 1026 possibilities
Key Size (bits)
Number of Alternative
Keys
26 characters 26! = 4 1026 (permutation)
English Letter Frequencies
Language Redundancy
• letters are not equally commonly used • in English E is by far the most common
letter
– followed by T,R,N,I,O,A,S
• Arabian scientists, 9th century • key concept - monoalphabetic substitution
do not change relative letter frequencies • human languages are redundant
• Mathematical expression: c = E(p) = (p + 3) mod 26 p = D(c) = (c – 3) mod 26
Cryptanalysis of Caesar Cipher
• 已知加密和解密算法 • 需测试的密钥只有25个 • 明文所用的语言是已知的，且其意义易于识别
密码表
DEFGH I J KLMNOPQ RST UVW XY Z ABC
veni，vidi，vici
YHAL YLGL YLFL
Caesar Cipher
• Mathematically give each letter a number
abcdefghijk l m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 nopqrstuvwxyZ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
• guess P as e and Z as t
• guess ZW is th and hence ZWP is the, and ZWSZ is that
UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ
ta
e e te a that e e a
at
VUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX
• 代换法就是将明文字母替换成其他字母、数字或 符号的方法。
单表代换密码
• Caesar密码 • 公元前1世纪，凯撒大帝（视频）
第7章 传统加密技术
Caesar Cipher
• can define transformation as: 明码表
ABCDEFG HI JK LMN OPQ RST UVW XYZ
• other letters like Z,J,K,Q,X are fairly rare • have tables of single, double & triple letter
frequencies for various languages
Example Cryptanalysis*
第7章 传统加密技术
第7章 传统加密技术
主要内容
• 代换密码 – 单表代换密码 – 多表代换密码 – 一次一密
• 置换密码 – 栅栏密码 – 多步置换密码 转轮机Enigma
2.2 Substitution Ciphers（代换密码）
• where letters of plaintext are replaced by other letters or by numbers or symbols
Time required at 1 Time required at
decryption/µs
106 decryptions/µs
2 1026 µs
=
6.4 1012 years
6.4 106 years
• Secure ?
– !!!WRONG!!!
Cryptanalysis of monoalphabetic cipher
e t ta t ha e ee a e th t a
EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ
e e e tat e the et
• proceeding with trial and error finally get:
it was disclosed yesterday that several informal but
ciphertext letter • key is 26 letters long rather than just 1 letter • e. g.：
abcdefg hijklmn opq rst uvw xyz key: DKVQFIB JWPESCX HTM YAU OLR GZN Plaintext: ifwewishtoreplaceletters Ciphertext: WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA
• given ciphertext:
UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ VUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ
• count relative letter frequencies
所以可以采用穷举攻击分析方法
单表代换密码（Monoalphabetic Cipher）
• rather than just shifting the alphabet • could shuffle (jumble) the letters arbitrarily • each plaintext letter maps to a different random