网络安全技术()

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2.2 密码学基本概念
公开密钥算法：加密的密钥和解密的密钥不同，而且解密 密钥不能根据加密密钥计算出来，或者至少在可以计算的 时间内不能计算出来。 加密密钥叫做公开密钥（简称公钥），解密密钥叫做私人 密钥（简称私钥）。 公开密钥K1加密表示为：EK1(M)=C。 用相应的私人密钥K2解密表示为：DK2(C)=M。
的消息。
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2.3 传统的加密方法
1、Scytale密码
2、恺撒密码
图2-4 Scytale密码
右循环移动3位 比如“a”对应于“d”，“b”对应于“e”
密钥K
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2.3 传统的加密方法
3、代替密码（Substitution Cipher)(替换密码)
明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收 者对密文做反向替换就可以恢复出明文。
① 简单代换密码(Simple Substitution Cipher)，又称单字母
密码(Monoalphabetic Cipher)：明文的一个字符用相应的 一个密文字符代替。[例]
② 多字母代换密码(Ploygram Cipher)：字符块被成组加密。
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20世纪早期密码机
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2.2 密码学基本概念
要加密的信息称为明文(Plaintext)∕消息(Message)， 明文经过变换加密后的形式称为密文(Ciphertext)。 由明文变为密文的过程称为加密(Enciphering)，通常由加密 算法E(加密函数)来实现，用数学公式表示为： E(M) = C 由密文还原成明文的过程称为解密(Deciphering)，通常由解 密算法D(解密函数)来实现,用数学公式表示为： D(C) = M
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简单代替密码
设代换方式为：
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z D K V Q F I B J W P E S C X H T MY A U O L R G Z N
明文为：ifwewishtoreplaceletters 求密文。 WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA
明文 加密 密文 解密 原始明文
图2-1 加密和解密过程
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2.2 密码学基本概念
为了有效地控制加密和解密算法的实现，在其处理过程中 要有通信双方都掌握的专门信息参与，这种信息被称为密 钥(Key)。 加解密函数表达为：EK(M) = C DK(C) = M DK(EK(M)) = M
加密过程中明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。 常用的换位密码有两种： ①列换位密码 列变位密码的密钥是一个不含任何重复字母的单词或短语， 然后将明文排序，以密钥中的英文字母大小顺序排出列号， 最后以列的顺序写出密文。 ②矩阵换位密码 矩阵变位密码是把明文中的字母按给定的顺序排列在一个 矩阵中，然后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。
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2.2 密码学基本概念
鉴别、完整性和抗抵赖性 除了提供机密性外，密码学需要提供三方面的 功能： 鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵
者不可能伪装成他人。
完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消
息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。
抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假地否认他发送
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2.3 传统的加密方法
3、代换密码（Substitution Cipher)(替换密码)
A 应用实例：转轮机
C
E
图2-6 转轮的移动
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2.3 传统的加密方法
4、置换密码(Permutation Cipher)又称换 位密码（Transposition Cipher)
第9章 密码学 与 信息加密
内容提要
密码学的发展及基本概念； 传统加密方法； 加密领域中两种主流加密技术： DES加密（Data Encryption Standard） RSA加密（Rivest-Shamir-Adleman） 加密工具PGP（Pretty Good Privacy）； 数字签名、数字水印的及PKI的基本概念。
简单代换密码没有改变字母相对出现的频率!
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多字母代换密码
加密 密钥 明文 加密 密文 解密 密钥 解密 原始明文
图2-3 使用两个密钥的加密和解密
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2.2 密码学基本概念
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根据加密和解密过程是否使用相同的密钥，加密算法可分为：

对称算法：是指加密和解密的过程使用同一个密钥。

非对称算法：指加密和解密的过程使用不同的密钥。
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2.1 密码学的发展
密码学的发展大致经历了3个阶段：
第一阶段是1949年之前，密码学是一门艺术。
第二阶段是1949—1975年，密码学成为一门独
立的科学。
第三阶段是1976年以后，密码学中公钥密码学
成为主要研究方向。
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第1阶段－古典密码
Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的CretanMnoan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。
密钥 明文 加密 密文 密钥 解密 原始明文
图2-2 使用一个密钥的加密和解密
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2.2 密码学基本概念
有些算法使用不同的加密密钥和解密密钥，也就是说加密密 钥K1与相应的解密密钥K2不同，在这种情况下，加密和解 密的函数表达式为： EK1(M) = C DK2(C) = M 函数必须具有特性：DK2(EK1(M)) = M
[例 ]
③ 多表代换密码(Polyalphabetic Substitution Cipher)：由
多个简单的代替密码构成。[例]
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2.3 传统的加密方法
3、代换密码（Substitution Cipher)(替换密码)
应用实例：转轮机
图2-5 Enigma的转轮
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