ch08 Introduction to Number Theory 密码编码学与网络安全:原理与实践 第四版英文课件
生命密码简介
2号人的性格特征
正面优势:艺术感、耐心、宽容、善于分析、 直觉力强、美感出色、配合协调、可靠、安 静、平和、善解人意、优雅
负面挑战:依附、左右不定、无主见、过度 敏感、软弱、善于讨好献媚、顽固、抱怨、 愚昧、沮丧、利用他人、缺乏独立性
内在恐惧:独处、做决定、无依靠
内在恐惧:兑现承诺、付出无回报、缺乏价值
7号人的性格特征
正面优势:精密分析、神秘、博学、安静、 有深度、求知欲强、寻找真理、自学成才、 智慧、直觉力、内省、艺术气质、哲学意味、 幸运
负面挑战:自负、疑心重、孤僻、偏激、冷 漠、过刚、与人保持距离、奸诈、挑剔、重 视阴暗面、缺乏同情心、刚愎自用
内在恐惧:犯错、无知、被欺骗
举例:
2+3=5 8+9=17=1 +7=8 6+7=4 0+0=5
:
:
你三 的角 运形 程外
代 表
日 月年 年
你三 的角 天形 赋内
代 表
1号人的性格特征
正面优势:自我、独立、勇敢、力量、创造 性、号召力、果断、原创性、独特、进取、 乐观、可信任、创意
负面挑战:说教、偏执、自私、冲动、傲慢 自大、咄咄逼人、吹牛、冷酷、苛求、虚荣、 居高临下、强硬、攀比、嫉妒、说话要铺垫
4号人的性格特征
正面优势:实际、组织力、可靠、实干、诚 恳、有勇气、任劳任怨、未雨绸缪、稳重、 做事认真、坚定、忠实、逻辑分明
负面挑战:很谨慎、约束、拒绝改变、自我 保护、挑剔、嫉妒心、吝啬、心胸狭窄、缺 乏想象力、说教、无趣乏味、有耐心无恒心
内在恐惧:缺乏安全感、变化、不稳定、生 活危机
5号人的性格特征
三角形内有2个或 2个以上相同数字的意思
信息安全导论5密码学数学基础
2024/4/3
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3、模运算:对于某个固定模m的同余式可以象普通的等式那 样相加相减和相乘:
a(mod m)±b(mod m)=(a±b)(mod m)
a(mod m)*b(mod m)=a*b(mod m)
例:由同余式演算证明560-1是56的倍数,223-1是47的倍数。
解:
注意53=125≡13(mod56) 于是有56≡169≡1(mod56) 对同余式的两边同时升到10次幂, 即有56∣(560-1)。 其次, 注意26=64≡-30(mod47),
2024/4/3
5
互素与最大公约数
最大公约数(最大公因子):
若a,b,c∈Z,如果c∣a,c∣b,称c是a和b的公约数。正 整数d称为a和b的最大公约数(记d=gcd(a,b)或(a,b)) ,如 果它满足:
d是a和b的公约数。 对a和b的任何一个公约数c有c∣d。
等价的定义形式是:
gcd(a,b)=max{k: k∣a,k∣b} 若gcd(a,b)=1,称a与b是互素的。
2024/4/3
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整除基本性质 a|a; b≠0,b | 0;
If a|b,b|c,then a|c;
if a|1, then a=±1; if a|b, and b|a,then a=±b; if b|g and b|h, then b|(mg+nh),for any integers m and n 注意: if a=0 mod n, then n|a
g c d ( a ,b ) = P 1 m in ( e 1 ,f1 )P 2 m in ( e 2 ,f2 )
P m in ( e t,ft) t
lc m ( a ,b ) = P 1 m a x ( e 1 ,f 1 ) P 2 m a x ( e 2 ,f2 )
crypto4c-ch08-数论入门
– http://www.cse.iitk.ac.in/users/manindra/
• 比M-R算法要慢
B
找素数实际考虑
• 产生n位的随机数p • 设置p最高位和最低位都为1 以满足是够大的奇数 • 用小素数表试除,确认p不是他们的倍数 3、5、7、11、…、2003等 • 用MR测试法找证据,多找几个,比如5个 * 任何步骤失败,则重新选择p – 或者p递增
B
快速计算 x^y%z
• 优化算法 – 技巧,如中国剩余定理 – 使用预先计算的/中间的结果 • 汇编语言 – MASM、NASM • 硬件芯片 – CPLD、FPGA、ASIC – 资质 • 并行 – 阵列、集群、分布式
B
x^y%z的硬件加速器
• 芯片产品
– 国家监制产品 – 公司商业产品
• SSL加速器
B
• 举例 (p、q都是素数)
Φ(p) = p-1 Φ(p×q) =φ(p)φ(q) =(p-1)(q-1) =pq-p-q+1
• 比如n=15 n=15=3×5=p×q
则φ(n)=(3-1)×(5-1)=8 即 8:1、2、4、7、8、11、13、14
B
欧拉定理
• 如果a、n互素,则 aφ(n)≡1 mod n aφ(n)+1≡ a mod n 或即
• 比如n=15=3×5 ,φ(n)=8 1、2、4、7、8、11、13、14 ≡1 mod 15 而 3、 5、 6、9、10、12 ≠ 1 mod 15 • 证明见备注
B
密码与编码的原理与应用
密码与编码的原理与应用在现代社会中,密码和编码已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
无论是网络安全、通信保密还是数据传输,密码和编码都起着至关重要的作用。
本文将探讨密码与编码的原理和应用,带您走进这个神秘而又有趣的领域。
一、密码的原理与应用密码是一种将信息转化为不易被他人理解的形式的技术。
其原理可以追溯到古代,人们通过替换字母、改变顺序或使用特定的符号来隐藏信息。
随着科技的发展,密码学也得到了极大的进步。
现代密码学主要分为对称密码和非对称密码两种。
对称密码是指加密和解密使用相同密钥的密码系统。
在这种密码系统中,发送方使用密钥将明文转化为密文,接收方使用相同的密钥将密文还原为明文。
这种密码系统的优点是加密解密速度快,但缺点是密钥的传输容易被窃取,从而导致信息泄露的风险。
非对称密码则是使用不同的密钥进行加密和解密的密码系统。
在这种密码系统中,发送方使用公钥加密明文,接收方使用私钥解密密文。
这种密码系统的优点是密钥的传输相对安全,但缺点是加密解密速度较慢。
密码的应用广泛,涵盖了各个领域。
在网络安全中,密码被用于保护用户的隐私信息,防止黑客入侵和数据泄露。
在电子支付中,密码被用于验证用户身份和保护交易安全。
在军事通信中,密码被用于保密军事行动和保护国家安全。
可以说,密码已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
二、编码的原理与应用编码是将信息转化为另一种形式的技术。
与密码不同,编码并不是为了隐藏信息,而是为了更高效地传输和存储信息。
编码的原理可以追溯到古代,人们通过使用特定的符号和规则来表示不同的信息。
在现代,编码已经成为了计算机科学中的重要概念。
计算机使用二进制编码来表示各种信息,包括文字、图像、音频和视频等。
二进制编码使用0和1两个数字来表示信息,通过不同的组合方式来表示不同的字符和数据。
除了二进制编码,还有许多其他类型的编码被广泛应用。
例如,哈夫曼编码被用于数据压缩,将频繁出现的字符用较短的编码表示,从而减少存储和传输的空间。
数字组成奇妙密码——五年级上册编码教案
五年级上册编码教案——数字组成奇妙密码数字编码是现代社会必不可少的一项技能,它不仅可以加强信息的保密性,还可以将信息传递得更快、更便捷。
数字成奇妙密码,是五年级上册编码教案中的一个重要内容。
一、基础知识数字编码是将文字、图案、音乐等信息转换成数字形式,利用电脑或其他设备进行存储、传输和解码的技术。
数字编码有多种形式,比如二进制编码、八进制编码、十进制编码等,我们在日常生活中用得比较多的是十进制编码。
利用数字组成密码,是数字编码的一种应用。
当我们将密码设为数字形式,就可以保护个人隐私,避免被他人窃取。
二、数字组成密码数字组成密码是将数字按照一定的规律组合起来,形成一串密码。
在五年级上册编码教案中,我们学习的数字组成密码是:将自己的姓名按照一定的顺序,每个字母在键盘上所对应的数字,相加得到一个固定数字。
这个数字就是我们的密码。
例如,我叫张三,我的密码是:“张三”——>“5 2 6 1 5 6”相加得到:25我的密码就是25。
三、密码的应用数字组成密码可以用于个人信息的保护,例如电子邮箱、网络账号、银行账户等。
我们可以将自己的姓名或者其他个人信息作为密码,避免被他人窃取。
同时,在和家长交流时也可以使用数字组成密码,确保信息的保密性。
数字组成密码还可以用于解谜游戏和代码编写等方面。
在编程中,我们经常需要将一些数据进行加密,数字组成密码就是一个不错的选择。
四、小结数字组成奇妙密码是五年级上册编码教案的一项重要内容,通过学习数字组成密码,我们可以了解数字编码的基础知识,并保护自己的个人信息。
数字组成密码还有很多应用场景,可以让我们在生活和学习中得到更多的乐趣。
密码编码学技术
密码编码学技术
密码编码学技术是一种安全领域的技术,用于保护数据的隐私和完整性。
它涉及将数据转换为一种加密形式,使其只能被授权的个人或系统访问。
以下是一些常见的密码编码学技术:
1. 对称加密:使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称加密算法有DES、AES。
2. 非对称加密:使用不同的密钥进行加密和解密。
常见的非对称加密算法有RSA、Diffie-Hellman。
3. 哈希函数:将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256。
4. 数字签名:使用私钥对数据进行加密,以验证发送者的身份和数据的完整性。
5. 密钥交换协议:用于安全地交换密钥,例如Diffie-Hellman 密钥交换协议。
6. 访问控制机制:用于设置和管理用户对数据和资源的访问权限。
密码编码学技术广泛应用于信息安全领域,包括网络通信、电子商务、数据库管理等。
它们能够提供机密性、完整性、认证和不可抵赖性等安全特性,以保护数据免受未经授权的访问和篡改。
如何利用数学中的数论进行密码学编码
如何利用数学中的数论进行密码学编码密码学编码是一项极其重要的技术,在当今信息化时代起着至关重要的作用。
而数学中的数论则是密码学编码的基础之一,它可以帮助我们进行安全的数据传输和加密通信。
本文将介绍如何利用数学中的数论进行密码学编码。
一、密码学基础在开始介绍数论在密码学编码中的应用之前,首先需要了解一些密码学的基础知识。
1.1 对称密码和非对称密码在密码学中,主要有两种类型的密码算法:对称密码和非对称密码。
对称密码是指加密和解密使用相同的密钥,其特点是加解密速度快,适用于大量数据的加密。
然而,对称密码的密钥管理和分发较为困难,容易被破解。
非对称密码则使用公钥和私钥进行加密和解密,其特点是密钥的管理相对容易,能够确保信息的安全性。
但是,非对称密码的加解密速度较慢,适用于少量数据的加密。
1.2 数论基础数论是研究整数性质及其关系的一门数学学科,它在密码学中具有重要的应用价值。
数论的基础知识包括素数、模运算和欧拉函数等。
素数是一类只能被1和自身整除的整数,它在密码学中扮演着重要的角色。
模运算是一种求余的操作,它能够帮助我们进行快速计算。
欧拉函数是一个与素数相关的函数,能够计算与指定数互质的数的个数。
二、利用数论进行密码学编码2.1 公钥密码算法公钥密码算法是基于数论原理的非对称密码算法,它采用了两把不同的密钥:公钥和私钥。
常见的公钥密码算法包括RSA算法、ElGamal算法和椭圆曲线密码算法等。
这些算法利用了大数分解的困难性和离散对数问题的复杂性,通过数论性质来保证数据的安全性。
2.2 数论函数的应用数论中的一些函数也被广泛应用于密码学编码中。
欧拉函数在加密算法中起到了重要的作用,可以用于生成和验证公钥和私钥。
欧拉函数的计算涉及到素数分解,通过选择适当的素数和数论性质,可以生成足够强度的密钥。
模运算则常用于数据加密过程中,它能够将数据映射到一个特定的范围内,从而实现数据的混淆和保护。
同时,模运算还可以用于密码算法中的快速计算,提高了算法的效率。
编码理论
接着(Ri-1)E与第i个选择密钥模2加求和,结果 分为8个6bit分组B1,B2,…,B8,即 (Ri-1)E⊕ Ki=B1,B2,…,B8 每个6bit分组Bj作为一个S盒函数的输入,产生 4bit分组Sj(Bj)。这样48bit通过S盒变为了 32bit。 Bj=b1,b2,b3,b4,b5,b6的转换过程如下,按 b1b6选择行,按b2b3b4b5选择列。例如 B1=110001,那么S1得到第3行第8列的值5, 用二进制表示为0101。
明文: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 密文:D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
University of Science and Technology of China
1 EK ( M ) M DK (C ) EK
密码破译
ˆ M
明码文本M
明码文本M
加密器 K 密钥
密文 C=EK(M)
公共信道 解密器 安全信道 K
Байду номын сангаас
M DK (C )
1 EK (C )
University of Science and Technology of China
K是一组由符号(码元)或字符组成的密钥(Key),它决 定了密码变换族中特定的一种加密变换EK。在大多数密 码系统中,拥有密钥的任何人都可以同时加解密消息。 加密方案分两个基本类型: 分组加密和数据流加密或简 称流加密。在分组加密中,明文被分为固定大小的分组, 每个分组独立加密。这样,对每个给定的密钥,每个不 同的明文分组都转换成同一种密文分组(与分组编码相 似)。数据流加密类似于卷积编码.它没有固定的分组长 度。每个明文比特mi,被码元序列(密钥流)中的第i位 元素ki加密,这个码元序列是由密钥产生的。如果这个 密钥流每隔p个字符重复自身一次,那么加密过程是周 期性的,否则就是非周期性的。
密码编码学与网络安全讲义
密码编码学与网络安全讲义密码编码学是一门重要的学科,在网络安全中起着关键的作用。
密码编码学涉及使用算法和技术来保护数据的机密性和完整性。
在网络安全中,密码编码学的应用范围非常广泛,包括加密通信、认证用户、数字签名和访问控制等方面。
密码编码学的基本概念包括明文、密文、密钥和算法。
明文是未加密的原始数据,密文是经过加密处理的数据,密钥是用于加密和解密的关键,算法是加密和解密的计算过程。
密码编码学的目标是保证数据机密性,即使在数据传输和存储过程中,也能保证数据的安全性。
在网络安全中,密码编码学的应用包括对通信数据的加密和解密,以防止未经授权的访问者获取数据内容。
加密通信通常使用对称加密和非对称加密技术。
对称加密技术使用同一个密钥对数据进行加密和解密,而非对称加密技术使用一对密钥,一个用于加密,一个用于解密。
另外,数字签名技术也是密码编码学的重要应用之一,它可以验证数据的完整性和真实性,避免数据被篡改。
除了加密通信和数字签名,密码编码学在认证用户和访问控制中也发挥了重要作用。
通过身份验证和访问控制系统,只有经过授权的用户才能获得网络资源的访问权限,从而保证网络的安全性。
然而,密码编码学也面临着一些挑战和风险。
例如,传统的加密算法可能会受到攻击者的破解,还有可能发生密钥泄露等安全问题。
因此,密码编码学需要不断地进行研究和发展,以适应不断变化的网络安全环境。
总之,密码编码学是网络安全中不可或缺的一部分,通过加密通信、数字签名和认证用户等技术,可以保护网络数据的机密性和完整性,确保网络安全的运行。
然而,密码编码学也需要持续的研究和改进,以应对不断变化的网络安全挑战。
密码编码学和网络安全是当今数字化世界中不可或缺的组成部分。
在信息和通信技术的快速发展的背景下,数据的机密性和完整性变得尤为重要。
因此,密码编码学通过各种技术和算法,为网络安全提供了重要支持。
一种常见的密码编码学技术是对称加密,这种加密方式使用相同的密钥来加密和解密数据。
古代数字编码系统及其密码理论演变
古代数字编码系统及其密码理论演变古代数字编码系统和密码理论的发展,是人类文明进程中的重要一环。
在人类社会的早期,人们发现使用符号和密码可以保护信息的安全和私密性,因此,他们开始探索各种数字编码系统和密码理论。
这些编码系统和密码理论的发展,不仅影响了古代社会和文化,也对当今现代密码学产生了深远的影响。
在古代社会中,数字编码系统主要用于记录财产、交易和通信等。
早期的数字编码系统主要依靠符号、图形和象形文字来表达和传达信息,比如古埃及的象形文字、古巴比伦的楔形文字和古印度的梵文等。
然而,这些编码系统有时不易使用和理解,于是人们开始寻找更简单、更有效的数字编码系统。
古希腊人在公元前5世纪和公元前4世纪之间,发明了一种重要的数字编码系统--阿拉伯数字。
阿拉伯数字是一种使用10个基本符号(0至9)的编码系统,它简单易懂,容易运算,并且可以表示任意大小的数字。
阿拉伯数字的发明,对数学、科学和商业领域产生了巨大的影响,并逐渐成为了全世界通用的数字编码系统。
随着数字编码系统的发展,人们开始将其应用于密码学中。
密码学是一门研究如何隐藏和保护信息的学科。
古代的密码理论主要用于军事和外交行动中,以确保敏感信息的保密性。
其中一种古代密码理论是凯撒密码,由罗马大帝凯撒于公元前58年发明。
凯撒密码通过将每个字母向后移动固定的位数来编码信息,只有知道密钥的人才能解读信息。
随着时间的推移,密码理论变得越来越复杂。
中世纪的密码学家们开始使用更复杂的密码系统,如维吉尼亚密码和多字母替代密码。
维吉尼亚密码使用一个密钥词来改变每个字母的移动偏移量,增加了密码的难度。
多字母替代密码则使用一系列字母替代表来代替明文中的字母,使得破译变得更加困难。
在现代密码学的发展中,古代编码系统和密码理论起到了重要的基础作用。
现代密码学主要包括对称密码和非对称密码两种类型。
对称密码使用相同的密钥来加密和解密信息,而非对称密码使用公钥和私钥来加密和解密信息。
抽象代数在密码编码中的应用
抽象代数在密码编码中的应用在当今数字信息的时代,密码编码是保护个人隐私和商业机密的重要手段之一。
而抽象代数作为数学的一个分支,具有严密的逻辑性和抽象性,为密码编码提供了有效的工具和原理。
本文将探讨抽象代数在密码编码中的应用,并介绍其中的一些经典算法和技术。
一、置换密码(Permutation Cipher)置换密码是密码学中最早也是最简单的一种密码算法之一。
其基本原理是通过改变明文字母的顺序来达到加密的目的。
而抽象代数中的置换群理论为我们提供了一种有效的置换算法。
在抽象代数中,置换(Permutation)是指一个从有限集合到自身的双射。
我们可以使用置换来表示明文字母与密文字母之间的对应关系。
通过选择不同的置换群和生成置换元素的方法,可以产生不同强度的加密算法。
二、凯撒密码(Caesar Cipher)凯撒密码是一种简单的替换密码,它通过将明文字母按照一定的位移量进行替换来加密信息。
抽象代数中的模运算(Modular Arithmetic)为凯撒密码的实现提供了理论基础。
凯撒密码的加密过程可以表示为 Ci = (Pi + k) mod 26,其中Ci为密文字母的ASCII码,Pi为明文字母的ASCII码,k为位移量。
通过模运算的性质,我们可以确保密文字母在字母表中循环移位,从而达到加密的效果。
三、RSA算法(Rivest-Shamir-Adleman)RSA算法是一种公钥密码体制,广泛应用于信息安全领域。
其基本原理是使用两个不同的大素数进行数学运算,以实现数字签名、数据加密和密钥交换等功能。
RSA算法的核心在于大素数的选择和数论的运算。
抽象代数中的群、环和域等概念为RSA算法的理论分析提供了基础。
通过选择合适的参数和秘密密钥,RSA算法能够提供较高的数据安全性。
四、分组密码(Block Cipher)分组密码是一种将明文分块加密的密码算法。
抽象代数中的矩阵和有限域等概念为分组密码的设计和分析提供了重要的数学工具。
大班数学编译密码教案
大班数学编译密码教案一、教学内容本节课选自大班数学教材第四章《有趣的编码》第三节《编译密码》。
详细内容包括:认识编码的基本原理,了解密码编译的过程,掌握基本的编译方法,并通过实际操作,培养幼儿的动手操作能力和逻辑思维能力。
二、教学目标1. 了解编码的基本原理,知道密码编译的过程。
2. 掌握基本的编译方法,并能运用到实际操作中。
3. 培养幼儿的观察能力、动手操作能力和逻辑思维能力。
三、教学难点与重点教学难点:密码编译的方法。
教学重点:编码的基本原理,密码编译的过程。
四、教具与学具准备教具:幻灯片、密码编译教具、卡片等。
学具:密码编译操作盒、画笔、纸张等。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师以一个神秘的信使身份,给孩子们带来一封加密的信。
引发孩子们的兴趣,让他们思考如何解开这封信的密码。
2. 例题讲解(10分钟)教师通过幻灯片,讲解编码的基本原理,展示密码编译的过程,让孩子们了解编译方法。
3. 随堂练习(10分钟)教师给出一个简单的密码编译题目,让孩子们分组讨论,尝试编译密码。
4. 动手操作(15分钟)孩子们利用密码编译操作盒、画笔等学具,自己设计并编译一个密码。
教师巡回指导,解答孩子们的疑问。
5. 分享展示(10分钟)孩子们展示自己的编译成果,分享编译过程中的心得体会。
六、板书设计1. 编码的基本原理2. 密码编译的过程3. 编译方法七、作业设计1. 作业题目:设计一个属于自己的密码编译游戏。
答案:略2. 作业题目:尝试用不同的编译方法,编译同一个密码。
答案:略八、课后反思及拓展延伸1. 教师反思:本节课的教学内容是否符合孩子们的认知水平,教学过程中是否关注到每个孩子的发展。
2. 拓展延伸:鼓励孩子们在生活中发现编码的例子,尝试用所学知识进行编译,提高孩子们的实践能力。
重点和难点解析1. 教学难点:密码编译的方法。
2. 实践情景引入的方式。
3. 动手操作的指导。
4. 作业设计及课后反思。
详细补充和说明:一、教学难点:密码编译的方法1. 例题讲解时,用生动的语言和形象的比喻,让孩子们理解编译方法。
数字编码_精品文档
数字编码在信息传输和存储中,数字编码是将字符、数字或其他类型的数据转换为数字形式的过程。
通过数字编码,我们可以将非数字类型的数据转换为二进制形式,以便于计算机进行处理和处理。
数字编码在现代科技和通信领域中起着至关重要的作用,它使得我们能够快速、准确地传递和存储大量的数据。
数字编码的发展和应用可以追溯到古代的数学和电信领域。
古代希腊数学家欧几里得曾提出一种称为欧几里得编码的方法,用于将字母转换为数字。
虽然这种编码方式相对简单,但它为后来的数字编码奠定了基础。
随着电子技术的发展,数字编码变得越来越复杂和多样化。
在20世纪50年代,美国工程师香农提出的香农-法诺编码(Shannon-Fano coding)被广泛应用于数据压缩领域。
该编码方法通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示,从而实现数据的压缩和传输。
这一方法为后来的信息理论和编码理论研究奠定了基础。
除了香农-法诺编码外,还有许多其他常用的数字编码方法。
其中最广泛应用的是ASCII码(American Standard Code for Information Interchange)。
ASCII码是一种将字符转换为数字的标准编码方式,它将每个字符映射到一个唯一的7位或8位二进制数值。
ASCII码的使用使得计算机可以直接处理和显示文本数据。
随着计算机技术的进步,更高级的数字编码方式被开发出来,如Unicode编码。
Unicode编码是一种全球标准的字符编码系统,可以表示任何语言中的字符,并可以容纳超过100,000个字符。
Unicode编码通过将字符映射为唯一的数字代码点(code point),以便计算机系统进行处理。
数字编码的一个重要应用领域是数据加密。
在信息安全和网络通信中,我们经常需要对敏感数据进行加密,以保护其安全性。
数字编码可以将明文转换为密文,并通过密钥进行解码操作。
这种编码和解码过程可以确保只有拥有正确密钥的人才能够访问和解密数据。
密码编码学--简化版1-37页文档资料
2.1 引言 2.2 随机过程的一般表述 2.3平稳随机过程 2.4平稳随机过程的相关函数与功率谱密度 2.5高斯过程 2.6窄带随机过程 2.7正弦波加窄带高斯过程 2.8随机过程通过线性系统
1
2.1 引言
随机信号的定义:通信系统中遇到的信号,通 常总带有某种随机性,即它们的某个或者几个 参数不能预知或者不能完全预知。这种具有随 机性的信号成为随机信号。
B(t1,t2)E[(t1)]E[(t2)]
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衡量不同随机过程的相关程度
互协方差函数: B(t1,t2)
E{[(t1)a(t1)][(t2)a(t2)]}
互相关函数:
R (t1 ,t2)E [(t1)(t2)]
12
实例的计算
设 z(t) X 1 c o sw 0 t X 2s in w 0 t是一随机过程,若X1和X2 是彼此独立且具有均值为0、方差为σ2的正态随 机变量,试求
1)E[z(t)]、 E[z2(t)]; 2)z(t)的一维分布密度函数 3)B(t1,t2)与R(t1,t2)
13
2.3平稳随机过程
定义 狭义平稳随机过程 广义平稳随机过程 平稳随机过程的各态历经性
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平稳随机过程定义
如果对于任意的正整数n和任意实数t1,t2,,tn,,随机过 程(t)的n维概率密度函数满足
历了随机过程的所有可能状态。
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平稳随机过程的各态历经性意义
平稳随机过程的各态历经性表现为
时间平
统计平
均
a a lim 1 T T
R(
)
R(
)
lim 1 T T
T
2 T
x(t)dt
均
2
3,密码的基本编码原理
201教研室
用穷尽法易得明文为:meet me after the toga party 该密码的破译对我们有什么启示,如何改进?
《密码学》课程多媒体课件
加密实际上是对明文的一种变换, 而明文通常是自然语言,自然语言有其 固有的语法规则,从而存在明显的统计 特性(频率规律)和跟随关系(所谓相 关性)。
加密时以密行数据取代相应的明行数据,脱密
时以明行数据取代相应的密行数据。
201教研室
《密码学》课程多媒体课件
例如:
M 0 C 1 1 3 2 4 3 5 4 6 5 7 6 0 7 9 8 8 9 2
若明文为:M = 1234 7890 5612 0098 则密文为:C = 3456 9821 7034 1128 密钥变化量为:10! 对于英文字母也可按同样的方法编制 代替表,即为英文一般代替表。英文一般 代替表的变化量为26!。
其中n(mod26)读作n模26,它是整数n被26除后 所余的非负整数。
脱密变换: m (c 3)(mod 26)
201教研室
《密码学》课程多媒体课件
后来统称所有自然序密表为凯撒密表。
加密变换 E : (m k )(mod 26) c k
脱密变换 Dk : (c k )(mod 26) m 其中, m, c, k {0,1, 2,, 25} 。在这里 英文字母A~Z对应0~25的整数,密钥一旦取 定,就确定一个代替表。 密钥所有可能的取法为26,即凯撒密码的 密钥量为26。
2
4
3
2
4
5
5
6
6
8
7
7
8
0
9
9
C1 1
C2 3
密码与编码的基本原理
密码与编码的基本原理密码与编码是信息安全领域中重要的概念,它们被广泛应用于数据传输、网络通信和个人隐私保护等方面。
本文将讨论密码与编码的基本原理,包括对称加密算法、非对称加密算法和编码技术的介绍与分析。
一、对称加密算法对称加密算法是一种常见的密码算法,它使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
其基本原理是将明文数据与密钥进行某种变换,生成密文数据。
解密时,使用相同的密钥对密文进行逆向变换,还原出原始的明文。
对称加密算法中,常用的算法包括DES(Data Encryption Standard)、AES(Advanced Encryption Standard)等。
这些算法采用了不同的加密方法,如置换、代换、移位等,以提高数据的机密性和安全性。
然而,对称加密算法存在一个主要问题,就是密钥的传输和管理。
由于加密和解密使用相同的密钥,如果密钥泄露,那么攻击者可以轻易地获得密文数据的解密结果。
因此,为了增加数据的安全性,非对称加密算法被引入。
二、非对称加密算法非对称加密算法使用了一对密钥,分别是公钥和私钥。
公钥用于加密数据,私钥用于解密数据。
其基本原理是,使用公钥加密的数据只能用私钥解密,而使用私钥加密的数据只能用公钥解密。
非对称加密算法中,RSA是一种常用的算法。
它基于大数因子分解的数学难题,通过生成大素数来生成密钥对。
RSA算法在数据加密和数字签名等方面有广泛应用。
非对称加密算法相对于对称加密算法,解决了密钥传输的安全性问题。
由于公钥可以公开,而私钥必须保密,所以即使公钥被攻击者获取,也无法破解密文。
三、编码技术除了加密算法,编码技术也是信息安全中的重要部分。
编码是将特定的信息转换成另一种形式的过程,以实现信息的传输和存储。
常见的编码技术有ASCII码、Unicode、Base64等。
ASCII码是一种将字符映射成数字的标准编码,只能表示128个字符。
Unicode是一种更加广泛的字符编码,它支持全球范围内的字符。
探索数学中的密码学与编码
探索数学中的密码学与编码密码学与编码是数学的一个重要分支,它涉及到信息的保密性和安全性。
在现代社会中,密码学与编码被广泛应用于各个领域,包括通信、电子商务、网络安全等。
本文将探索密码学与编码在数学中的应用和原理。
一、古代密码学的发展古代人们在军事、外交和商业活动中就开始使用密码来保护重要信息的安全。
最早的密码技术可以追溯到古埃及和古罗马时期。
古埃及人使用了一种称为凯撒密码的简单替换密码,而古罗马人则使用了更复杂的密码技术来保护军事和外交信息。
二、密码学的基本原理密码学的基本原理是使用密钥对信息进行加密和解密。
加密是将明文转换为密文的过程,而解密则是将密文还原为明文的过程。
在密码学中,有两种常见的加密方式:对称加密和非对称加密。
1. 对称加密对称加密是指加密和解密使用相同的密钥。
发送方使用密钥将明文加密为密文,接收方使用相同的密钥将密文解密为明文。
对称加密算法的优点是加密解密速度快,但缺点是密钥的传输和管理相对困难。
2. 非对称加密非对称加密是指加密和解密使用不同的密钥。
发送方使用公钥加密明文,接收方使用私钥解密密文。
非对称加密算法的优点是密钥的传输和管理相对容易,但缺点是加密解密速度相对较慢。
三、常见的密码学算法密码学中有许多常见的加密算法,下面介绍几种常见的算法。
1. 凯撒密码凯撒密码是最早的替换密码之一,它的原理是将字母按照一定的位移进行替换。
例如,将明文中的每个字母都向后移动三个位置,A替换为D,B替换为E,以此类推。
2. DES算法DES(Data Encryption Standard)是一种对称加密算法,它使用56位的密钥对64位的数据进行加密和解密。
DES算法在密码学中广泛应用,但由于密钥长度的限制,目前已经不再安全。
3. RSA算法RSA算法是一种非对称加密算法,它使用两个密钥:公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥加密明文,接收方使用私钥解密密文。
RSA算法的安全性基于大数分解的困难性。
毕达哥拉斯数字密码
毕达哥拉斯数字密码【原创版】目录1.毕达哥拉斯数字密码的定义与概念2.毕达哥拉斯数字密码的构成方式3.毕达哥拉斯数字密码的应用领域4.毕达哥拉斯数字密码的历史意义正文毕达哥拉斯数字密码是一种古老的数学知识,起源于古希腊时期,由数学家毕达哥拉斯及其学派发现并研究。
它是一种通过数字的组合来揭示事物之间关系的方法,这种密码广泛应用于哲学、数学、物理、化学等领域。
首先,我们来了解毕达哥拉斯数字密码的定义与概念。
毕达哥拉斯数字密码,也被称为毕达哥拉斯定理,是指任何一个大于 1 的整数,都可以通过某种方式拆分成若干个较小的整数之和。
这些较小的整数按照一定的次序排列,就可以得到一个新的数字,这个数字就是该整数的“数字密码”。
例如,数字 8 的密码就是 3,因为 8 可以拆分为 3+3+2,其中 3 出现了两次,所以它的密码是 3。
接下来,我们看看毕达哥拉斯数字密码的构成方式。
要构成一个数字密码,需要按照以下步骤进行:首先,将给定的整数拆分成若干个较小的整数之和;其次,将这些较小的整数按照从小到大的顺序排列;最后,统计这些整数中出现次数最多的那个整数,它就是该整数的数字密码。
毕达哥拉斯数字密码在许多领域都有广泛的应用。
在哲学领域,它被用来解释事物的发展变化,揭示事物之间的内在联系;在数学领域,它为数学家提供了一种新的研究方法,推动了数学的发展;在物理、化学等领域,它也被用来解释物质的构成和变化。
最后,我们来谈谈毕达哥拉斯数字密码的历史意义。
毕达哥拉斯数字密码的发现,是人类对自然界规律的深入探索和认识,它为后来的数学家、科学家提供了一种新的研究方法,推动了科学的发展。
同时,它也是古希腊数学文化的重要组成部分,对于研究古希腊数学历史具有重要的意义。
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Discrete Logarithms mod 19
Summary
➢ have considered:
prime numbers Fermat’s and Euler’s Theorems & ø(n) Primality Testing Chinese Remainder Theorem Primitive Roots & Discrete Logarithms
➢ otherwise is a prime or a pseudo-prime ➢ chance it detects a pseudo-prime is < 1/4 ➢ hence if repeat test with different random a
then chance n is prime after t tests is:
Euler Totient Function ø(n)
➢ to compute ø(n) need to coபைடு நூலகம்nt number of residues to be excluded
➢ in general need prime factorization, but
for p (p prime) ø(p)=p-1 for p.q (p,q prime) ø(p.q)=(p-1)x(q-1)
first compute all ai = A mod mi separately determine constants ci below, where Mi = M/mi then combine results to get answer using:
Primitive Roots
➢ from Euler’s theorem have aø(n)mod n=1 ➢ consider am=1 (mod n), GCD(a,n)=1
5. if (a2jq mod n = n-1) then return(“inconclusive")
6. return (“composite")
Probabilistic Considerations
➢ if Miller-Rabin returns “composite” the number is definitely not prime
➢ conversely can determine the greatest common divisor by comparing their prime factorizations and using least powers
eg. 300=21x31x52 18=21x32 hence GCD(18,300)=21x31x50=6
➢ these are useful but relatively hard to find
Powers mod 19
Discrete Logarithms
➢ the inverse problem to exponentiation is to find the discrete logarithm of a number modulo p
➢ that is to find i such that b = ai (mod p) ➢ this is written as i = dloga b (mod p) ➢ if a is a primitive root then it always exists,
otherwise it may not, eg.
➢ eg.
ø(37) = 36 ø(21) = (3–1)x(7–1) = 2x6 = 12
Euler's Theorem
➢ a generalisation of Fermat's Theorem ➢ aø(n) = 1 (mod n)
for any a,n where gcd(a,n)=1
➢ eg.
➢ note that factoring a number is relatively hard compared to multiplying the factors together to generate the number
➢ the prime factorisation of a number n is when its written as a product of primes
➢ since computational cost is proportional to size, this is faster than working in the full modulus M
Chinese Remainder Theorem
➢ can implement CRT in several ways ➢ to compute A(mod M)
Miller Rabin Algorithm
➢ a test based on prime properties that result from Fermat’s Theorem
➢ algorithm is:
TEST (n) is: 1. Find integers k, q, k > 0, q odd, so that (n–1)=2kq 2. Select a random integer a, 1<a<n–1 3. if aq mod n = 1 then return (“inconclusive"); 4. for j = 0 to k – 1 do
Pr(n prime after t tests) = 1-4-t eg. for t=10 this probability is > 0.99999
➢ could then use the deterministic AKS test
Prime Distribution
➢ prime number theorem states that primes occur roughly every (ln n) integers
a=3;n=10; ø(10)=4; hence 34 = 81 = 1 mod 10
a=2;n=11; ø(11)=10; hence 210 = 1024 = 1 mod 11
➢ also have: aø(n)+1 = a (mod n)
Primality Testing
➢ often need to find large prime numbers ➢ traditionally sieve using trial division
eg. 91=7x13 ; 3600=24x32x52
Relatively Prime Numbers &
GCD
➢ two numbers a, b are relatively prime if have no common divisors apart from 1
eg. 8 & 15 are relatively prime since factors of 8 are 1,2,4,8 and of 15 are 1,3,5,15 and 1 is the only common factor
x = log3 4 mod 13 has no answer x = log2 3 mod 13 = 4 by trying successive powers
➢ whilst exponentiation is relatively easy, finding discrete logarithms is generally a hard problem
Euler Totient Function ø(n)
➢ when doing arithmetic modulo n ➢ complete set of residues is: 0..n-1 ➢ reduced set of residues is those numbers
(residues) which are relatively prime to n
must exist for m = ø(n) but may be smaller once powers reach m, cycle will repeat
➢ if smallest is m = ø(n) then a is called a primitive root
➢ if p is prime, then successive powers of a "generate" the group mod p
for which all primes numbers satisfy property but some composite numbers, called pseudo-primes,
also satisfy the property
➢ can use a slower deterministic primality test
Chinese Remainder Theorem
➢ used to speed up modulo computations ➢ if working modulo a product of numbers
eg. mod M = m1m2..mk
➢ Chinese Remainder theorem lets us work in each moduli mi separately
Cryptography and Network Security
Chapter 8
Fifth Edition by William Stallings
Lecture slides by Lawrie Brown
Prime Factorisation