密码学的典型技术
密码学在生活中的应用举例
密码学在生活中的应用举例
1. 在网上银行和电子商务中，密码学用于保护用户的账号和交易信息，确保安全的在线支付和电子交易。
2. 通过密码学技术，保护用户的电子邮件和通信内容的隐私，防止被未经授权的第三方拦截和读取。
3. 使用密码学技术在移动设备上实现应用程序和数据的加密，确保用户的个人信息和敏感数据不被未经授权的人访问。
4. 在数字版权保护中，密码学可以用来进行数字内容的加密和数字签名，确保音乐、电影和软件等数字作品的版权不被盗版和非法复制。
5. 在无线通信中，密码学用于保护无线网络的安全，例如使用Wi-Fi网络时，通过WPA2加密保护无线网络通信，并防止黑客入侵和非法访问。
6. 在网络安全中，密码学被用于创建和管理安全的网络连接和虚拟专用网络（VPN），以保护企业机密信息和远程访问。
7. 在物联网（IoT）设备和智能家居中，密码学可以用于加密和认证连接设备，确保设备之间的通信和数据传输的安全性。
8. 在政府和军事领域，密码学被广泛应用于保护国家安全和敏感信息，例如保护军事通信和情报传输的机密性。
9. 在医疗保健领域，密码学可以用于保护电子病历和患者健康信息的隐私，确保医疗数据的安全和完整性。
10. 在密码学货币（cryptocurrency）中，密码学技术被用于保护数字货币的交易和用户身份认证，确保数字资产的安全和匿名性。
密码技术模型
密码技术模型
密码技术模型是一种用于描述密码技术的概念性、理论模型，通常包括密码学的基本要素、假设、算法和安全性分析等方面。
以下是几种常见的密码技术模型：
1. 传统密码模型（Classical Cryptography Model）：传统密码
模型主要用于描述古典密码技术，如凯撒密码和仿射密码等。
它通常包括明文空间、密文空间、密钥空间、加密算法和解密算法等。
2. 非对称密码模型（Asymmetric Cryptography Model）：非对
称密码模型是一种基于两个互相关联、但具有不同的密钥的密码模型，也称为公钥密码模型。
它通常包括公钥空间、私钥空间、加密算法和解密算法等。
3. 对称密码模型（Symmetric Cryptography Model）：对称密
码模型是一种基于相同密钥进行加密和解密的密码模型。
它通常包括密钥空间、加密算法和解密算法等。
4. 散列函数模型（Hash Function Model）：散列函数模型用于
描述散列函数的基本特性和安全性要求。
它包括散列函数的输入空间、输出空间、安全性要求和安全性分析等。
5. 消息认证码模型（Message Authentication Code Model）：消息认证码模型用于描述消息认证码的基本特性和安全性。
它通常包括消息认证码的输入空间、输出空间、密钥空间、安全性要求和安全性分析等。
需要注意的是，以上只是几种常见的密码技术模型，实际上还有其他的密码技术模型，如基于标签的密码模型、公钥基础设施模型等，每种模型都有其特定的应用领域和技术要求。
密码学应用
密码学是一门研究加密和解密技术的学科，广泛应用于网络安全、数据保护、金融、军事等领域。
以下是一些密码学应用的举例：
数据加密：密码学可用于对敏感数据进行加密，保护数据的机密性和隐私性。
例如，通过使用对称加密算法，可以将数据加密，只有授权的人才能解密和查看数据。
数字签名：数字签名可以用来验证文件的完整性和真实性。
数字签名是基于公钥密码学的技术，它使用数字证书来证明签名的有效性。
身份认证：密码学可用于验证用户的身份。
例如，通过使用基于令牌的身份验证，用户必须提供一个唯一的标识符来访问系统。
安全通信：密码学可以确保通信的安全性，包括保证通信内容的机密性和完整性。
例如，通过使用SSL / TLS协议，可以对网络通信进行加密和解密，从而保证通信的安全性。
数字货币：密码学技术也可用于实现数字货币和区块链技术。
区块链技术通过使用密码学算法来保证交易的真实性和安全性，从而实现去中心化和匿名化的交易。
总的来说，密码学技术是现代信息时代中必不可少的技术，它可以保护个人隐私，防止数据泄漏和网络攻击，促进信息交流和数字经济的发展。
典型密码算法
14
m1 m2…………m64
初始置换
Round1
K1
迭 代
： ： ：
16
圈
Round16
K16
逆初始置换
C1 C2……C64
DES加密框图
15
二 圈函数
DES算法的第 i(i=1,2, … ,15) 圈加密结构图
圈变换的数学描述如下: Li-1 (32位) Ri-1 (32位)
Li=Ri-1
F
Ri=Li-1 F(Ri-1, Ki)
8
5、典型的密码算法
序列密码：RC4、A5、E0； 分组密码：AES、DES、IDEA； 公钥密码：RSA、ECC； HASH函数：MD5、SHA-1；
9
DES分组密码算法
(Data Encipher Standard)
DES算法概述 圈函数 密钥生成算法
10
一、DES算法概述
DES算法是迭代型分组密码算法。 基本参数:
3 0 1 10 13 00 06 09 08 07 0 4 15 14 0 3 11 05 0 2 12
0 0 7 13 14 03 00 06 0 9 10 01 02 08 0 5 11 12 0 4 15
S4
1 2
13 0 8 11 05 0 6 15 00 03 04 07 0 2 12 0 1 10 14 09 10 06 09 0 0 12 11 0 7 13 15 01 0 3 14 05 02 08 04
b6
b1 b 2 b 3 b 4 b5 b6
行:b1 b6 =112=3
1100112
列:b2b3b4b5=10012=9
即: S6 (1100112)=11102
古典密码运用的两种基本技术
古典密码运用的两种基本技术古典密码是指使用传统的加密算法和技术进行加密和解密通信信息的密码系统。
它是密码学的起源，直到20世纪的中期被现代密码系统所取代。
古典密码运用了许多不同的加密技术，但其中有两种是最基本和常见的，分别是置换技术和替换技术。
1.置换技术置换技术是一种古老而普遍的加密方法，它通过改变字母或字符的顺序来加密原始文本。
常见的置换技术有以下几种：a. 凯撒密码（Caesar Cipher）：凯撒密码是一种基本的字母置换密码，它通过对字母表进行循环左移或右移来加密和解密文本。
在凯撒密码中，每个字母都被替换为字母表中固定位置的字母，这个固定位置由一个偏移量决定。
b. 列置换密码（Columnar Transposition Cipher）：列置换密码将明文分成若干列，然后按照一定的顺序将这些列重新排列，形成密文。
解密时，按照相同的顺序将密文的列排列，并按列逐个读取即可恢复原始文本。
c. 群置换密码（Permutation Cipher）：群置换密码将明文中的字母分成若干个群，然后按照一定的顺序对这些群进行重新排列，形成密文。
解密时，按照相同的顺序将密文的群排列，并按群逐个读取即可恢复原始文本。
2.替换技术替换技术是古典密码学中另一种常见的加密技术，它通过将明文中的字母替换为其他字母或符号来加密文本。
a.单字母替换密码：单字母替换密码使用一个简单的替换表来将明文字母一对一地替换为其他字母或符号。
替换表可以是任何形式的映射，如字母表的逆置、移位替换等。
单字母替换密码易于破解，因为它们可以通过使用频率分析方法推断出英文字母的出现频率。
b. 多字母替换密码：多字母替换密码使用多个字母或字符的替换规则来加密文本。
常见的多字母替换密码包括维吉尼亚密码（Vigenère Cipher）和同音词替换密码（Homophonic Substitution Cipher）。
多字母替换密码相对于单字母替换密码更加安全，因为它们改变了字母的频率，并增加了破解的难度。
密码学详细分类
密码学详细分类密码学是研究保护信息安全的科学和技术领域。
根据应用领域、算法类型和安全目标，密码学可以被详细分类如下：1. 对称密码学（Symmetric Cryptography）：对称密码学使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称密码算法有DES、AES和IDEA 等。
2. 非对称密码学（Asymmetric Cryptography）：非对称密码学使用不同的密钥进行加密和解密。
公钥密码学是非对称密码学的主要分支，它使用一对密钥，包括公钥和私钥。
公钥可以公开，而私钥必须保密。
常见的非对称密码算法有RSA、Diffie-Hellman和椭圆曲线密码算法等。
3. 哈希函数（Hash Function）：哈希函数将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出，常用于验证数据的完整性和生成数字指纹。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256和RIPEMD等。
4. 数字签名（Digital Signature）：数字签名用于验证消息的真实性和完整性，并确认消息的发送者。
数字签名通常使用非对称密码学中的私钥进行生成，公钥用于验证签名的有效性。
5. 密码协议（Cryptographic Protocols）：密码协议是一组规则和步骤，用于在通信过程中确保信息的安全性。
常见的密码协议有SSL/TLS、IPsec和SSH等。
6. 密码编码学（Cryptanalysis）：密码编码学是破解密码系统的科学和技术，旨在破译加密消息或恢复加密密钥。
7. 随机数生成器（Random Number Generator）：随机数生成器用于生成随机数或伪随机数序列，这在密码学中是非常重要的。
这些分类只是密码学研究中的一部分，每个分类下又有更多的细分和特定算法。
密码学的发展涵盖了广泛的应用领域，包括网络安全、电子商务、数据保护和身份认证等。
密码学技术
密码学技术密码学技术是一种保护数据安全的技术，在计算机网络和信息安全领域中有着广泛的应用。
其目的是通过使用一些特定的数学和计算算法，保障数据传输和存储过程中不被恶意攻击者获取和篡改。
密码学技术可以分为三类：对称密钥加密技术、非对称密钥加密技术以及哈希算法技术。
对称密钥加密技术是密码学技术中最常用的一种技术，主要是以一条密钥作为加密和解密的钥匙。
在这种技术下，发件人和收件人需要事先同意一个密钥，将其作为加密算法的输入，然后使用相同的密钥来对明文进行加密解密操作。
这种类型的技术在加密效率方面表现优秀，但是密钥共享和管理的问题成为了它的瓶颈。
同时，如果密钥被恶意攻击者抓住，则明文就会变得毫无保障。
因此，密钥的安全性至关重要，这也是该技术亟需解决的一个问题。
非对称密钥加密技术是一种基于公钥和私钥的加密方法，由于其流程较为复杂而不易被破解，相较于对称密钥加密技术，非对称密钥加密技术更加安全。
在该技术下，用户拥有两种加密密钥：公钥和私钥。
公钥是公开的，任何人都可以拥有，可以用于加密数据；私钥则是用户自己持有的，用于解密收到的加密数据。
这样，即使把公钥传递给所有人，但只有该公钥对应的私钥的持有者才能解密出信息。
该技术优点在于，加密和解密过程无需事先共享密钥，并且新增人员也可以方便地加入加密和解密操作流程之中，但是其缺点是加密和解密的运算比较复杂，会导致加密和解密的效率相比较而言较低。
哈希算法技术，顾名思义，是将输入的数据通过哈希函数的处理，产生输出值的过程。
该技术常常用于验证数据完整性和防止数据伪造。
在这种技术下，数据输入进行哈希处理之后，无论输入有多大或者复杂，最终哈希值的长度都被规定为一定的位数。
由于哈希函数是不可逆的，因此无法通过哈希值还原未加密的明文，这也保证了该技术的安全性。
最后，与现代密码学技术的发展同样重要的是密钥管理，对密码技术的开发和使用都具有至关重要的意义。
另外，密码技术还需要面对的一些挑战是更先进的数据挖掘和隐私攻击技术、机器自学习以及大数据应用等。
主要密码技术
密码系统中的基本概念
信息的安全属性 安全性描述 密码术语
安达通，VPN通信专家
信息的安全属性
机密性
保证消息不会被非法泄露扩散，未授权者不能访问 。
完整性
保证信息的来源、去向、内容真实无误。
不可否认性
保证消息的发送者和接收者无法否认自己所做过的 操作行为等。
可用性
信息可被授权者访问并可按需求进行使用。
安达通，VPN通信专家
密码学发展的三个主要阶段
古典密码阶段
1949年前
常规加密阶段
1949-1975
现代密码学阶段
1976-至今
安达通，VPN通信专家
古典密码的主要特点
密码学仅为艺术。 仅限于在军事其他机要部门使用。 出现了一些密码算法和加密设备。 密码算法的基本手段出现，主要针对字 符进行密码学变换。 简单的密码分析手段出现。 数据的安全性基于对加密算法的保密。
将密文变换成明文的过程。
安达通，VPN通信专家
数字签名中的术语
签名（signature）
在认可消息内容或执行操作后，进行确认并 “签字同意”或“签字证明”的过程。
验证（verify）
判断某个签名是否有效的过程。
仲裁（arbitration）
在签名方与验证方发生“冲突”后，由第三 方执行的判定谁有理的过程。
可控性
授权机构可以随时控制信息的机密性，能够对信息 实施安全监控。
安达通，VPN通信专家
三类安全性
计算安全性
使用最好的算法攻破一个密码体制需要至少N（一 个特定的非常大的数字）次操作。
可证明安全性
密码体制的安全性归结为某个经过深入研究的数学 难题。密码体制被破意味着难题被解决。
密码学的基本原理与应用
密码学的基本原理与应用密码学是一门研究信息安全的学科，它涉及到对信息的加密、解密和认证等方面的技术和方法。
在现代社会，随着信息技术的迅猛发展，密码学的应用越来越广泛，它在保护个人隐私、交易安全、计算机网络等方面起到了至关重要的作用。
本文将介绍密码学的基本原理和其应用，并探讨其在现代社会中的重要性。
一、对称密钥加密算法对称密钥加密算法是密码学中最基本的加密算法之一，它使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称密钥加密算法包括DES、AES等。
在对称密钥加密算法中，发送方和接收方需要共享相同的密钥。
发送方使用密钥将明文转换成密文，接收方使用相同的密钥将密文还原成明文。
这种算法的优点是加解密的速度快，但存在一个密钥分发的问题。
二、非对称密钥加密算法非对称密钥加密算法使用一对密钥，一个是私钥，另一个是公钥。
公钥可以被任何人获得，而私钥则只能由接收方持有。
常见的非对称密钥加密算法包括RSA、ElGamal等。
在非对称密钥加密算法中，发送方使用接收方的公钥对明文进行加密，接收方使用私钥将密文解密成明文。
这种算法的优点是能够解决对称密钥加密算法的密钥分发问题，但加解密的速度较慢。
三、哈希函数哈希函数是一种将任意长度的输入转换成固定长度输出的函数。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1等。
哈希函数的特点是不可逆性和唯一性，即无法从输出推导出输入，并且不同的输入产生不同的输出。
哈希函数在密码学中的应用包括数字签名、消息认证码等。
四、数字签名数字签名是一种保证信息完整性和身份认证的技术，通过使用私钥对信息进行加密生成数字签名，接收方使用公钥对数字签名进行解密和验证。
数字签名可以防止信息被篡改，同时确保信息发送方的身份真实可靠。
五、密钥交换协议密钥交换协议用于在不安全的通信信道上安全地交换密钥，常见的密钥交换协议有Diffie-Hellman密钥交换协议等。
密钥交换协议通过使用非对称密钥加密算法，使得通信双方能够安全地生成一个共享秘密密钥，用于后续的对称密钥加密。
古典密码原理
古典密码原理古典密码原理是密码学领域中一门基础的密码学原理，初衷是为了保护通信内容的安全性，同时利用加密和解密的算法确保信息的保密性。
古典密码原理主要基于替换和排列的思想，在古典密码学中，常见的加密技术有凯撒密码、栅栏密码和多表密码等。
凯撒密码是古典密码学中最早出现的一种密码算法。
它使用了一种简单的替换技术，即将明文中的每个字母替换为字母表中的另一个字母。
在凯撒密码中，字母表按字母顺序排列，密钥表示字母表中字母的偏移量。
例如，若密钥为3，则明文中的字母A将被替换为字母D，字母B将被替换为字母E，以此类推。
凯撒密码的加解密算法简单易懂，但安全性较低，容易被破解。
栅栏密码是古典密码学中另一种常见的加密算法。
它利用了一种排列技术，即将明文按照一定规则排列成栅栏形式，然后从上至下读取加密后的密文。
在栅栏密码中，密钥表示栅栏的高度。
例如，若密钥为3，则明文"HELLO WORLD"首先按照栅栏高度3排列如下：H . . . O . . . L . . . .. E . L . . O . . W . R .. . L . . . . . D . . . .然后从上至下读取加密后的密文"HOEULRLDLOLDW"。
栅栏密码的特点是简单明了，但加密后的密文存在一定规律，易被破解。
多表密码是古典密码学中一种复杂的加密算法。
它通过使用多个不同的替代字母表对明文进行加密，增加了密码分析者破译密文的难度。
多表密码利用了一系列字母表在密码系统中的循环使用，使得同一个字母在不同情况下可能被替换为不同的字母。
例如，一个使用三个不同的字母表的多表密码，明文中的字母A可能被替换为字母B、C或D，具体替换规则依赖于明文中字母的位置和上下文环境。
多表密码的复杂性使得破译者难以识别加密规则和找出明文与密文之间的关系。
古典密码学虽然有一些不足之处，但在密码学历史中扮演了重要角色，为现代密码学的发展奠定了基础。
密码学知识点总结
密码学知识点总结密码学是研究如何保护信息安全的一门学科，它包括了密码学的基本概念、密码算法、密码协议和密码分析等知识点。
以下是密码学的一些知识点总结：1. 密码学的基本概念：- 明文和密文：明文是未经加密的原始信息，密文是经过密码算法加密后的信息。
- 加密和解密：加密是将明文转换为密文的过程，解密是将密文转换为明文的过程。
- 密钥：密钥是用于加密和解密的算法参数。
- 对称加密和非对称加密：对称加密使用相同的密钥加密和解密数据，非对称加密使用不同的密钥。
2. 对称密钥算法：- DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，使用56位密钥。
- AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，使用128、192或256位密钥。
- Rijndael算法：AES算法的前身，支持更多的密钥长度。
3. 非对称密钥算法：- RSA：Rivest, Shamir和Adleman发明的算法，广泛用于密钥交换和数字签名。
- Diffie-Hellman密钥交换：用于在不安全的通信渠道上安全地交换密钥。
- 椭圆曲线密码术（ECC）：基于椭圆曲线数学的一种非对称加密算法。
4. 哈希函数：- 哈希函数将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出，输出值称为哈希值或摘要。
- 常见的哈希函数有SHA-1、SHA-256、MD5等。
- 哈希函数具有唯一性、不可逆性和抗碰撞性等特性。
5. 数字签名：- 数字签名用于确保数据的完整性、认证发送者和抗抵赖性。
- 数字签名使用发送者的私钥生成，验证时使用发送者的公钥。
- 常用的数字签名算法有RSA和DSA。
6. 密码协议：- SSL/TLS协议：用于在网络上建立安全通信的协议。
- IPsec协议：用于保护IP数据包的协议。
- Kerberos认证协议：用于网络认证的协议。
7. 密码分析：- 密码分析旨在破解密码系统，通常通过暴力破解、频率分析和差分攻击等方法。
传统密码技术总结
传统密码技术总结1500字传统密码技术是指在计算机密码学发展早期使用的一些密码算法和技术，由于计算机技术和算法的不断发展，现如今的密码技术已经发展到了更加复杂和安全的阶段，但传统密码技术仍具有一定的研究和应用价值。
下面我将对传统密码技术进行总结。
1. 凯撒密码（Caesar Cipher）凯撒密码是一种最早的替换密码，它是通过将字母表中的每个字母按照一定的偏移量进行替换来加密明文。
例如，偏移量为3时，明文中的字母A会被替换为D，B会被替换为E，以此类推。
凯撒密码的加密解密过程非常简单，但是安全性较低，容易受到频率分析和暴力破解攻击。
2. 维吉尼亚密码（Vigenère Cipher）维吉尼亚密码是一种替换密码，它使用了一个表格，称为Vigenère方阵，其由26个不同偏移的凯撒方阵组成。
明文与密钥按照一定规则进行对应，并在Vigenère方阵中查找对应的密文。
维吉尼亚密码相对于凯撒密码来说具有更高的安全性，但仍然容易受到频率分析和暴力破解攻击。
3. 基于换位的密码（Transposition Cipher）基于换位的密码是一种通过改变明文中字母的位置来加密的密码算法。
常见的换位密码算法有栅栏密码（Rail Fence Cipher）和列移密码（Columnar Transposition Cipher）。
栅栏密码将明文的字母依次填入一个固定数量的栅栏中，然后从上到下、从左到右读取加密后的密文；列移密码将明文按照一定规则填入一个方格中，然后按列读取形成密文。
基于换位的密码相对于凯撒密码和维吉尼亚密码来说具有更高的安全性，但仍然容易受到暴力破解攻击。
4. 单表替代密码（Monoalphabetic Substitution Cipher）单表替代密码是一种将明文中的字母按照一定规则替换为其他字母的密码算法。
常见的单表替代密码有简单替代密码（Simple Substitution Cipher）和多表替代密码（Polyalphabetic Substitution Cipher）。
密码学加解密实训-隐写术(第2题)
密码学加解密实训-隐写术隐写术，又称隐写术或隐写术，是一门通过隐藏信息在其他非秘密信道中传递信息的技术。
在密码学领域，隐写术被广泛运用于信息安全和通信领域，以实现信息隐藏和传递的安全性和隐秘性。
隐写术可以通过在图片、音频、视频等多种载体媒介中隐藏信息来实现加密通信和文件传输，从而增强信息的安全性和保密性。
在进行密码学加解密实训中，隐写术是一项重要的技术内容，通过学习和掌握隐写术，可以更好地理解信息安全和加密通信的原理和方法。
隐写术可以与传统的加密算法结合，提高信息的安全性和隐蔽性，对于网络安全、数据传输和通信加密等方面都具有重要意义。
了解隐写术的基本原理是非常重要的。
隐写术利用了信息隐藏的技术手段，通过将秘密信息嵌入到其他媒介中，使得外部观察者无法感知到隐藏的信息存在。
这种技术可以通过修改媒介文件的像素值、音频频谱或视频帧来实现，而对于人类来说，这些修改是无法察觉的。
隐写术是一项高效且隐蔽性极强的信息隐藏技术。
隐写术的应用范围非常广泛。
在实际的网络安全和通信领域中，隐写术可以用于隐蔽传输机密信息、数字水印技术、版权保护、防伪识别和情报搜集等方面。
通过隐写术，可以在不影响原始媒介文件的质量和可读性的情况下，将秘密信息嵌入其中并进行传输，极大地增强了信息传输的安全性和隐秘性。
在实际的加解密实训中，隐写术的学习和应用可以提高学习者对密码学和信息安全的理解和掌握。
通过实际操作和编程练习，可以更好地理解隐写术的原理和实现方法，加深对密码学和信息隐藏技术的理解。
隐写术还可以与其他加密算法进行结合，提高信息的安全性和保密性，对于信息安全工程师和网络安全从业者来说，掌握隐写术是非常重要的技能之一。
总结来说，隐写术作为密码学和信息安全领域中的重要技术之一，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。
通过学习和掌握隐写术，可以更好地理解信息隐藏和加密通信的原理和方法，提高对密码学加解密实训的理解和掌握。
隐写术的应用范围非常广泛，可以在网络安全、通信加密和数据传输等方面发挥重要作用。
密码学技术
目录
1 密码学概述
4 散列函数
2
2 对称密码体制
5 数字签名
3 非对称密码体制
密码学概述
密码学概述
➢ 密码学（Cryptology）是安全工程与数学的交叉学科，是我们现在
很多安全协议的基础工具。狭义来说，它是研究信息系统安全保密
的科学，专门研究编制密码和破译密码，即对信息进行编码实现隐
仅加密算法本身可以公开，甚至加密用的密钥也可以公开。加密密钥和
解密密钥不一样，将解密密钥进行保密就可以保证安全加解密，这一思
想即著名的公钥密码体制。
1978年，由美国麻省理工学院（MIT）的Rivest、Shamir和Adleman提
出了RSA公钥密码体制，它是第一个成熟的、真正实用的公钥密码体制，
蔽信息和对加密信息进行破译实现解密信息的一门学科。密码学包
括两个分支：密码编码学（Cryptography）和密码分析学
（Cryptanalyst）。前者研究如何加密，后者则研究如何解密，两
者相互对立而又相互促进。
密码学概述
➢ 总的来说，密码学的发展大体经历了三个阶段。
➢ （1）古代密码时期——手工时期 源于人类社会的需求是技术发展
的重要动力，在记载中表明：许多古代的文明包括古埃及、中国、
希伯来、亚述都在实践中应用了密码系统。可以说，早期密码的产
生和应用主要是来自于人类的战争，在战争时期就面临着通信安全
保密的需求，例如我国古代的烽火就是一种传递军情的方法，中国
古代的兵符就是用来传达信息的密令。还有许多以诗文、绘画的方
式把信息隐藏起来的记录，从而达到信息安全的目的。
未经授权的人无法读取其中的信息。这里未经过任何伪装或隐藏技术处理的消
密码学发展史及关键技术
恺撒密码
公元前一世纪 恺撒用于军 事通讯 单字母代换密码 把字母表中的每个字母用 其后面第3个字母进行代换
明文字母表：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 密文字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
波兰人雷臼斯基的破译技术和（英国）图灵“炸 弹”破译机，极大地促进了恩格玛密码的破译进 程。
英军破译恩格玛密码，德国海军、陆军陆续遭受 重创，为二战战场形势的逆转立下汗马功劳。
历史悠久，时间跨越了二三千年，直至1949年。
广泛应用于军事、外交和情报领域。
密码编码与密码破译之间的斗争不断推动着密码 学的发展。
转子机（Rotor Machine）
恩格玛密码机工作原理与转子机类 似，但设计更为复杂。
1918年，德国人谢尔比斯发明恩格 玛原型机。二战期间，德军广泛应 用恩格玛密码机于军队秘密通信。
其密钥空间大小可达1020量级以上。
1931年，盟军得到恩格玛密码机的使用说明并试 图复制恩格玛密码机。
完整性（Integrity）：数据没有以未经授 权的方式加以改变的特性。
认证（Authentication）：向一个实体所 声明的身份提供担保。
不可否认（Non-repudiation ）：防止参 与通信的实体事后否认参与全部或部分通 信过程。
机密性 完整性 认证 不可否认性 …
密码学基础
密码学(Cryptology): 是研究信息系统安 全保密的科学。包括密码编码学和密码分 析学。
盾
矛
区块链中的密码学
区块链中的密码学区块链中的密码学扮演着关键的角色，用于确保数据的安全性、隐私性和完整性。
以下是区块链中常见的密码学技术：1.哈希函数：哈希函数是一种将任意大小的数据映射为固定大小的散列值的算法。
在区块链中，每个区块都包含前一个区块的哈希值，这样就形成了一个链接，确保了区块的顺序和完整性。
2.公钥密码学：公钥密码学使用一对密钥，包括公钥和私钥。
公钥用于加密信息，私钥用于解密。
在区块链中，地址就是公钥的哈希值，而用户则保留对应的私钥。
3.数字签名：数字签名是一种通过私钥生成的特殊标识，用于验证信息的真实性和完整性。
在区块链交易中，数字签名用于验证交易的发起者是否拥有对应的私钥，从而确保交易的合法性。
4.共识算法：共识算法是确保所有节点在网络上达成一致的方法。
密码学在共识算法中扮演了重要角色，例如，Proof of Work（工作量证明）和Proof of Stake（权益证明）等机制都依赖密码学来确保网络的安全性。
5.零知识证明：零知识证明是一种验证过程，其中一个实体可以证明它知道某个事实，而无需透露有关这个事实的详细信息。
在区块链中，零知识证明可以用于验证某方拥有某个私钥而无需实际透露私钥。
6.侧链和跨链技术：区块链中的密码学也被用于实现跨链和侧链技术，以促进不同区块链系统之间的互操作性。
7.多重签名：多重签名是指一个交易需要多个私钥的授权才能被确认。
这种技术在提高安全性的同时也降低了风险，常用于多方协作或需要额外确认的交易中。
密码学在区块链中的应用是确保去中心化、安全、透明和不可篡改的关键因素之一。
通过这些密码学技术，区块链可以提供更安全、隐私性更好的去中心化解决方案。
密码学中使用的技术
密码学中使用的技术
在密码学中使用的常见技术包括：
1. 对称加密：使用相同的密钥来加密和解密数据。
常见的对称加密算法有DES、3DES、AES等。
2. 公钥加密：使用一对密钥，即公钥和私钥，其中公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
常见的公钥加密算法有RSA、ECC等。
3. 散列函数：将任意长度的数据转换成固定长度的散列值。
常见的散列函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
主要用于数据完整性校验和密码存储。
4. 数字签名：使用私钥对数据进行签名，用公钥验证签名的合法性。
常见的数字签名算法有RSA、DSA等。
主要用于数据的身份验证和信息的完整性。
5. 密码哈希函数：将密码通过哈希函数进行处理，生成固定长度的密码摘要。
常见的密码哈希函数有bcrypt、Argon2、Scrypt等。
主要用于存储用户密码时的安全性。
6. 随机数生成器：生成随机数，用于密码生成、密钥生成等。
常见的随机数生成器有伪随机数生成器（PRNG）和真随机数生成器（TRNG）。
密码学导论
密码学应用的案例
那我给你讲个超酷的密码学应用案例——网上银行转账。
你想啊，当你要把自己辛辛苦苦挣的钱从一个账户转到另一个账户的时候，就像是在一个充满魔法和陷阱的世界里运送宝藏。
这时候密码学就像超级英雄一样闪亮登场啦。
银行系统会用加密算法把你的转账信息，比如转账金额、收款账号啥的都加密成一堆乱码。
这乱码就像外星人的语言一样，黑客就算截获了这些信息，看到的也只是些莫名其妙的字符，根本不知道是啥意思。
只有银行那边用对应的解密密钥，才能把这些乱码还原成正常的转账信息，就像拥有特殊翻译器一样，这样就能安全地完成转账啦。
还有就是咱们平常登录各种APP的时候，比如社交软件或者购物APP。
你输入密码登录，密码可不是就那么赤裸裸地在网络里跑来跑去的哦。
密码学就像给你的密码穿上了隐身衣，把它加密成一种神秘的形式传输到服务器。
服务器就像一个神秘城堡的守卫，它用密钥来检查这个加密后的密码是否正确。
如果正确，就放你这个“尊贵的用户”进去，要是不对，那就只能把你拒之门外啦。
再说说数字签名，这就像是你在网络世界的签名一样独特。
比如说，一家大公司要发布一个超级重要的公告文件，他们就会用数字签名技术。
这就好比公司的大老板用自己独特的印章盖在文件上，这个印章是通过密码学算法生成的。
别人收到这个文件的时候，可以用特定的方法验证这个“印章”是不是真的来自这家公司，要是有人想篡改文件内容，那这个“印章”就会立马失效，就像假的签名一眼就能被识破一样。
这就保证了文件的真实性和完整性，可神奇了呢。
传统密码技术总结_技术季度总结
传统密码技术总结_技术季度总结
密码技术是保护信息安全的重要手段，而传统密码技术是密码学的最早形式之一。
本文将总结几种常见的传统密码技术，包括凯撒密码、仿射密码、替代密码、置换密码、Hill密码和培根密码。
凯撒密码是最早的密码技术之一，其原理是通过将字母向后移动固定数量的位置来进行加密。
凯撒密码的加密和解密过程非常简单，只需要按照规则进行位移即可。
凯撒密码有一个显著的弱点，即字母表中的每个字母都对应一个唯一的位移值，容易被破解。
仿射密码是一种基于数学运算的密码技术，其通过将字母的值乘以一个密钥并加上另一个密钥，然后对结果取余数来进行加密。
仿射密码具有一定的安全性，但仍然存在破解的可能性。
为了增加安全性，可以使用多个仿射密码进行重复加密。
替代密码是一种基于字母替换的密码技术，其通过将明文中的每个字母替换为其他字母来进行加密。
替代密码有很多种形式，例如简单替代密码和多表替代密码。
由于字母替换规则是固定的，替代密码有很高的破解可能性。
Hill密码是一种基于矩阵运算的密码技术，其通过将明文分割为块并将每个块与一个密钥矩阵相乘来进行加密。
Hill密码具有较高的安全性，因为破解者需要知道矩阵的逆运算才能解密。
矩阵大小的增加会增加解密的难度。
传统密码技术在信息安全领域发挥着重要作用。
传统密码技术的安全性相对较弱，容易被破解。
随着技术的进步，传统密码技术逐渐被更加安全可靠的现代密码技术所取代。
在实际应用中，应根据具体需求选择合适的密码技术来保护信息安全。
破译密码常用的技术
破译密码常用的技术
破译密码是一个涉及众多技术的过程，主要包括以下几种常用技术：
1. 暴力破解：使用大量的密码组合进行尝试，直到找到正确的密码。
这种方法通常需要大量计算资源和时间。
2. 字典攻击：根据已经知道的弱密码列表，尝试生成与列表中的密码相似的新密码。
这种方法适用于已知弱密码列表的场景。
3. 彩虹表攻击：将哈希值预先计算好，用于加速密码破解。
这种方法适用于哈希值已知的场景。
4. 回溯攻击：通过对密码的哈希值进行分析，尝试找到与已知明文密码哈希值匹配的另一个密码。
这种方法适用于哈希函数可逆的场景。
5. 社会工程学：通过社交技巧获取目标的密码。
这种方法需要掌握一定的心理学知识和社交技巧。
6. 密码生成器：生成强密码的工具，可以提高密码破解的难度。
7. 同态加密：在加密状态下处理数据，无需解密就能进行计算。
这种方法有助于保护数据的安全性。
8. 量子密码学：利用量子力学原理实现安全的信息传输。
这是一种新兴的密码学技术，具有较高的安全性。
需要注意的是，密码破解技术不断发展，新的密码破解技术可能会取代旧的技术。
因此，在保护密码安全时，应使用多种技术手段，并定期更新密码。
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密钥为3，数学表达式为：f(x)=(x+3)mod26 其中a为0,z为25.
代替密码体制(Caesar)
代替密码一般定义：设 P为明文空间，C 为密码空间，K为密钥空间, P = C = K = Z26.
xP, yC, KK, 加密：
printf("\n");
}
仿射密码算法
设P = C = Z26,要求唯一解的充要条件是gcd(a, 26) = 1 ，该算法描述为：
K = {(a, b) Z26 Z26 | gcd(a, 26) = 1}. xP, yC, K K, 加密
解密
eK(x) = ax + b (mod 26)
dK(y) = a-1(y – b) (mod 26).
char a[57]="whgxighqosgofqcrsrcbchtcfushhvohhvsysmwgrcrcobrrcwhouowb";
for(int j=1;j<26;j++) {
for(int i=0;i<57;i++) printf("%c",(a[i]-97+26-j)%26+97);
• 置换密码(permutation cipher)，又称换位密码（
transposition cipher)：明文的字母保持相同， 但顺序被打乱了
2021/1/24
3
Scytale
400 BC
SPARTA
Permutation of characters
代换密码
AM HERE ABE SLANEY
单表代换密码 （ Monoalphabetic Cipher ）
代换表是26个字母的任意置换 例加：密函数:
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v wx y z
D K V Q F I B J WP E S C X H T MY A U O L R G Z N
解密函数:
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z
s g ma k e x o f h b v q z u j d wl p t c i n r y 明文: if we wish to replace letters 密文: WI RF RWAJ UH YFTSDVF SFUUFYA
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
解题思路: c=k*m+b mod 26 ,其中(k,b组成密钥），根据密文 和明文对，可以得到以下方程：n-w ，e-b
应用密码学
第二章：古典密码学
一、密码学的典型技术（换位和代替） 二、换位密码实例 三、代替密码实例 四、古典密码维密文攻击
2021/1/24
2
古典密码学基本运算
•代替密码（substitution cipher)：就是明文中的每 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。
K*13+b (mod 26) ≡ 22 K*4+b ( mod 26) ≡ 1 解方程组：9*k ≡ 21 (mod 26) （一元一次同余方程） 先求解 gcd(9,26)=1 9*x ≡ 1 mod 26 x=3， 因此可以得到 9*3 ≡ 1 mod 26 ，现在需要 9*3 *21≡ 1 *21mod 26 k ≡ 3*21 mod 26 K=11, 44+b ≡ 1 (mod 26）求解 b=9
解密：7-1=15=-11 mod 26 (0- 3) × 15 mod 26 = 7 (23- 3) × 15 mod 26 =14 (6- 3) × 15 mod 26 =19
明文为(7,14,19)=(h, o,t)
1使用仿射密码算法进行加密时，若密文为：wbgboxtgbvs，对应的明文为 ：nevergiveup，找出加密时所用的密钥。（字母a 对应数字 0） 给每个字母赋一个数
仿射密码安全性分析
对于仿射密码，c=e(p)= k p+b (mod 26)，因为k要和26 互质，并且还要去掉1，密钥空间只有11个，不能 经得起穷举分析。
例2-3：假设从仿射密码获得的密文为： FMXVEDKAPHFERBNDKRXRSREFMORUDSDKDV
SHVUFEDKAPRKDLYEVLRHHRH 仅有57个密文 字母，但足够分析仿射密码。 具体说一下
福尔摩斯探案集——《跳舞的人》
5
代换密码
密码疑案（央视 探索与发现 雅德利 ） /people/mimayian/classpage/video/2010
0115/100121.shtml
本章节中被加密明文假设全部为英文字母进行加密和解密， 在算法描述中，常用数字表示每个英文字母
解密
eK(x) = x + K (mod 26)
dK(y) = y - K (mod 26).
分析Caesar Cipher
仅有26种可能替换 A 映射到 A,B,..Z
可以循环试验 使用 brute force search （暴力破解） 仅仅需要能认识明文即可 例如. 解密 ciphertext “OL PZ H IVF"
q=26时，可能的密钥是26*11个
仿射密码算法实例
例：令密钥k=(7,3), 且gcd(7,26)=1. 明文hot=(7,14,19)
加密： (7 × 7 + 3) mod 26 = 0 (7 × 14 + 3) mod 26 =23 (7 × 19 + 3) mod 26 =6
密文为(0,23,6)=(a,x,g)
abcdef ghi j kl m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 n o p q r s t u v wx y Z 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
凯撒密码
凯撒密码表
abcdef ghi j kl m D E F G H I JБайду номын сангаасK L MN O P n o p q r s t u v wx y z Q R S T U V WX Y Z A B C