密码学基础课件ppt课件
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o 研究密码变化的客观规律，编制密码以保守通信秘密 o DES，AES，RSA，
• 密码分析学（Cryptanalysis）breaking “secret codes”
o 破译密码以获取通信情报 o 斯诺登，CIA，
2019/6/13
密码系统
明文
X
加密
解密
E 加密算法
密文
Y = EPK(X)
2019/6/13
现代密码
2. 从20世纪起到如今。
这个阶段的特点是：大多数加密、解密、 破译的处理方法和手段基本上都采用了先进的计算技术， 加密方案的研究和设计更加科学化、理论化，保密性有 了很大的提高。
2019/6/13
德国的Enigma密码机
Claude Shannon
• The founder of Information Theory
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
• 采用统计学的方法
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
PBFPVYFBQXZTYFPBFEQJHDXXQVAPTPQJKTOYQWIPBVWLXTOXBTFXQWAXBVCXQWAXFQJVWLEQNTOZQGG QLFXQWAKVWLXQWAEBIPBFXFQVXGTVJVWLBTPQWAEBFPBFHCVLXBQUFEVWLXGDPEQVPQGVPPBFTIXPFH XZHVFAGFOTHFEFBQUFTDHZBQPOTHXTYFTODXQHFTDPTOGHFQPBQWAQJJTODXQHFOQPWTBDHHIXQVAPB FZQHCFWPFHPBFIPBQWKFABVYYDZBOTHPBQPQJTQOTOGHFQAPBFEQJHDXXQVAVXEBQPEFZBVFOJIWFFA CFCCFHQWAUVWFLQHGFXVAFXQHFUFHILTTAVWAFFAWTEVOITDHFHFQAITIXPFHXAFQHEFZQWGFLVWPTO FFA
• 如何破解？ • Try Them All • DES(Data Encryption Standard)，有效密钥长度为
56bit
2019/6/13
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
• 任意置换
• 26! > 288 > 1026 • Try Them All？ • 1千万亿次/秒=1015 • 1026 1015 =1011秒 ≈ 3000年
• 1949 paper:
o Communication Theory of Secrecy Systems
• Fundamental concepts
o Confusion（扰乱） — obscure relationship between plaintext and ciphertext
o Diffusion（扩散）— spread plaintext statistics through the ciphertext
网络安全技术
密码学基础
互联网上没人知道这是一条狗
机密性 认证性 完整性
数字签名
加解密算法
数据 加密
网络
信息
身份
安全
鉴别
安全 通信
安全协议
密码学是基础
主要内容
• 密码学基础
o 初识密码学 o 古典密码学 o 现代密码学 o 密码学基本概念
• 密码分析学
掌握要点
了解密码学的基本概念 掌握简单替换密码算法
2019/6/13
密码学基本概念
• 密码学（Cryptology）The art and science of making and breaking “secret codes”
o 是研究编制密码和破译密码的技术科学。
• 密码编码学（ Cryptography ）making “secret codes”
语，不泄中外相知之术。敌虽圣智，莫之能识。”
信
息 隐 藏
武王问太公曰：“… … 符不能明；相去辽远，言语不通。为之 奈何？”
太公曰：“诸有阴事大虑，当用书，不用符。主以书遗将，将以
书问主。书皆一合而再离，三发而一知。再离者，分书为三部。
三发而一知者，言三人，人操一分，相参而不相知情也。此谓阴
书。敌虽圣智，莫之能识。”
凯撒(Caesar)密码
简单替换密码（单表代换密码）
明文/密文字母表
ABCD E F GH I J K LMNOPQR S T U VWX Y Z
D E F GH I J K LMNOPQR S T U VWX Y Z ABC
明文：my students 密文：PBVWGHQWV
2019/6/13
古典密码
ຫໍສະໝຸດ Baidu• 密码学的发展大致可以分为两个主要阶段：
1. 从它的出现开始，到19世纪末为止。
这个阶段的密码技术，无论是加密方法和实现手段 都比较原始，主要采用人工处理和简单机械处理的方法来加密或 解密信息，安全保密的强度无从估计。存在着保密性不高、抗破 译的能力低、使用范围狭窄、科学性不强等问题。
Caesar密码
思想 掌握简单替换密码算法
分析方法 掌握密码算法设计的基
本原理和原则
◦ 香农密码设计原理 ◦ 切克霍夫原则
初识密码学——古代军事应用
中国周朝兵书《六韬．龙韬》中的《阴符》和《阴书》记载了 周武王问姜子牙关于征战时与主将通讯的方式：
太公曰：“主与将，有阴符，凡八等。有大胜克敌之符，长一尺。
破军擒将之符，长九寸。 八符者，主将秘闻，所以阴通言
D 解密算法
加密密钥 解密密钥
PK
SK
明文
X = DSK(EPK(X))
密钥 产生源
Kerckhoff原则：系统的保密性不依赖于加密体制或算法 的保密，而依赖于密钥的保密
2019/6/13
密码分析I——简单替换密码
• 密钥可以是 n {0,1,2,…,25} 密钥空间 • 比如：n = 7
Plaintext 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 Ciphertext H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
0.14
码
0.12
0.10
明文样本
0.08
统计分布
0.06
0.04
0.02
• 密码分析学（Cryptanalysis）breaking “secret codes”
o 破译密码以获取通信情报 o 斯诺登，CIA，
2019/6/13
密码系统
明文
X
加密
解密
E 加密算法
密文
Y = EPK(X)
2019/6/13
现代密码
2. 从20世纪起到如今。
这个阶段的特点是：大多数加密、解密、 破译的处理方法和手段基本上都采用了先进的计算技术， 加密方案的研究和设计更加科学化、理论化，保密性有 了很大的提高。
2019/6/13
德国的Enigma密码机
Claude Shannon
• The founder of Information Theory
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
• 采用统计学的方法
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
PBFPVYFBQXZTYFPBFEQJHDXXQVAPTPQJKTOYQWIPBVWLXTOXBTFXQWAXBVCXQWAXFQJVWLEQNTOZQGG QLFXQWAKVWLXQWAEBIPBFXFQVXGTVJVWLBTPQWAEBFPBFHCVLXBQUFEVWLXGDPEQVPQGVPPBFTIXPFH XZHVFAGFOTHFEFBQUFTDHZBQPOTHXTYFTODXQHFTDPTOGHFQPBQWAQJJTODXQHFOQPWTBDHHIXQVAPB FZQHCFWPFHPBFIPBQWKFABVYYDZBOTHPBQPQJTQOTOGHFQAPBFEQJHDXXQVAVXEBQPEFZBVFOJIWFFA CFCCFHQWAUVWFLQHGFXVAFXQHFUFHILTTAVWAFFAWTEVOITDHFHFQAITIXPFHXAFQHEFZQWGFLVWPTO FFA
• 如何破解？ • Try Them All • DES(Data Encryption Standard)，有效密钥长度为
56bit
2019/6/13
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
码
• 任意置换
• 26! > 288 > 1026 • Try Them All？ • 1千万亿次/秒=1015 • 1026 1015 =1011秒 ≈ 3000年
• 1949 paper:
o Communication Theory of Secrecy Systems
• Fundamental concepts
o Confusion（扰乱） — obscure relationship between plaintext and ciphertext
o Diffusion（扩散）— spread plaintext statistics through the ciphertext
网络安全技术
密码学基础
互联网上没人知道这是一条狗
机密性 认证性 完整性
数字签名
加解密算法
数据 加密
网络
信息
身份
安全
鉴别
安全 通信
安全协议
密码学是基础
主要内容
• 密码学基础
o 初识密码学 o 古典密码学 o 现代密码学 o 密码学基本概念
• 密码分析学
掌握要点
了解密码学的基本概念 掌握简单替换密码算法
2019/6/13
密码学基本概念
• 密码学（Cryptology）The art and science of making and breaking “secret codes”
o 是研究编制密码和破译密码的技术科学。
• 密码编码学（ Cryptography ）making “secret codes”
语，不泄中外相知之术。敌虽圣智，莫之能识。”
信
息 隐 藏
武王问太公曰：“… … 符不能明；相去辽远，言语不通。为之 奈何？”
太公曰：“诸有阴事大虑，当用书，不用符。主以书遗将，将以
书问主。书皆一合而再离，三发而一知。再离者，分书为三部。
三发而一知者，言三人，人操一分，相参而不相知情也。此谓阴
书。敌虽圣智，莫之能识。”
凯撒(Caesar)密码
简单替换密码（单表代换密码）
明文/密文字母表
ABCD E F GH I J K LMNOPQR S T U VWX Y Z
D E F GH I J K LMNOPQR S T U VWX Y Z ABC
明文：my students 密文：PBVWGHQWV
2019/6/13
古典密码
ຫໍສະໝຸດ Baidu• 密码学的发展大致可以分为两个主要阶段：
1. 从它的出现开始，到19世纪末为止。
这个阶段的密码技术，无论是加密方法和实现手段 都比较原始，主要采用人工处理和简单机械处理的方法来加密或 解密信息，安全保密的强度无从估计。存在着保密性不高、抗破 译的能力低、使用范围狭窄、科学性不强等问题。
Caesar密码
思想 掌握简单替换密码算法
分析方法 掌握密码算法设计的基
本原理和原则
◦ 香农密码设计原理 ◦ 切克霍夫原则
初识密码学——古代军事应用
中国周朝兵书《六韬．龙韬》中的《阴符》和《阴书》记载了 周武王问姜子牙关于征战时与主将通讯的方式：
太公曰：“主与将，有阴符，凡八等。有大胜克敌之符，长一尺。
破军擒将之符，长九寸。 八符者，主将秘闻，所以阴通言
D 解密算法
加密密钥 解密密钥
PK
SK
明文
X = DSK(EPK(X))
密钥 产生源
Kerckhoff原则：系统的保密性不依赖于加密体制或算法 的保密，而依赖于密钥的保密
2019/6/13
密码分析I——简单替换密码
• 密钥可以是 n {0,1,2,…,25} 密钥空间 • 比如：n = 7
Plaintext 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 Ciphertext H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
2019/6/13
密码分析II——简单替换密
0.14
码
0.12
0.10
明文样本
0.08
统计分布
0.06
0.04
0.02