密码学简介解读
密码学——第1章密码学概述
第 1 章密码学概述1.1 信息安全Alvin Toffler 在《第三次浪潮》中预言：计算机网络的建立和普及将彻底改变人类生存和生活模式。
信息化以它有别于传统方式的信息获取、存储、处理、传输和使用，给现代社会的正常发展带来了一系列的前所未有的风险和威胁。
传统的一切准则在电子信息环境中如何体现与维护，到现在并没有根本解决，一切都在完善中。
今天，人们一方面享受着信息技术带来的巨大变革，同时也承受着信息被篡改、泄露、伪造的威胁，以及计算机病毒及黑客入侵等安全问题。
信息安全的风险制约着信息的有效使用，并对经济、国防乃至国家的安全构成威胁。
一方面：没有信息安全，就没有完全意义上的国家安全。
另一方面：信息安全还涉及个人权益、企业生存和金融风险防范等。
密码技术和管理是信息安全技术的核心，是实现保密性、完整性、不可否认性的关键。
“ 9.11 事件”后，各国政府纷纷站在国家安全的角度把信息安全列入国家战略。
重视对网络信息和内容传播的监控，更加严格的加固网络安全防线，把信息安全威胁降到最低限度。
2000 年我国开始着力建立自主的公钥基础设施，并陆续启动了信息系统安全等级保护和网络身份认证管理服务体系。
因此，密码学的基本概念和技术已经成为信息科学工作者知识结构中不可或缺的组成部分。
1.2 密码学引论1. 密码学的发展概况密码学是一门既古老又年轻的学科。
自有了战争，就有了加密通信。
交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方的情报而研究各种信息加密技术和密码分析技术。
古代行帮暗语和一些文字游戏等，实际上就是对信息的加密。
这种加密方法通过原始的约定，把需要表达的信息限定在一定的范围内流通。
古典密码主要应用于政治、军事及外交等领域。
电报发明以后，商业方面对密码学的兴趣主要集中在密码本的编制上。
20 世纪初，集中在与机械和电动机械加密的设计和制造上。
进入信息时代，大量敏感信息要通过公共通信设施或计算机网络进行交换，密码学的应用已经不仅仅局限在政治、军事、外交等领域，其商业和社会价值日益显著，并与人们的日常生活紧密相关。
关于密码学的发展和一些常见的加密算法
关于密码学的发展和一些常见的加密算法1．悠久迷人的密码史话——密码学和密码前言：密码学（Cryptology，来源于希腊语kryptos和graphein，即隐藏和书写的意思）这门科学，或者说这门艺术，通常被分为两个部分，密码学（Cryptography）的任务是构建更为隐秘而且有效的密码，或者说加密方式；而与之相对应，密码分析学（Crypanalysis）则是研究已有的加密法的弱点，在没有密钥的情况下将密文还原成为明文。
这两种科学相互依靠而不能分割，密码学家（Cryptologist）需要研习密码学来掌握加密方式，以便更好地解密；同样需要了解密码分析学，以判定自己密码的安全性高低。
有一句话说的很好：“密码是两个天才的较量，败者将耗尽智慧而死。
”密码学产生的根本原因在于人们想要传递一些只有我们允许的接受者才能接受并理解的信息。
被隐藏的真实信息称为明文（Plaintext），明文通过加密法（Cipher）变为密文（Ciphertext），这个过程被称为加密（Encryption），通过一个密钥（Key）控制。
密文在阅读时需要解密（Decryption），同样需要密钥，这个过程由密码员（Cryptographer）完成。
但是密码的传递并非绝对安全，可能有未得到允许的人员得到密文，并且凭借他们的耐心和智慧（我们通常假定他们有足够的时间和智慧），在没有密钥的情况下得到明文，这种方法称为破解（Break）。
通常使用的加密方法有编码法（Code）和加密法（Cipher），编码法是指用字，短语和数字来替代明文，生成的密文称为码文（Codetext），编码法不需要密钥或是算法，但是需要一个编码簿（Codebook），编码簿内是所有明文与密文的对照表；而加密法则是使用算法和密钥。
另外一种较常用的方法是夹带加密法（Steganography），顾名思义，它是将密文以隐藏的方式传递的，比如图画或是其它消息中，或是使用隐形墨水，在计算机能够进行图象和其它信息的处理之后，这种方法更是有了极大的发展空间。
密码学概述
密码学概述
密码学是一门研究保护信息安全的学科。
它涉及设计和使用密码算法，以确保敏感数据在传输和存储过程中得到保护。
密码学的目标是保密性、完整性、身份验证和不可抵赖性。
密码学分为两个主要领域：对称密码和公钥密码。
对称密码使用相同的密钥进行加密和解密，其主要方法有替换和置换。
常见的对称密码算法包括DES、AES和RC4。
公钥密码也称为非对称密码，使用一对密钥：公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
公钥密码算法具有更高的安全性和密钥管理的便利性。
常见的公钥密码算法包括RSA和椭圆曲线密码算法（ECC）。
除了对称密码和公钥密码，密码学还涉及其他重要概念，如哈希函数、数字签名和数字证书。
哈希函数将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值，用于验证数据的完整性。
数字签名使用私钥生成数字签名，用于验证数据的身份和不可抵赖性。
数字证书由可信的第三方机构颁发，用于验证公钥的真实性和所有者身份。
密码学在现代通信和计算机系统中扮演着至关重要的角色，确保数据的安全传输和存储。
随着技术的不断发展，密码学也在不断进步，以应对不断出现的安全威胁和攻击。
什么是密码学？
什么是密码学？密码学是一门研究密码学理论与密码技术的学科，是信息安全领域不可或缺的一部分。
它涉及的范围广泛，包括数据加密、数字签名、身份认证等。
随着信息安全技术的逐步发展，密码学也愈加重要和广泛应用。
1. 密码学的起源密码学的历史可追溯到古代。
最早有关密码学的文献记载可追溯至公元前400年左右。
在历史上，密码学曾发挥过重要作用，如在二战中的阿兰·图灵破解纳粹德国的恩格玛密码机等事件中。
2. 密码学的分类（1）对称密钥密码学：在加密和解密过程中使用相同的密钥。
通常使用的加密算法有DES、AES等。
（2）非对称密钥密码学：在加密和解密过程中使用不同的密钥。
常用的算法有RSA、DSA等。
（3）哈希函数密码学：“哈希”把任意长度的输入（又叫做预映射，pre-image）“压缩”到某一固定长度的输出上（称为哈希值），且输入的数据量越大，输出值的信息量越小，也就是说不同的输入可能相同的输出。
常用的哈希函数有MD5、SHA-1等。
3. 密码学的应用（1）数据加密：数据加/解密可防止机密数据泄露，确保数据传输的完整性。
（2）数字签名：数字签名可以验证文档在传递过程中是否被篡改，确认文档的完整性，具有很高的安全性。
（3）身份认证：基于密码学的身份认证技术可以确保只有被授权的用户能够访问特定系统或应用程序，确保系统和数据的安全性和完整性。
4. 密码学的未来随着信息安全和隐私保护的日益重要，密码学的发展也愈加迅速。
未来，密码学将会在云计算、大数据、物联网等领域更加广泛地应用，需要不断创新和进一步研究加强相应领域的安全保护。
总结：密码学涉及领域广泛，适用于数据加密、数字签名、身份认证等场景。
在信息安全领域中起到至关重要的作用，对云计算、大数据、物联网等领域的发展起到积极促进作用。
密码学的研究内容
密码学的研究内容一、引言密码学是一门研究如何将信息以一种不能被未经授权者理解的方式进行编码、传输和存储的科学。
它是信息安全领域中至关重要的组成部分，涉及多个方面的研究内容。
本文将详细介绍密码学的主要研究内容，包括密码编码学、密码分析学、协议密码学、密钥管理学、身份认证与数字签名以及隐私保护等方面。
二、密码编码学密码编码学是密码学的一个分支，主要研究如何将信息进行加密，以保证其机密性和安全性。
通过对明文进行一系列的算法处理，生成无法理解的密文，只有在拥有解密密钥的情况下才能恢复原始信息。
密码编码学还包括对加密算法的优化和改进，以适应不同的应用场景和安全需求。
三、密码分析学密码分析学是密码学的另一个分支，主要研究如何对加密的信息进行破解和窃取。
密码分析学涉及对加密算法的深入理解和分析，通过分析密文和可能的密钥，尝试恢复出原始信息。
密码分析学对于评估加密算法的安全性、发现其潜在的弱点以及促进加密算法的改进和发展具有重要意义。
四、协议密码学协议密码学主要研究如何设计和分析安全协议，以确保协议参与方之间的安全通信和数据交换。
安全协议涉及多个步骤和操作，包括密钥交换、身份认证、数据完整性保护等。
协议密码学关注如何通过密码技术来保证协议的安全性，以及如何发现和纠正协议中的安全漏洞。
五、密钥管理学密钥管理学是密码学中关于密钥生成、存储、分发和使用的研究领域。
在加密通信中，只有拥有正确的密钥才能解密密文并获取明文信息。
因此，密钥管理对于保证通信安全至关重要。
密钥管理学涉及如何安全地生成和管理密钥，以及如何确保密钥在分发和使用过程中的安全性和可靠性。
六、身份认证与数字签名身份认证与数字签名是密码学在实践中广泛应用的技术。
身份认证技术用于验证通信参与方的身份，防止假冒攻击；数字签名技术用于验证信息的完整性和来源，防止信息被篡改或伪造。
这些技术对于保障电子交易、电子政务和电子商务等领域的安全性具有重要意义。
七、隐私保护隐私保护是密码学的一个重要研究方向。
密码学是什么
密码学是什么1、什么是密码学密码学（Cryptography）是一门研究保护信息安全的学科，旨在发明和推广应用用来保护信息不被未经授权的实体获取的一系列技术。
它的研究规定了认证方式，加密算法，数字签名等技术，使得信息在网络上传输的安全性得到有效保障。
2、密码学发展历史从古代祭祀文本，到中世纪以前采用信封保护信息，再到如今运用根据科学原理设计的隐藏手段来免受攻击，形成了自己独特的新时代——密码学从古至今飞速发展。
在古代，人们提出基于门限理论的“将信息隐藏在古文献中”的想法，致使密码学技术的研究进入一个全新的研究水平。
噬血无声的18世纪，密码学技术得到了按比例加密法、变换锁以及一些其他加密技术的发明，使得发送者可以保护其传输的信息安全性。
20世纪，随着计算机科学、数学和通信学的迅猛发展，对于密码学的研究不断深入，密码破译也得到了彻底的结束。
3、密码学的应用密码学技术的应用正在不断的扩大，已经影响到计算机安全，电子商务，社交媒体，安全性协议。
其中，在计算机安全领域，应用的最广的就是网络安全了，例如使用数字签名，校验数据完整性及可靠性；实现密码认证，提高网络安全性；确保交易安全，实现交易无痕迹。
此外，在其他领域，还应用于支付货币，移动通信，数字信息传输，数字家庭，多媒体看门狗等。
4、密码学体系建设根据国家科学研究规划，国家建立自己的密码体系，推动密码学发展，建立一套完整的标准化体系，促进社会的网络安全发展，促进新的网络体系的快速发展，并且提出国家大力研究密码学，在国际技术水平上更具有单调作用和竞争优势。
5、总结综上所述，我们可以看到，密码学是一门相对年轻的学科，但是它在近十数年中有着突飞猛进的发展，并且把它妥善运用到了当今信息时代。
密码学研究实际上在不断推动并加强现代通信网络的安全性，使得更多的人群乐于在网上购买等等，为人们的网络安全提供了有效的保障。
只要把它的研究应用得当，密码学必将为更多的人带来更多的安全保障。
密码学基础知识
密码学基础知识密码学是一门研究数据的保密性、完整性以及可用性的学科，广泛应用于计算机安全领域、网络通信以及电子商务等方面。
密码学的基础知识是研究密码保密性和密码学算法设计的核心。
1. 对称加密和非对称加密在密码学中，最基本的加密方式分为两类：对称加密和非对称加密。
对称加密通常使用一个密钥来加密和解密数据，同时密钥必须保密传输。
非对称加密则使用一对密钥，分别为公钥和私钥，公钥可以公开发布，任何人都可以用它来加密数据，但只有私钥持有人才能使用私钥解密数据。
2. 散列函数散列函数是密码学中常用的一种算法，它将任意长度的消息压缩成一个固定长度的摘要，称为消息摘要。
摘要的长度通常为128位或更长，主要用于数字签名、证书验证以及数据完整性验证等。
常见的散列函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
3. 数字签名数字签名是一种使用非对称加密技术实现的重要保密机制，它是将发送方的消息进行加密以保证消息的完整性和真实性。
发送方使用自己的私钥对消息进行签名，然后将消息和签名一起发送给接收方。
接收方使用发送方的公钥来验证签名，如果消息被篡改或者签名无法验证，接收方将拒绝接收消息。
4. 公钥基础设施（PKI）PKI是一种包括数字证书、证书管理和证书验证的基础设施，用于管理数字证书和数字签名。
数字证书是将公钥与其拥有者的身份信息结合在一起的数字文件，它是PKI系统中最重要的组成部分之一。
数字证书通过数字签名来验证其真实性和完整性，在通信和数据传输中起着至关重要的作用。
总之，密码学是计算机科学中重要的领域之一，其应用广泛，影响深远。
掌握密码学基础知识非常有必要，对于安全性要求较高的企业和组织来说，更是至关重要。
网络安全基础知识密码学与加密技术
网络安全基础知识密码学与加密技术随着互联网的迅猛发展，网络安全问题日益突出。
为了保护个人和组织的信息安全，密码学与加密技术成为网络安全的重要组成部分。
本文将介绍密码学的基本概念，以及常见的加密技术和应用。
一、密码学基础知识密码学是研究信息保密和验证的科学，主要包括加密和解密两个过程。
加密是将明文转化为密文的过程，而解密则是将密文恢复为明文的过程。
密码学基于一系列数学算法和密钥的使用来保证信息的保密性和完整性。
以下是密码学中常见的一些基本概念：1.1 明文与密文明文是指原始的未经加密的信息，而密文则是通过加密算法处理后的信息。
密文具有随机性和不可读性，只有持有正确密钥的人才能解密得到明文。
1.2 密钥密钥是密码学中非常重要的概念，它是加密和解密过程中使用的参数。
密钥可以分为对称密钥和非对称密钥两种类型。
对称密钥加密算法使用相同的密钥进行加解密，而非对称密钥加密算法使用公钥和私钥进行加解密。
1.3 算法密码学中的算法是加密和解密过程中的数学公式和运算规则。
常见的密码学算法包括DES、AES、RSA等。
这些算法在保证信息安全的同时，也需要考虑运算速度和资源消耗等因素。
二、常见的加密技术2.1 对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的算法，也被称为共享密钥加密。
这种算法的特点是运算速度快，但密钥传输和管理较为困难。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
2.2 非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法，也被称为公钥加密。
这种算法的优点是密钥的传输和管理相对简单，但加解密过程相对较慢。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
2.3 哈希算法哈希算法是一种将任意长度数据转换为固定长度摘要的算法。
它主要用于验证数据的完整性和一致性。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。
三、密码学与加密技术的应用3.1 数据加密密码学与加密技术广泛应用于数据加密领域。
通过对敏感数据进行加密，可以防止未经授权的访问和篡改。
密码学总结
密码学总结密码学是一门研究数据保护和信息安全的学科，它使用数学和计算机科学的方法来设计和破解密码系统。
随着信息技术的迅猛发展，密码学在现代社会中变得尤为重要。
在本文中，我将对密码学的基本原理、常见算法以及密码学的应用进行总结。
一、密码学的基本原理1. 对称加密算法对称加密算法是一种加密和解密使用相同密钥的加密方法。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
这些算法使用相同的密钥来对数据进行加密和解密，速度较快，但密钥的管理比较困难。
2. 公钥加密算法公钥加密算法是一种使用两个互相关联的密钥进行加密和解密的方法。
公钥可以公开给任何人，而私钥则只有密钥的持有者能够使用。
常见的公钥加密算法有RSA、ECC等。
公钥加密算法能够实现安全的密钥交换和数字签名，但加密和解密的速度较慢。
3. 哈希函数哈希函数是一种将任意长度的输入数据映射为固定长度输出的函数。
它具有单向性和抗碰撞性的特点，即很难从哈希值推导出原始数据，且不同的输入很难产生相同的哈希值。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1和SHA-256等。
二、常见的密码学算法1. DES算法DES算法是一种对称加密算法，使用56位密钥对64位的数据块进行加密。
由于DES算法使用较短的密钥长度，使其易受到暴力破解的攻击。
因此，现在更常用的是3DES算法，它对数据块进行三次加密。
2. AES算法AES算法是一种对称加密算法，由美国国家标准与技术研究所（NIST）于2001年发布。
AES算法使用128位、192位或256位的密钥对数据进行加密。
它的加密效率和安全性较高，被广泛应用于各个领域。
3. RSA算法RSA算法是一种公钥加密算法，由Rivest、Shamir和Adleman三位科学家于1977年提出。
RSA算法使用一个公钥和一个私钥进行加密和解密。
它的安全性基于大整数分解的困难性，被广泛用于数字签名、密钥交换等场景。
三、密码学的应用1. 数据加密密码学广泛应用于数据加密领域，保护敏感数据的安全性。
密码学基本概念
密码学基本概念
密码学是一门研究保护信息安全的学科，其基本目标是保证信息在传输过程中不被非法获取和篡改。
在密码学中，有一些基本概念需要了解。
1. 密码学基础
密码学基础包括加密、解密、密钥、明文和密文等概念。
加密是将明文转换为密文的过程，解密则是将密文还原为明文的过程。
密钥是用于加密和解密的秘密码，明文是未经过加密的原始信息，密文则是加密后的信息。
2. 对称加密算法
对称加密算法指的是加密和解密时使用同一个密钥的算法，如DES、AES等。
在对称加密算法中，密钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
3. 非对称加密算法
非对称加密算法指的是加密和解密时使用不同密钥的算法，如RSA、DSA等。
在非对称加密算法中，公钥用于加密，私钥用于解密。
公钥可以公开，私钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
4. 数字签名
数字签名是用于保证信息的完整性和真实性的技术。
数字签名使用非对称加密算法，签名者使用私钥对信息进行加密，接收者使用公钥进行验证。
如果验证通过，则说明信息未被篡改过。
5. Hash函数
Hash函数是一种将任意长度的消息压缩成固定长度摘要的函数，常用于数字签名和消息验证。
Hash函数具有不可逆性，即无法通过消息摘要还原出原始数据。
以上就是密码学的基本概念，掌握这些概念对于理解密码学的原理和应用非常重要。
密码学知识点整理
密码学（cryptology）是研究密码编制、密码破译和密钥管理的一门综合性应用科学。
一个密码体制由五部分组成：明文空间（M）；密文空间（C）；密钥空间（K）；加密变换:E; 脱密变换D。
密码学的三个分支:密码编码学，密码分析学，密钥管理学对密码体制的基本要求:(1) 即使达不到理论上是不可破的，也应当是实际上不可破的。
（2）保密性不依赖于对加密体制或算法的保密,而依赖于密钥。
(Kerckhoff 假设)（3）加密算法和脱密算法适用于密钥空间中的所有元素。
弱密钥除外!（4）易于实现和使用。
按敌手可利用的知识的类别的多少,攻击方法可分为:（1）唯密文攻击（2）已知明文攻击（3）选择明文攻击（4）选择密文攻击分析方法有：穷举攻击、统计攻击、解析攻击、代数攻击等移位密码的特点优点：明文字符的位置发生变化。
移位密码打乱了明文字符之间的跟随关系，使得明文自身具有的结构规律得到了破坏。
缺点：明文字符的形态不变；一个密文子符的出现次数也是该子符在明文中的出现次数。
单表代替的特点：优点：隐蔽了明文字符的原形！缺点：明文字符相同，则密文字符相同。
即一个密文字符的频次就是它对应的明文字符的频次，明文字符之间的跟随关系直接反映在密文之中。
多表代替密码的特点优点：特殊的多表代替密码可以做到完全保密。
缺点：大量通信时不实用；分配密钥和存储密钥时安全隐患大；密钥序列可能重复使用。
熵表示集X中事件出现的平均不确定性，或为确定集X中出现一个事件平均所需的信息量，或集X中出现一个事件平均给出的信息量。
条件熵定义为：表示观察到事件集Y后，集X还保留的不确定度。
集X和集Y的互信息表示由于一个事件集的发生，造成的另一个事件集的信息量的减少程度，或者说从一个事件集提取的关于另一个事件集的信息量。
分析密码方案实际保密性的两个重要因素（1）计算能力－－通常假定密码分析者拥有最好的设备。
（2）密码分析算法－－安全的密码算法必须能够对抗所有可能的攻击方法。
对密码学的认识
对密码学的认识一、密码学的发展历史密码学的发展历程大致经历了三个阶段：古代加密方法、古典密码和近代密码。
1.古代加密方法（手工阶段）源于应用的无穷需求总是推动技术发明和进步的直接动力。
存于石刻或史书中的记载表明，许多古代文明，包括埃及人、希伯来人、亚述人都在实践中逐步发明了密码系统。
从某种意义上说，战争是科学技术进步的催化剂。
人类自从有了战争，就面临着通信安全的需求，密码技术源远流长。
古代加密方法大约起源于公元前440年出现在古希腊战争中的隐写术。
当时为了安全传送军事情报，奴隶主剃光奴隶的头发，将情报写在奴隶的光头上，待头发长长后将奴隶送到另一个部落，再次剃光头发，原有的信息复现出来，从而实现这两个部落之间的秘密通信。
公元前400年，斯巴达人就发明了“塞塔式密码”，即把长条纸螺旋形地斜绕在一个多棱棒上，将文字沿棒的水平方向从左到右书写，写一个字旋转一下，写完一行再另起一行从左到右写，直到写完。
解下来后，纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解，这就是密文,但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后，就能看到原始的消息。
这是最早的密码技术。
我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式，将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载，一般人只注意诗或画的表面意境，而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音”。
比如：我画蓝江水悠悠，爱晚亭枫叶愁。
秋月溶溶照佛寺，香烟袅袅绕轻楼2.古典密码（机械阶段）古典密码的加密方法一般是文字置换，使用手工或机械变换的方式实现。
古典密码系统已经初步体现出近代密码系统的雏形，它比古代加密方法复杂，其变化较小。
古典密码的代表密码体制主要有：单表代替密码、多表代替密码及转轮密码。
3.近代密码（计算机阶段）密码形成一门新的学科是在20世纪70年代，这是受计算机科学蓬勃发展刺激和推动的结果。
快速电子计算机和现代数学方法一方面为加密技术提供了新的概念和工具，另一方面也给破译者提供了有力武器。
密码学重要知识点总结
密码学重要知识点总结一、密码学的基本概念1.1 密码学的定义密码学是一门研究如何保护信息安全的学科，它主要包括密码算法、密钥管理、密码协议、密码分析和攻击等内容。
密码学通过利用数学、计算机科学和工程学的方法，设计和分析各种密码技术，以确保信息在存储和传输过程中不被未经授权的人所获得。
1.2 密码学的基本原理密码学的基本原理主要包括保密原则、完整性原则和身份认证原则。
保密原则要求信息在传输和存储过程中只能被授权的人所获得，而完整性原则要求信息在传输和存储过程中不被篡改，身份认证原则要求确认信息发送者或接收者的身份。
1.3 密码学的分类根据密码的使用方式，密码学可以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的密钥，而非对称密码是指加密和解密使用不同的密钥。
1.4 密码学的应用密码学广泛应用于电子商务、金融交易、通信、军事、政府和企业等领域。
通过使用密码学技术，可以保护重要信息的安全，确保数据传输和存储的完整性，以及验证用户的身份。
二、密码算法2.1 对称密码对称密码是指加密和解密使用相同的密钥。
对称密码算法主要包括DES、3DES、AES 等，它们在实际应用中通常用于加密数据、保护通信等方面。
对称密码算法的优点是加解密速度快，但密钥管理较为困难。
2.2 非对称密码非对称密码是指加密和解密使用不同的密钥。
非对称密码算法主要包括RSA、DSA、ECC等，它们在实际应用中通常用于数字签名、密钥交换、身份认证等方面。
非对称密码算法的优点是密钥管理较为方便，但加解密速度较慢。
2.3 哈希函数哈希函数是一种能够将任意长度的输入数据映射为固定长度输出数据的函数。
哈希函数主要用于数据完整性验证、密码存储、消息摘要等方面。
常见的哈希函数包括MD5、SHA-1、SHA-256等。
2.4 密码算法的安全性密码算法的安全性主要由它的密钥长度、密钥空间、算法强度和密码破解难度等因素决定。
密码算法的安全性是密码学研究的核心问题，也是密码学工程应用的关键因素。
密码学基础知识
密码学基础知识密码学是研究加密、解密和信息安全的学科。
随着信息技术的快速发展，保护敏感信息变得越来越重要。
密码学作为一种保护信息安全的方法，被广泛应用于电子支付、网络通信、数据存储等领域。
本文将介绍密码学的基础知识，涵盖密码学的基本概念、常用的加密算法和密码学在实际应用中的运用。
一、密码学的基本概念1. 加密与解密加密是将明文转化为密文的过程，而解密则是将密文转化为明文的过程。
加密算法可分为对称加密和非对称加密两种方式。
对称加密使用同一个密钥进行加密和解密，速度较快，但密钥的传输和管理相对复杂。
非对称加密则使用一对密钥，公钥用于加密，私钥用于解密，更安全但速度较慢。
2. 密钥密钥是密码学中重要的概念，它是加密和解密的基础。
对称加密中，密钥只有一个，且必须保密；非对称加密中，公钥是公开的，私钥则是保密的。
密钥的选择和管理对于信息安全至关重要。
3. 摘要算法摘要算法是一种不可逆的算法，将任意长度的数据转化为固定长度的摘要值。
常见的摘要算法有MD5和SHA系列算法。
摘要算法常用于数据完整性校验和密码验证等场景。
二、常用的加密算法1. 对称加密算法对称加密算法常用于大规模数据加密，如AES（Advanced Encryption Standard）算法。
它具有速度快、加密强度高的特点，广泛应用于保护敏感数据。
2. 非对称加密算法非对称加密算法常用于密钥交换和数字签名等场景。
RSA算法是非对称加密算法中最常见的一种，它使用两个密钥，公钥用于加密，私钥用于解密。
3. 数字签名数字签名是保证信息完整性和身份认证的一种方式。
它将发送方的信息经过摘要算法生成摘要值，再使用私钥进行加密，生成数字签名。
接收方使用发送方的公钥对数字签名进行解密，然后对接收到的信息进行摘要算法计算，将得到的摘要值与解密得到的摘要值进行比对，以验证信息是否完整和真实。
三、密码学的实际应用1. 网络通信安全密码学在网络通信中扮演重要的角色。
第二章 密码学概述
为m个字符的小段，也就是说，每一小段是m个字符的 串，可能的例外就是串的最后一小段不足m个字符。加 密算法的运算同于密钥串和明文串之间的移位密码，每 次的明文串都使用重复的密钥串。解密同于移位密码的 解密运算。
维吉尼亚密码
例子：令密钥串是gold，利用编码规则，这个
密钥串的数字表示是(6, 14, 11, 3)。明文串
第二章主要内容
基本概念
密码体制及其分类
古典密码算法
学科定义和内容
密码学(Cryptology)是研究信息系统安全保密
的科学，是对信息进行编码实现隐蔽信息的一
门学问 信息安全就是利用密码学中提供的算法实现信 息在存储、传输、处理等过程中不被损坏的一 门学问
区别：一个是研究算法，一个是研究协议
为可能
相关技术的发展主要包括三个标志性成果
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
第三阶段其它成果
除了提出公钥加密体制外，在对称算法方面也
有很多成功的范例
1977年DES正式成为标准
80年代出现“过渡性”的“Post DES”算法,如
IDEA、RCx、CAST等 90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael、 RC6、 MARS、Twofish、Serpent等出现 2001年Rijndael成为DES的替代者，被作为高
例如：明文为：proceed meeting as agreed
对密码学的认识
对密码学的认识
密码学是研究信息安全和保护通信隐私的学科。
它涉及设计、分析和实现加密算法、协议和系统，以确保数据的机密性、完整性和可用性。
密码学在现代社会中扮演着重要的角色，被广泛应用于互联网通信、电子支付、电子商务和数据存储等领域。
以下是对密码学的一些认识：
1. 保护隐私和信息安全：密码学通过加密技术，将敏感信息转化为一种不易理解的形式，使其只能被授权的人或实体解读，从而保护隐私和信息安全。
2. 加密算法的设计与分析：密码学涉及设计和分析各种加密算法，如对称加密算法、非对称加密算法和哈希函数等。
这些算法通过使用密钥来对数据进行加密和解密，以实现数据的机密性。
3. 密码协议的设计与分析：密码学还涉及设计和分析各种密码协议，如安全通信协议和身份验证协议。
这些协议确保通信的安全性和可靠性，防止信息被篡改、伪造或窃取。
4. 密码分析和攻击技术：密码学不仅关注密码算法的设计，还致力于研究密码算法的强度和安全性。
密码分析和攻击技术帮助密码学家评估密码算法的抵抗力，发现潜在的漏洞和弱点，并提出改进措施。
5. 应用领域广泛：密码学在许多领域有着广泛的应用，包括网络通信、电子支付、数字版权保护、信息安全管理、身份验证、数据存储和云计算等。
它在保护个人隐私、维护商业机密和保障国家安全方面发挥着重要作用。
总之，密码学是一门研究保护信息安全和隐私的学科，通过加密算法和密码协议的设计与分析，确保数据的机密性和完整性。
它在现代社会中起着重要作用，对保护个人、商业和国家的信息安全具有重要意义。
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。
密码学概述
在第二次世界大战中，密码的应用与破译成为影响战争 胜负的一个重要因素。如，1940年太平洋战争中，美军破 译了日军所使用的密钥；在后来的中途岛海战中，日军再 次使用了同样的密钥，电报被美军截获后成功破译，使得 其海军大将的座机被击落。
明文 hello world
密钥：K=5 密文 mjqqt btwqi
解密算法：(C-K) mod 26
22
3. 密码系统数学模型
发送信息的一方使用密钥K加密明文M，通过加密 算法得到密文C，即C = EK（M）；接收信息的一 方使用密钥K’解密密文C，通过解密算法得到明文 M，即M = DK’ ( C )；K与K’可能相等，也可能不等 ，具体取决于所采用的密码体制。
21
3. 密码系统数学模型
例如：恺撒密码体制
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
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
加密算法：(M+K) mod 26
两个分支：是既相互对立，又相互依存的科学。
16
2. 密码系统构成
密码系统主要包括以下几个基本要素：明文、密文、加密算法 、解密算法和密钥。
明文（plaintext）：希望得到保密的原始信息。
密文（ciphertext）：明文经过密码变换后的消息。
加密（encryption）：由明文变换为密文的过程。 解密（decryption）：从密文恢复出明文的过程。
数学大解密解开数学中的密码
数学大解密解开数学中的密码数学大解密: 解开数学中的密码在我们日常生活中，密码扮演着至关重要的角色。
从手机解锁密码到电子邮件密码，我们离不开密码保护。
然而，你是否曾经想过数学是如何用来解开密码的秘密呢？本文将带你深入了解数学在密码学中的重要性，揭示数学是如何帮助我们破解密码的。
1. 密码学概述密码学是研究如何将信息转化为无法被他人轻易理解的形式，并且只有持有正确密码的人能够解读的学科。
它可以追溯到古代世界，当时人们使用简单的替换密码将信息进行保护。
随着时间的推移，密码学发展成了一个复杂的领域，利用数学原理来保护信息的安全性。
2. 对称密钥加密对称密钥加密是一种常见的密码学方法。
它使用相同的密钥来加密和解密信息。
其中最著名的算法是凯撒密码。
这种方法将字母按照一个固定的偏移量进行置换，从而实现加密和解密的目的。
3. 公钥加密与对称密钥加密不同，公钥加密使用一对密钥：公钥和私钥。
公钥用于加密信息，而私钥只有信息的接收者才能解密。
最流行的公钥加密算法是RSA算法，它基于大数分解的困难性原理。
4. 数论与密码学数论在密码学中起着重要的作用。
其中一个关键概念是模运算。
在模运算中，我们将整数除以另一个整数，并取余数。
这个概念对于生成加密密钥和加密数据都是至关重要的。
5. 素数与RSA算法素数是仅能被1和自身整除的整数。
RSA算法的安全性基于两个大素数的乘积。
生成密钥时，需要选择两个足够大的素数并计算它们的乘积作为公钥，而私钥是这两个素数的一个参数。
破解RSA算法的时间复杂度很高，因为要分解大数非常困难。
6. 椭圆曲线密码椭圆曲线密码是现代密码学领域中一个非常重要的概念。
它利用椭圆曲线上的点来进行加密和解密操作。
与传统的RSA算法相比，椭圆曲线密码能够在保证相同安全性的情况下使用更短的密钥长度。
7. 应用领域密码学的应用领域非常广泛。
在互联网上，数字证书、SSL协议（安全套接字层）和VPN（虚拟专用网络）等技术都是以密码学为基础的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Historical Ciphers
傳統加密方式主要分為兩大類：
Transposition 換位 Substitution 代換
有名的傳統加密法：DES、FEAL
Transposition Method
依照某種特定規則 重新排列明文 Ex. I am a student Imsuet aatdn
達到資訊的秘密性、可鑑定性
Cryptanalysis
破解密碼系統、偽造訊息
Terminology
Cipher text
明文 m Encrypt 加密 E(m)
密文 c Decrypt 解密 D(c)
明文 m
Terminology
公共鑰匙 私密鑰匙
發送者
Eve 竊密者
接收者
Terminology
Substitution Method
Shift Cipher (Caesar’s Cipher) I CAME I SAW I CONQUERED H BZLD H TZV H BNMPTDSDC
Substitution Method(cont’d)
However…easy to break!!
Future 兩種發送光子的模式 每一種都有兩個正交的偏振方向
Step 2 Bob 隨機選擇兩種模式中的一種偵測光子 如果Bob和Alice選擇的模式相同， Bob就會接收到正確的位元； 反之，偵測到的位元不可預測(可能為0或1)
Future Work
若Eve試圖竊聽，根據量子力學，會改變傳送光子的狀態， Alice和Bob可以選擇一些位元比較，驗證是否遭竊聽
Application
Digital Signatures 數位簽署 Digital Cash 電子錢包 Timestamping Services 電子時戳 Election 電子投票系統
Digital Signature
確保文件是由發送者送出 事後發送者無法否認，可由第三者確認 先用私密金匙加密，再用公共金匙解密
Quantum Cryptography
Step 3 Bob告訴Alice他選擇濾片的模式 Alice回答Bob哪些是正確的 把這些正確偵測到的位元取出，做為加密的密碼
Quantum Cryptography
Public Key System - RSA
RSA-576=1881 9881292060 7963838697 2394616504 2002年10月 7日，以破解加密術而著稱的 3980716356 3379417382 7007633564 2298885971 宣佈破解了美國 RSA資料安全 5234665485 3190606065 0474304531 7388011303 實驗室開發的 64位密匙 —RC5-64 3967161996 9232120573 4031879550 6569962213 全球33.1萬名電腦高手+4年的時間!! 0516875930 7650257059 為了檢測 RSA 技術的安全性，一家專門研究 =(3980750 8642406493 7397125500 5503864911 9906436234 2526708406 3851895759 4638895726 RSA 技術的公司 RSA Security 提供獎金給成 1768583317) 功分解公佈的 8 個巨大合成數的人。 *(4727721 4610743530 2536223071 9730482246 在2003年 12月3日，一個德國機構成功分解了 3291469530 2097116459 8521711305 2071125636 3590397527) RSA-576
Public Key System - RSA
若對N=pq的每一種可能加以檢驗，則我們需要…
位元 30 60 100
時間(1GHz/s) 1秒 1年 1000 億年!!
事實上，運用平行處理及 一些篩選法則，可以大幅 提升檢驗的效率。
但仍難以在可接受的時間 內破解。
由於RSA用到指數運算， 加密的過程耗費較多的時間， 現行系統多先用RSA傳送 private key，再合併使用 其他加密方式。
A match – making Protocol
要如何達成共同的決議，而不用公開表述自己的意見？
Ex. A和B透過朋友C認識，相處了一天後，想知道彼此的心意，但又不敢 先表態…
Future Work
量子電腦
0和1的狀態能同時並存，稱為疊加(superposition)。 量子平行處理的概念，一個原子可以同時代表兩個 狀態 Ex.三個原子可同時代表 000 001 010 011 100 101 110 111 龐大運算能力對現今的密碼系統是個致命的威脅 對系統的時間、振幅、相位要求嚴格
Public Key System - RSA
named after its inventors Ron Rivest, Adi Shamir and Len Adleman Base on Number Theory y=ex (mod N) => x=?? 沒有private key 很難求出x 有多難？ 大數的質因數分解 要解出N=pq 其中p q為兩大質數
Cryptography
密碼學簡介
B91901139 電機三 蕭旭君
Cryptography
緣起 名詞解釋 常見的加密解密法 密碼學的應用 未來發展
History
Cryptography
Cryptology
= ”隱藏(Kryptos)”+”訊息(logos)” •研究秘密通訊之學問
Symmetric vs. Asymmetric ex. y=3x-2 => x=(y+2)/3 y=11x (mod 53) => x=?? Unconditional Security vs. Computational Security 怎樣才算安全?......
無法在合理的時間內，用合理的資源解出的密碼