密码学的发展史
密码学基础PPT课件
一个明文字母有多种可能的代换密文字母，使 得频率分析困难的多(hs成为BP, hq成为YP)。
由于这些原因，Playfair密码过去长期被认 为是不可破的。
最简单的多表代换密码---Vigenère
注意
Internet的广泛应用，可以把全世界的计算机资源 连成一体，形成巨大的计算能力，从而拥有巨大的 密码破译能力，使原来认为安全的密码被破译。
1994年，40多个国家的600多位科学家通过Internet， 历时9个月破译了RSA-129密码，1999年又破译了RSA - 140密码，2005年，RSA-200也被成功破译。
经典密码运用的两种基本技术：
代换法：将明文字母替换成其他字母、数字 或符号
置换法：明文的字母保持相同，但顺序被打 乱
代换技术
代换法，是将明文字母替换成其他字母、数 字或符号的方法。
Caesar密码（已知的最早的代换密码）
例如：明晨五点发动反攻 明文：MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG 密文：PLQJ FKHQ ZX GLDQ ID GRQJ IDQ JRQJ
密码系统的分类(3)
根据加密算法是否变化分类
设E为加密算法，K0, K1,…,Kn,为密钥， M0,M1,…,Mn为明文，C为密文
固定算法密码体制
C0=E(M0,K0), C1=E(M1,K1),..., Cn=E(Mn,Kn)
变化算法密码体制
C0=E1 (M0,K0), C1=E2 (M1,K1),..., Cn=En (Mn,Kn)
密码学的发展历史(5)
简述密码学发展史
密码学发展史简述密码学作为一门古老而又充满活力的学科，经历了漫长的发展历程。
以下是密码学发展史的主要阶段和特点：1. 古典密码阶段：古典密码阶段主要指古代至20世纪初的密码技术。
这一时期的密码技术以简单的替换和置换为基础，如凯撒密码和维吉尼亚密码等。
古典密码的加密方法较为简单，容易被破解，但为后续密码学的发展奠定了基础。
2. 近代密码阶段：随着20世纪初数学的发展，密码学逐渐进入近代密码阶段。
这一时期的密码技术开始利用数学工具进行加密，如频率分析、线性代数和概率论等。
近代密码阶段的代表性成果包括二战期间德国的恩尼格玛密码机和美国的斯诺登密码等。
3. 现代密码阶段：20世纪70年代以后，随着计算机科学和信息论的发展，密码学进入现代密码阶段。
现代密码阶段以公钥密码和哈希函数为代表，这些加密方法能够提供更加安全和可靠的通信和数据保护。
RSA、Diffie-Hellman、SHA-256等算法的出现标志着现代密码学的成熟。
4. 当代密码阶段：进入21世纪，随着互联网和移动通信的普及，密码学在信息社会中的作用越来越重要。
当代密码阶段注重的是隐私保护、安全通信、身份认证等方面的问题，密码学与其他学科的交叉发展也越来越明显。
同时，随着量子计算技术的发展，量子密码学也成为一个研究热点。
5. 量子密码学：量子密码学是利用量子力学原理进行信息加密和安全通信的学科。
由于量子力学中的一些基本原理，如量子不可克隆定理和海森堡不确定性原理等，量子密码能够提供更加可靠和安全的加密方法，是未来密码学的一个重要发展方向。
6. 密码学与其他学科的交叉发展：随着应用需求的不断拓展，密码学与多个学科领域产生了交叉融合。
例如，生物信息学、量子物理学、人工智能等领域与密码学的结合，为解决复杂的安全问题提供了新的思路和方法。
7. 密码学应用领域的拓展：随着技术的发展和社会需求的增加，密码学的应用领域也在不断拓展。
除了传统的通信和网络安全领域外，密码学还广泛应用于金融、医疗、物联网、区块链等领域。
密码重点技术发展史
密码技术发展史密码学是一种即古老又新兴旳学科。
密码学(Cryptology)一字源自希腊文"krypto's"及"logos"两字，直译即为"隐藏"及"讯息"之意。
密码学有一种奇妙旳发展历程，固然，密而不宣总是扮演重要角色。
因此有人把密码学旳发展划分为三个阶段：第一阶段为从古代到1949年。
这一时期可以看作是科学密码学旳前夜时期，这阶段旳密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，密码学专家常常是凭知觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理和证明。
早在古埃及就已经开始使用密码技术，但是用于军事目旳，不公开。
1844年，萨米尔·莫尔斯发明了莫尔斯电码：用一系列旳电子点划来进行电报通讯。
电报旳浮现第一次使远距离迅速传递信息成为也许，事实上，它增强了西方各国旳通讯能力。
20世纪初，意大利物理学家奎里亚摩·马可尼发明了无线电报，让无线电波成为新旳通讯手段，它实现了远距离通讯旳即时传播。
马可尼旳发明永远地变化了密码世界。
由于通过无线电波送出旳每条信息不仅传给了己方，也传送给了敌方，这就意味着必须给每条信息加密。
随着第一次世界大战旳爆发，对密码和解码人员旳需求急剧上升，一场秘密通讯旳全球战役打响了。
在第一次世界大战之初，隐文术与密码术同步在发挥着作用。
在索姆河前线德法交界处，尽管法军哨兵林立，对过往行人严加盘查，德军还是对协约国旳驻防状况了如指掌，并不断发动攻势使其陷入被动，法国情报人员都感到莫名其妙。
一天，有位提篮子旳德国农妇在过边界时受到了盘查。
哨兵打开农妇提着旳篮子，见里头都是煮熟旳鸡蛋，亳无可疑之处，便无意识地拿起一种抛向空中，农妇匆忙把它接住。
哨兵们觉得这很可疑，她们将鸡蛋剥开，发现蛋白上布满了笔迹，都是英军旳具体布防图，尚有各师旅旳番号。
本来，这种传递情报旳措施是德国一位化学家提供旳，其作法并不复杂：用醋酸在蛋壳上写字，等醋酸干了后，再将鸡蛋煮熟，笔迹便透过蛋壳印在蛋白上，外面却没有任何痕迹。
chap9：密码学基本理论(DES)
DES加密算法一轮迭代的过程 加密算法一轮迭代的过程
加密： Li = Ri–1 Ri = Li–1 ⊕ F(Ri–1, Ki) 解密： Ri–1 = Li Li–1 = Ri ⊕ F(Ri–1, Ki)＝ Ri ⊕ F(Li , Ki)
单轮变换的详细过程
单轮操作结构
单轮变换的详细过程
函数F
Expansion: 32 -> 48 S-box: 6 -> 4 Permutation: 32 -> 32
DES
背景简介 1973年5月15日，NBS(现在NIST，美国国家标 准技术研究所)开始公开征集标准加密算法，并 公布了它的设计要求：
（1）算法必须提供高度的安全性 （2）算法必须有详细的说明，并易于理解 （3）算法的安全性取决于密钥，不依赖于算法 （4）算法适用于所有用户 （5）算法适用于不同应用场合 （6）算法必须高效、经济 （7）算法必须能被证实有效 （8）算法必须是可出口的
计算机安全
CH9：密码学基本理论 CH9：密码学基本理论
(DES)
内容提要
密码学基本知识 对称密码 非对称密码
密码学的发展历史
第1阶段：1949年以前。 第2阶段：从1949年到1975年。
标志：1949年Shannon发表的《保密系统的 信息理论》。
第3阶段：1976年至今。
标志：1976年Diffie和Hellman发表了《密码 学新方向》。
对称密码算法
DES IDEA AES
DES的基本构件 DES的基本构件
[Shannon49]指出每种现代对称加密算法都符 合两种基本运算方式（基本构件）：替换 (substitution)和扩散(diffusion) 。 替换：密文的内容是用不同的位和字节代替 了明文中的位和字节，尽可能使密文和加密密钥 间的统计关系复杂化，以阻止攻击者发现密钥。 扩散：在密文中将这些替换的位和字节转移 到不同的地方，尽可能使明文和密文间的统计关 系复杂化，以阻止攻击者推导出密钥。
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。
密码学的发展历史简介
密码学的发展简史中国科学院研究生院信息安全国家重点实验室聂旭云学号：2004 密码学是一门年轻又古老的学科，它有着悠久而奇妙的历史。
它用于保护军事和外交通信可追溯到几千年前。
这几千年来，密码学一直在不断地向前发展。
而随着当今信息时代的高速发展，密码学的作用也越来越显得重要。
它已不仅仅局限于使用在军事、政治和外交方面，而更多的是与人们的生活息息相关：如人们在进行网上购物，与他人交流，使用信用卡进行匿名投票等等，都需要密码学的知识来保护人们的个人信息和隐私。
现在我们就来简单的回顾一下密码学的历史。
密码学的发展历史大致可划分为三个阶段：第一个阶段为从古代到1949年。
这一时期可看作是科学密码学的前夜时期，这段时间的密码技术可以说是一种艺术，而不是一门科学。
密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理证明。
这一个阶段使用的一些密码体制为古典密码体制，大多数都比较简单而且容易破译，但这些密码的设计原理和分析方法对于理解、设计和分析现代密码是有帮助的。
这一阶段密码主要应用于军事、政治和外交。
最早的古典密码体制主要有单表代换密码体制和多表代换密码体制。
这是古典密码中的两种重要体制，曾被广泛地使用过。
单表代换的破译十分简单，因为在单表代换下，除了字母名称改变以外，字母的频度、重复字母模式、字母结合方式等统计特性均未发生改变，依靠这些不变的统计特性就能破译单表代换。
相对单表代换来说，多表代换密码的破译要难得多。
多表代换大约是在1467年左右由佛罗伦萨的建筑师Alberti发明的。
多表代换密码又分为非周期多表代换密码和周期多表代换密码。
非周期多表代换密码，对每个明文字母都采用不同的代换表（或密钥），称作一次一密密码，这是一种在理论上唯一不可破的密码。
这种密码可以完全隐蔽明文的特点，但由于需要的密钥量和明文消息长度相同而难于广泛使用。
为了减少密钥量，在实际应用当中多采用周期多表代换密码。
在16世纪，有各种各样的多表自动密钥密码被使用，最瞩目的当属法国人Vigtnère的Vigenère密码体制。
密码发展史
密码的发展史：从起源到量子计算与人工智能一、密码起源与早期发展密码的起源可以追溯到古代的加密技术，最初的形式是简单的替换式密码，例如罗马帝国时期的凯撒密码。
这种密码通过将字母在字母表中向后移动固定位置来实现加密和解密。
凯撒密码是军事通信中常用的加密方式，保证了信息的安全。
二、古典密码：如凯撒密码、罗马密码古典密码阶段，人们开始使用更复杂的加密技术，如多字母替换密码。
这种密码使用多个密钥来加密信息，提高了破解的难度。
然而，这些古典密码的破解仍然需要时间和耐心，但它们的出现为现代密码学的发展奠定了基础。
三、近代密码：机械与电子密码随着机械和电子技术的发展，近代密码开始使用机械设备和电子设备进行加密。
例如，二战期间使用的Enigma密码机就是一种使用电子设备进行加密的方式。
虽然这种密码机在当时非常先进，但最终被破解了，这表明任何加密系统都可能被破解，为现代密码学提出了更高的挑战。
四、现代密码：基于数学与计算科学现代密码学开始于20世纪70年代，基于数学和计算科学的发展。
现代密码学使用复杂的算法来加密和解密信息，确保信息的安全。
这些算法通常基于数学中的一些复杂问题，如离散对数、线性代数和概率论等。
现代密码学的发展为互联网和社交媒体时代的网络安全提供了基础。
五、网络密码：互联网与社交媒体时代随着互联网和社交媒体的发展，网络密码成为保护个人和企业信息安全的重要手段。
网络密码通常使用哈希函数和加密算法来确保信息的安全。
此外，为了提高安全性，现代网络密码还采用了多因素身份验证等措施，以防止黑客入侵。
六、生物识别密码：指纹、面部识别等生物识别技术是一种基于生物特征的身份验证方法，如指纹、面部识别等。
生物识别技术可以用于保护个人和企业信息安全，因为每个人的生物特征都是独一无二的。
生物识别技术还可以用于移动支付、访问控制等领域，为人们的生活带来了便利和安全。
七、未来密码：量子计算与人工智能未来密码的发展将受到量子计算和人工智能的影响。
密码学的发展史
其中m 是明文字母对应的数，c 是与明文对应的密文的数。
随后，为了提高凯撒密码的安全性，人们对凯撒密码进行了改进。选取k,b 作为两个参数，其中要求k 与26互素，明文与密文的对应规则为 1 2 3 4 5 1 a b c d e 2 f g h ij k 3 l m n o p 4 q r s t u 5 v w x y z
F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
于是对应于明文secure message ，可得密文为XJHZWJRJXXFLJ 。此时，k 就是密钥。为了传送方便，可以将26个字母一一对应于从0到25的26个整数。如a 对1，b 对2，……，y 对25，z 对0。这样凯撒加密变换实际就是一个同余式
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二、 古典密码
世界上最早的一种密码产生于公元前两世纪。是由一位希腊人提出的，人们称之为棋盘密码，原因为该密码将26个字母放在5×5的方格里，i,j 放在一个格子里，具体情况如下表所示 这样，每个字母就对应了由两个数构成的字符αβ，α是该字母所在行的标号，β是列标号。如c 对应13，s 对应43等。如果接收到密
若存在这样的公钥体制就可以将加密密钥象电话簿一样公开任何用户当它想经其它用户传送一加密信息时就可以从这本密钥薄中查到该用户的公开密钥用它来加密而接收者能用只有它所具有的解密密钥得到明文
密码学的发展史
密码学的发展史
一、 引论
密码学是以研究秘密通信为目的，即对所要传送的信息采取一种秘密保护，以防止 第三者对信息的窃取的一门学科。密码通信的历史极为久远，其起源可以追溯到几千年前的埃及，巴比化，古罗马和古希腊，古典密码术虽然不是起源于战争，但其发展成果却首先被用于战争。交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方情报而研究各种方法。这正是密码学主要包含的两部分内容：一是为保护自己的通信安全进行加密算法的设计和研究；二是为窃取对方情报而进行密码分析，即密码破译技术。因而，密码学是这一矛盾的统一体。任何一种密码体制包括5个要素：需要采用某种方法来掩盖其要传送的信息或字符 串称为明文：采用某种方法将明文变为另一种不能被非授权者所理解的信息或字符串称为明文；采用某种方法将明文变为另一种不能被非授权者所理解的信息或字符串的过程称为加密变换；经加密过程将明文变成的信息或字符串称为密文；用于具体加密编码的参数称为密钥，将密文还原为明文的过程称为解密变换。秘密通信的过程可用下面表格来表示：
中国密码学发展史
中国密码学发展史
中国密码学起源于古代，比如最早文献《周礼》中就有“卜筮卜辞之术”和“密曲”的记载。
随着社会发展，人们对信息安全的需求越来越高，密文传输和加密技术的发展也成为了当务之急。
20世纪30年代，中国的密码学开始有所突破。
面对日本军事侵略，
中国军方急切需要提高通信保密能力。
当时国内的密码学研究主要由武汉
大学和南京大学等学校开展，并且取得了一些成果，如南京大学研制出了“龙门”密码机等。
在此后的几十年里，中国密码学研究取得了一系列重要成果，如自主
研制的“神威太湖之光”超级计算机，在2012年被全球认可为世界最快
的计算机。
神威太湖之光的出现标志着中国密码学的实力已受到国际的高
度认可。
此外，在加密算法方面，中国也取得了重要突破。
比如，2005年国
家密码管理委员会发布了对称密码标准SM4和公钥密码标准SM2，均成功
应用于金融、电子政务等领域，并受到广泛认可。
总之，随着中国密码学的不断发展，现在的中国已经成为了世界密码
学领域的一个重要力量，无论是在国内还是国际上都有广泛应用和深刻影响。
密码学的历史
密码学的历史可以追溯到古代文明，当时人们就已经开始使用各种方法来保护信息的安全。
以下是密码学历史的一些重要阶段：
1. 古代密码学：最早的密码学形式出现在公元前2000年左右的埃及和美索不达米亚地区。
这些早期的密码系统主要依赖于替换和置换技术，例如凯撒密码。
2. 中世纪密码学：在中世纪，随着基督教的传播，教会开始使用密码来保护其秘密。
这一时期出现了许多新的加密技术，如维吉尼亚密码和栅栏密码。
3. 现代密码学的起源：19世纪，随着电报的出现，密码学进入了一个新的阶段。
这一时期出现了许多新的加密技术，如摩尔斯电码和弗纳姆密码。
4. 二战期间的密码学：二战期间，密码学成为了战争的关键部分。
德国的恩尼格玛机是这一时期最著名的加密设备，而美国的图灵则设计出了破解恩尼格玛机的“炸弹”。
5. 计算机密码学：随着计算机的出现，密码学进入了一个全新的阶段。
这一时期出现了许多新的加密技术，如DES、AES等。
6. 公钥密码学：1976年，美国斯坦福大学的两名研究人员提出了公钥密码学的概念，这是密码学的一次重大突破。
公钥密码学的出现使得信息的加密和解密可以分开进行，大大提高了信息的安全性。
7. 现代密码学：现在，密码学已经成为了信息安全的重要组成部分。
随着量子计算的发展，未来的密码学将面临更大的挑战。
中国密码技术的发展历程及重大成就
中国密码技术的发展历程及重大成就近年来，随着互联网和数字化技术的不断发展，我们的生活和工作方式已经发生了翻天覆地的变化。
而作为数字化时代的重要组成部分，密码技术也在不断地发展和完善，起到了保护网络安全和数据隐私的重要作用。
今天，我们就来回顾一下中国密码技术的发展历程及重大成就。
一、古代密码技术早在古代，我国的军事指挥者为了保护机密信息，就采用了许多古老的密码技术。
例如，公元前十一世纪，周王室就将“天干地支”作为一种密码方式，用于记录历史和传递机要情报。
而到了宋代，林洪在他的著作《梦溪笔谈》中，提出了一些奇特的密码思想，如数理化、交叉逢源、点画传情等，这些思想对后来的密码学发展产生了很大的影响。
二、现代密码技术20世纪初期，密码技术得到快速发展。
在信息安全领域，美国成为了世界领先的力量。
但是在上世纪80年代末期，中国也开始了密码技术的自主研发。
经过几十年的努力，中国密码学家们终于取得了一些重要成就。
例如，1997年，由中国科学院院士严济慈带领的研究团队，成功破解了美国的加密卫星通信系统。
这一成果引起了国际上的轰动，证明了中国密码技术的实力和水平。
三、现代密码技术的发展在数字化时代的今天，密码技术变得更加重要和复杂。
随着量子计算和人工智能等新技术的出现，传统的密码技术已经面临着被攻破的风险。
因此，中国在这方面投入了更多的科研力量。
比如，2008年，中国密码学家王小云被选入国际密码学协会（IACR）的主席团，成为了首位该协会主席中的亚洲营员。
这一代表了中国密码技术圈的新一代的发展趋势。
四、结语随着中国密码技术的不断发展和进步，我们不断发挥着越来越重要的作用，为网络安全和信息保护做出贡献。
但是，我们也要坚持不懈地进行研究和创新，不断推动中国密码技术走向更加高端、精良和先进的方向。
《密码学发展史》课件
数据进行加密。
3
AES加密
AES（高级加密标准）是一种目前 广泛应用的对称密钥算法，提供 更高的安全性。
公钥加密
1
简介
公钥加密使用一对密钥（公钥和私
RSA加密
2
钥）进行加密和解密操作，安全性 更高。
RSA 是一种常用的公钥加密算法，
基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大素数分解的困难性保证了加
密的安全性。
哈希算法
1
简介
哈希算法将一串数据转换为固定长
参考文献
• 《密码学与网络安全》- William Stallings • 《Applied Cryptography》- Bruce Schneier • 《Understanding Cryptography》- Christof Paar & Jan Pelzl
频率分析密码
频率分析密码利用字母 出现的频率来解密替换 加密的消息。
维吉尼亚密码
维吉尼亚密码使用多个 凯撒密码组成，提高了 密码的安全性。
对称加密
1
简介
对称加密使用相同的密钥来进行加
DES加密
2
密和解密操作，速度快但密钥传输 存在安全隐患。
DES（数据加密标准）是一种常用
的对称密钥算法，使用56位密钥对
SSL/TLS协议
1
简介
SSL/TLS协议用于保护网络通信的安
原理
2
全，常用于H TTPS等安全协议。
SSL/TLS协议通过使用对称和公钥加
密算法以及数字证书来确保通信的
安全性。
3
安全性分析
SSL/TLS协议经过多年的演进和改进， 提供了较高的安全性。
密码学应用
电子支付
密码技术发展史
密码技术发展史密码学是一个即古老又新兴的学科。
密码学(Cryptology)一字源自希腊文"krypto's"及"logos"两字，直译即为"隐藏"及"讯息"之意。
密码学有一个奇妙的发展历程，当然，密而不宣总是扮演主要角色。
所以有人把密码学的发展划分为三个阶段：第一阶段为从古代到1949年。
这一时期可以看作是科学密码学的前夜时期，这阶段的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，密码学专家常常是凭知觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理和证明。
早在古埃及就已经开始使用密码技术，但是用于军事目的，不公开。
1844年，萨米尔·莫尔斯发明了莫尔斯电码：用一系列的电子点划来进行电报通讯。
电报的出现第一次使远距离快速传递信息成为可能，事实上，它增强了西方各国的通讯能力。
20世纪初，意大利物理学家奎里亚摩·马可尼发明了无线电报，让无线电波成为新的通讯手段，它实现了远距离通讯的即时传输。
马可尼的发明永远地改变了密码世界。
由于通过无线电波送出的每条信息不仅传给了己方，也传送给了敌方，这就意味着必须给每条信息加密。
随着第一次世界大战的爆发，对密码和解码人员的需求急剧上升，一场秘密通讯的全球战役打响了。
在第一次世界大战之初，隐文术与密码术同时在发挥着作用。
在索姆河前线德法交界处，尽管法军哨兵林立，对过往行人严加盘查，德军还是对协约国的驻防情况了如指掌，并不断发动攻势使其陷入被动，法国情报人员都感到莫名其妙。
一天，有位提篮子的德国农妇在过边界时受到了盘查。
哨兵打开农妇提着的篮子，见里头都是煮熟的鸡蛋，亳无可疑之处，便无意识地拿起一个抛向空中，农妇慌忙把它接住。
哨兵们觉得这很可疑，他们将鸡蛋剥开，发现蛋白上布满了字迹，都是英军的详细布防图，还有各师旅的番号。
原来，这种传递情报的方法是德国一位化学家提供的，其作法并不复杂：用醋酸在蛋壳上写字，等醋酸干了后，再将鸡蛋煮熟，字迹便透过蛋壳印在蛋白上，外面却没有任何痕迹。
密码学发展史
密码学发展史密码学包括密码编制学和密码分析学这两个相互独立又相互依存的分支。
从其发展来看，可分为古典密码——以字符为基本加密单元的密码，以及现代密码——以信息块为基本加密单元的密码。
古典密码有着悠久的历史，在电报特别是无线电报发明以后，得到了深入研究。
常用的有单表密码和多表密码，其思路都是改变字母表中字母的顺序。
其中单表密码在古代就已经得到了长足的发展，到了现代，密码学文献有一个奇妙的发展历程，当然，密而不宣总是扮演主要角色。
第一次世界大战前，重要的密码学进展很少出现在公开文献中，但该领域却和其它专业学科一样向前发展.直到1918年，二十世纪最有影响的密码分析文章之William F. Friedman的专题论文《重合指数及其在密码学中的应用》作为私立的“河岸（Riverbank）实验室”的一份研究报告问世，其实，这篇著作涉及的工作是在战时完成的。
同年,加州奥克兰的Edward H.Hebern申请了第一个转轮机专利，这种装置在差不多50年里被指定为美军的主要密码设备。
然而，第一次世界大战后，情况开始变化，完全处于秘密工作状态的美国陆军和海军的机要部门开始在密码学方面取得根本性的进展。
在30年代和40年代，有几篇基础性的文章出现在公开的文献中，有关该领域的几篇论文也发表了，只不过这些论文的内容离当时真正的技术水平相去甚远，战争结束时，情况急转直下，公开的文献几乎殆尽。
到了第二次世界大战时多表密码编制达到了顶点也达到了终点。
当年希特勒一上台就试验并使用了一种命名为“谜”的译码机，一份德国报告称：“谜”型机能产生220亿种不同的密钥组合，假如一个人日夜不停地工作，每分钟测试一种密钥的话，需要约4.2万年才能将所有的密钥可能组合试完。
希特勒完全相信了这种密码机的安全性。
然而，英国获知了“谜”型机的原理，启用了数理逻辑天才、现代计算机设计思想的创始人，年仅26岁的Alan Turing。
1939年8月，在Turing领导下完成了一部针对“谜”型机的密码破译机，每秒钟可处理2000个字符，人们给它起了个绰号叫“炸弹（Bomb)”。
古典密码学简介
古典密码学简介古典密码学爱伦坡所说：密码可破!人类的智慧不可能造成这样的密码，使得人类本身的才智即使运用得当也无法破开它!一、密码学的发展历程密码学在公元前400多年就早已经产生了，正如《破译者》一书中所说“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长”。
密码学的起源的确要追溯到人类刚刚出现，并且尝试去学习如何通信的时候，为了确保他们的通信的机密，最先是有意识的使用一些简单的方法来加密信息，通过一些（密码）象形文字相互传达信息。
接着由于文字的出现和使用，确保通信的机密性就成为一种艺术，古代发明了不少加密信息和传达信息的方法。
例如我国古代的烽火就是一种传递军情的方法，再如古代的兵符就是用来传达信息的密令。
就连闯荡江湖的侠士，都有秘密的黑道行话，更何况是那些不堪忍受压迫义士在秘密起义前进行地下联络的暗语，这都促进了密码学的发展。
事实上，密码学真正成为科学是在19世纪末和20世纪初期，由于军事、数学、通讯等相关技术的发展，特别是两次世界大战中对军事信息保密传递和破获敌方信息的需求，密码学得到了空前的发展，并广泛的用于军事情报部门的决策。
例如在希特勒一上台时，德国就试验并使用了一种命名为“谜”的密码机，“谜”型机能产生220亿种不同的密钥组合，假如一个人日夜不停地工作，每分钟测试一种密钥的话，需要约4.2万年才能将所有的密钥可能组合试完，希特勒完全相信了这种密码机的安全性。
然而，英国获知了“谜”型机的密码原理，完成了一部针对“谜”型机的绰号叫“炸弹”的密码破译机，每秒钟可处理2000个字符，它几乎可以破译截获德国的所有情报。
后来又研制出一种每秒钟可处理5000个字符的“巨人”型密码破译机并投入使用，至此同盟国几乎掌握了德国纳粹的绝大多数军事秘密和机密，而德国军方却对此一无所知；太平洋战争中，美军成功破译了日本海军的密码机，读懂了日本舰队司令官山本五十六发给各指挥官的命令，在中途岛彻底击溃了日本海军，击毙了山本五十六，导致了太平洋战争的决定性转折。
密码学发展史及关键技术
如Hill密码： 这里密钥K可视为二阶可逆矩阵。
加密：y1=11x1 + 3x2 (mod 26) y2=8x1 + 7x2 (mod 26)
概述 古典密码 分组密码与流密码 公钥密码 Hash函数
数字签名
密钥管理
概述
DES
IDEA
RC5
AES
工作模式
两大设计准则：
第二课：应用密码学基础
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概述
古典密码
分组密码与流密码
公钥密码
Hash函数
数字签名
密钥管理
密码学发展简史
基本概念
公钥密码 现代密码 古典密码
1949年以前
1949—1976年
1976年以后
密码学的历史源远 流长，人类对密码 的使用可以追溯到 古巴比伦时代
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。
多表代换密码：以一系列（两个以上）代换表依次 对明文消息的字母进行代换。
如维吉尼亚（Vigenere）密码： 明密文字母表均为英文字母表， m为一正整数，密钥 K=(k1,k2……km) 加密：yi=xi + ki (mod 26) 解密：xi=yi + ki (mod 26)
多字母代换密码：每次以L>1个字母为单元进行代 换。可以用矩阵变换方便地描述多字母代换密码， 所以又称为矩阵变换密码。
Oscar
（窃听者或恶意 攻击者）
密钥Kd
密码学的发展史
密码学的发展史密码学是一个即古老又新兴的学科。
《破译者》一书说：“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长。
”因为自从有了文字以来，人们为了某种需要总是想方设法隐藏某些信息，以起到保证信息安全的目的。
人们最早为了包通信的机密，通过一些图形或文字互相传达信息的密令。
连闯荡江湖的侠士和被压迫起义者各自有一套秘密的黑道行话和地下联络的暗语。
密码学的发展过程可以分为四个阶段：▪1、手工或简单机械密码时期:公元前五世纪~1900年(发展缓慢)▪2、机械和机电密码时期:1900年~1950年▪3、电子密码时期:1950年~1970年▪4、计算机密码时期:1970年~现在在人类文明刚刚形成的公元前2000年古埃及就有了密码。
贵族克努姆霍特普二世的墓碑上记载了在阿梅连希第二法老王朝供职期间它所建立的功勋。
上面的象形文字不同于我们已知的普通埃及象形文字而是由一位擅长书写的人经过变形处理之后写的，但是具体的使用方法已经失传。
人们推测这是为了赋予铭文以庄严和权威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。
中国密码学发展史
中国密码学发展史
中国密码学发展历史可以追溯到古代的秦朝，当时就有采用密码和密信的情况。
在明清时期，出现了一些著名的密码学家，如朱载堉和吴选等人，他们对密码理论进行了研究和发展。
20世纪初，中国密码学逐渐引入国外的现代密码学理论，如基于数论的密码学和基于代数的密码学等。
20世纪50年代，中国开始在密码研究方面开展大规模的研究工作，取得了一系列的成果。
其中最为著名的是“秘密通信技术”、“公钥密码体制”和“多重密码体制”等技术，它们都具有较高的安全性和实用性。
此外，中国还在密码算法设计、密码分析、数字签名等方面取得了很多成果。
近年来，随着互联网和信息技术的快速发展，密码学也面临着新的挑战和机遇。
中国在密码学研究方面的投入和成果还将继续保持领先地位，为信息安全与保密做出更大的贡献。
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一、古代加密方法
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400年，斯巴达人发明了“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”。
如《水浒传》中梁山为了拉卢俊义入伙，“智多星”吴用和宋江便生出一段“吴用智赚玉麒麟”的故事来，利用卢俊义正为躲避“血光之灾”的惶恐心理，口占四句卦歌：
芦花丛中一扁舟，
俊杰俄从此地游。
义士若能知此理，
反躬难逃可无忧。
暗藏“卢俊义反”四字。
结果，成了官府治罪的证据，终于把卢俊义“逼”上了梁山。
更广为人知的是唐伯虎写的“我爱秋香”：
我画蓝江水悠悠，
爱晚亭上枫叶愁。
秋月溶溶照佛寺，
香烟袅袅绕经楼。
二、古典密码
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。
下面我们举例说一些比较经典的古典密码。
1.滚桶密码
在古代为了确保他们的通信的机密，先是有意识的使用一些简单的方法对信息来加密。
如公元六年前的古希腊人通过使用一根叫scytale的棍子，将信息进行加密。
送信人先将一张羊皮条绕棍子螺旋形卷起来，然后把要写的信息按某种顺序写在上面，接着打开羊皮条卷，通过其他渠道将信送给收信人。
如果不知道棍子的粗细是不容易解密里面的内容的，但是收信人可以根据事先和写信人的约定，用同样的scytale的棍子将书信解密。
2.掩格密码
16世纪米兰的物理学和数学家Cardano发明的掩格密码，可以事先设计好方格的开孔，将所要传递的信息和一些其他无关的符号组合成无效的信息，使截获者难以分析出有效信息。
3. 棋盘密码
我们可以建立一张表，使每一个字符对应一数，是该字符所在行标号，是列标号。
这样将明文变成形式为一串数字密文。
4.凯撒（Caesar）密码
据记载在罗马帝国时期，凯撒大帝曾经设计过一种简单的移位密码，用于战时通信。
这种加密方法就是将明文的字母按照字母顺序，往后依次递推相同的字母，就可以得到加密的密文，而解密的过程正好和加密的过程相反。
5.圆盘密码
人们对凯撒密码进一步改善，只要将字母按照不同的顺序进行移动就可以提高破解的难度，增加信息的保密程度。
如15世纪佛罗伦萨人Alberti发明圆盘密码就是这种典型的利用单表置换的方法加密的方法。
如图在两个同心圆盘上，内盘按不同（杂乱）的顺序填好字母或数字，而外盘按照一定顺序填好字母或数字，转动圆盘就可以找到字母的置换方法，很方便的进行信息的加密与解密。
凯撒密码与圆盘密码本质都是一样的，都属于单表置换，即一个明文字母对应的密文字母是确定的，截获者可以分析对字母出现的频率，对密码体制进行有效的攻击。
Alberti的圆盘理论是古典密码学的主要代表之一, 在粘土圆盘的表面刻上带有
空格的字母, 成为最初人类的加密方式, 这种方式至今还无人能破戒。
6.维吉尼亚（Vigenere）密码
为了提高密码的破译的难度，人们有发明一种多表置换的密码，即一个明文字母可以表示为多个密文字母，多表密码加密算法结果将使得对单表置换用的简单频率分析方法失效，其中维吉尼亚密码就是一种典型的加密方法。
维吉尼亚密码是使用一个词组（语句）作为密钥，词组中每一个字母都作为移位替换密码密钥确定一个替换表，维吉尼亚密码循环的使用每一个替换表完成明文字母到密文字母的变换，最后所得到的密文字母序列即为加密得到的密文。
维吉尼亚是古典密码理论发展上的一个重要里程碑,他的理论又被称为多字母编码。
三、近代密码
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。
计算机和电子学时代的到来给密码设计者带来了前所未有的自由，他们可以轻易地摆脱原先用铅笔和纸进行手工设计时易犯的错误，也不用再面对用电子机械方式实现的密码机的高额费用。
总之，利用电子计算机可以设计出更为复杂的密码系统
Arthur Scherbius于1919年设计出了历史上最著名的密码机—德国的Enigm a机,，在二次世界大战期间，Enigma曾作为德国陆、海、空三军最高级密码机。
Enigma机使用了3个正规轮和1个反射轮。
这使得英军从1942年2月到12月都没能解读出德国潜艇发出的信号。
转轮密码机的使用大大提高了密码加密速度，但由于密钥量有限，到二战中后期时，引出了一场关于加密与破译的对抗。
首先是波兰人利用德军电报中前几个字母的重复出现，破解了早期的Enigma密码机，而后又将破译的方法告诉了法国人和英国人。
英国人在计算机理论之父——图灵的带领下，通过寻找德国人在密钥选择上的失误，并成功夺取德军的部分密码本，获得密钥，以及进行选择明文攻击等等手段，破解出相当多非常重要的德军情报。
计算机和电子学时代的到来使得美国在1942年制造出了世界上第一台计算机。
美国利用计算机轻松地破译了日本的紫密密码，使日本在中途岛海战中一败涂地。
1943年,在获悉山本五十六将于4月18日乘中型轰炸机，由6架战斗机护航，到中途岛视察时，罗斯福总统亲自做出决定截击山本，山本乘坐的飞机在去往中途岛的路上被美军击毁，山本坠机身亡，日本海军从此一蹶不振。
密码学的发展直接影响了二战的战局。
密码编码和密码破译的斗争是一种特殊形式的斗争，这种斗争的一个重要特点是它的隐蔽性。
无论是使用密码的一方，还是破译密码的一方，他们的工作都是在十分秘密地进行。
特别是，对于他们的工作的最新进展更是严格地保密。
当一方改进了自己的密码编码方法时，他不会公开所取得的这种进展；当另一方破译了对方的密码时，他也不会轻易地泄露破译的成果和使用破译所取得的情报，以便能长期地获取情报并取得更有价值的信息。
所以，密码战线上的斗争是一种无形的，不分空间和时间的，隐蔽的战争。
无数历史事实证明，战争的胜负在很大程度上依靠密码保密的成败。
四、现代密码
前面介绍了古典密码和近代密码，它们的研究还称不上是一门科学。
直到1 949年香农发表了一篇题为“保密系统的通信理论”的著名论文，该文首先将信息论引入了密码，从而把已有数千年历史的密码学推向了科学的轨道，奠定了密码学的理论基础。
由于受历史的局限，七十年代中期以前的密码学研究基本上是秘密地进行，而且主要应用于军事和政府部门。
密码学的真正蓬勃发展和广泛的应用是从七十年代中期开始的。
1977年美国国家标准局颁布了数据加密标准DES用于非国家保密机关。
该系统完全公开了加密、解密算法。
此举突破了早期密码学的信息保
密的单一目的，使得密码学得以在商业等民用领域的广泛应用，从而给这门学科以巨大的生命力。
在1976年，美国密码学家迪菲和赫尔曼在一篇题为“密码学的新方向”一文中提出了一个崭新的思想，不仅加密算法本身可以公开，甚至加密用的密钥也可以公开。
但这前不意味着保密程度的降低。
因为如果加密密钥和解密密钥不一样。
而将解密密钥保密就可以。
这就是著名的公钥密码体制。
若存在这样的公钥体制，就可以将加密密钥象电话簿一样公开，任何用户当它想经其它用户传送一加密信息时，就可以从这本密钥薄中查到该用户的公开密钥，用它来加密，而接收者能用只有它所具有的解密密钥得到明文。
任何第三者不能获得明文。
1978年，由美国麻省理工学院的里维斯特，沙米尔和阿德曼提出了RSA公钥密码体制，它是第一个成熟的、迄今为止理论上最成功的公钥密码体制。
它的安全性是基于数论中的大。