密码学1.66
密码学概述
– 表1-1 Polybius校验表
1 1 2 3 4 5 A F L Q V
2 B G M R W
3 C H N S X
4 D I/J O T Y
5 E K P U Z
• 古典密码（机械阶段） 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。Caesar密码就 是一种典型的单表加密体制；多表代替密码有Vigenere密码、Hill 密码；著名的Enigma密码就是第二次世界大战中使用的转轮密码。
第一章 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
• 古代加密方法（手工阶段） 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
密码学概述 (Cryptology Summary)
引言 密码学简介
• 密码学是一门古老而年轻的科学，在当今的信息 时代，大量敏感信息如法庭记录、私人文档、软 件源代码、银行交易、保险单据等常常通过公共 通信设施或计算机网络来进行交换。 • 为了保证这些信息的私密性、完整性、真实性， 必须使用技术手段对其进行处理。
密码学概览
for(int i=0;i<5;i++){ for(int j=0;j<5;j++){ mp.insert(pair<char,WordPos>{keys[i][j],WordPos{i,j}}); }
} mp.insert(pair<char,WordPos>{'J',mp['I']}); }
密码学（Cryptography）
密码编码学
是在第三方存在的情况下进行安全通信的实践和研究
更一般地说，它是一个构建和分析以消除敌方影响，并多方面保护信息安全的协议,例：
保密性 真实性 权威性 防抵赖
典型的密码学
通常用于机密使用
A和B共享同一个秘密信息，以保证他们的通话
现代密码
涉及到更多的安全服务 保密性 真实性 权威性 防抵赖
} string ErrorTextCipher_Encode(const string& p, const string& k,const char matrix[26][26]) {
string key = ""; string res = ""; ErrorTextCipher_KeyExpand(key, k, p.size()); for (int j = 0; j < p.size(); j++) {
}
for(int i=0;i<group.size();i+=2){ char p_1=group[i]; char p_2=group[i+1]; WordPos pos_1=mp[p_1]; WordPos pos_2=mp[p_2]; char c_1,c_2; if(pos_1.x==pos_2.x){ pos_1.x=(pos_1.x+1)%5; pos_2.x=(pos_2.x+1)%5; }else if(pos_1.y==pos_2.y){ pos_1.y=(pos_1.y+1)%5; pos_2.y=(pos_2.y+1)%5; }else{ swap(pos_1.x,pos_2.x); } c_1=PlayfairCipher_GetKeyChar(keys,pos_1); c_2=PlayfairCipher_GetKeyChar(keys,pos_2); res+=c_1; res+=c_2;
密码学的基本原理和应用
密码学的基本原理和应用密码学（Cryptology）是研究如何保护信息的学科，它主要涉及到两个方面：加密（Encryption）和解密（Decryption）技术。
加密技术是将明文（Plaintext）转化为密文（Ciphertext），以便在传输时保护信息不被窃取或篡改；解密技术是将密文转化为明文，以便信息接收方能正常理解。
密码学已经成为当今信息时代的重要支撑之一，它的应用范围广泛，从普通的数据传输到电子商务、金融、军事等领域。
本文将介绍密码学的基本原理和应用。
一、密码学的基本原理密码学的基本原理是基于数学的算法来实现加密和解密。
1. 对称加密算法（Symmetric Cryptography）对称加密算法采用同一密钥对明文进行加密和密文进行解密，即接收方和发送方都拥有同样的密钥。
在对称加密算法中，最常见的是DES（Data Encryption Standard）算法。
DES算法是一种基于置换和代换的密码算法，它将64位明文分为两个32位的半块，然后进行16轮的加密和解密，使用密钥可以在加密和解密中完成。
2. 非对称加密算法（Asymmetric Cryptography）非对称加密算法采用两个密钥，一个是公钥（Public Key），一个是私钥（Private Key）。
公钥可以公开，任何人都可以得到，用于加密明文；而私钥是保密的，只有一个人能得到，用于解密密文。
当接收方收到密文时，只有他知道解密的私钥，才可以解密密文。
RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法是一种典型的非对称加密算法，它可以使用1024位或更长的密钥来保证安全性。
3. 哈希算法（Hash Algorithm）哈希算法是一种将任意长度的输入“压缩”为固定长度输出的算法，通常输出长度为128位、160位、256位等。
哈希算法能对任意长度的数据进行不可逆加密，其输出值称为哈希值（Hash Value）。
哈希算法在数字签名、消息鉴别码、密码验证等领域广泛应用，SHA（Secure Hash Algorithm）算法是其中一种。
什么是密码学？
什么是密码学？
密码学是一门关于信息安全和加密原理的学科。
它涉及到设计和使用密码算法来保护通信和数据的机密性、完整性和可用性。
密码学可以分为两个主要领域：对称加密和非对称加密。
对称加密是一种加密方法，使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
这意味着发送方和接收方都必须共享相同的密钥才能进行安全的通信。
常见的对称加密算法包括DES，AES和RC4。
非对称加密是一种加密方法，使用一对密钥进行加密和解密。
这对密钥被称为公钥和私钥。
公钥可以公开给任何人，用于加密数据，而私钥只能由数据的接收方使用来解密数据。
这种方法保证了通信的安全性，因为即使公钥被泄露，攻击者也无法解密数据。
常见的非对称加密算法包括RSA和椭圆曲线密码算法。
密码学还涉及到其他领域，如哈希函数和数字签名。
哈希函数将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值，用于验证数据的完整性。
数字签名使用非对称加密算法来验证数据的来源和完整性。
密码学在现代社会中起着重要的作用，保护着我们的个人隐私和敏感信息。
了解密码学的基本原理和工作方式有助于我们更好地理解信息安全的重要性，并采取适当的措施来保护我们的数据。
密码学的原理与应用
密码学的原理与应用密码学是一门研究信息安全的学科，它的核心是加密和解密。
加密是指将明文转换为密文，使得只有授权的人才能够解密并获得信息，从而实现信息保密的目的。
相反，解密则是将密文恢复为明文，以获取所需要的信息。
密码学应用广泛，涉及到各种数据传输、存储和处理的领域，在网络通信、金融交易、电子商务、身份认证等方面都得到了广泛的应用。
密码学的原理密码学的核心是加密算法，它是一种将明文转换为密文的数学运算过程。
其中包含两个主要的要素：密钥和明文。
密钥是一个个数码串，它是用于保证数据安全的关键。
对于同一个明文，使用不同的密钥加密后，得到的结果是完全不同的。
这就保证了数据的安全性。
明文是需要加密的信息，它可能是纯文本、图像、音频等各种形式。
在加密过程中，通常会先将明文转换为二进制数字，再用加密算法进行处理。
密码学中的加密算法有两类：对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法又称为私钥加密算法，它的原理是使用同一个密钥进行加密和解密。
常见的对称加密算法包括DES、3DES、AES等。
非对称加密算法也称为公钥加密算法，它包含了两个密钥：公钥和私钥。
公钥可以被任何人获得，私钥则只有拥有者知晓。
使用公钥加密的数据只能使用私钥进行解密，这就保证了数据的安全性。
常见的非对称加密算法有RSA、Elliptic Curve Cryptography等。
密码学的应用密码学应用广泛，其主要目的是保护隐私和安全。
其中一个应用场景就是网络通信。
网络通信中存在着大量需要加密的数据，例如身份认证、银行交易、电子邮件等。
在这些领域中，加密算法起到了重要的作用。
使用加密算法可以保证数据的隐私和安全，从而防止黑客攻击、网络监听等问题。
在金融交易方面，使用密码学可以保证用户信息、资金交易的安全。
密码学还可以用于数字签名。
数字签名是用于证明数据的真实性和完整性。
数字签名采用的是非对称加密算法，它可以保证数据不被篡改、伪造和重播。
数字签名最大的好处是可以加强电子合同、电子证照、电子票据等文书的可信度，使得这些文书具有和纸质文书同样的法律效力。
密码学知识
密码学知识
密码学是研究如何保护信息安全和实现安全通信的学科。
它主要关注以下几个方面的内容：
1. 对称加密：对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
对称加密算法的优点是加密和解密速度快，但需要确保密钥的安全性。
2. 非对称加密：非对称加密算法使用一对密钥，包括公钥和私钥。
公钥用于加密，私钥用于解密。
常见的非对称加密算法有RSA、ElGamal等。
非对称加密算法的优点是密钥的分发和管理相对较简单，但加解密速度较慢。
3. 散列函数：散列函数将任意大小的数据映射为固定长度的散列值。
常见的散列函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
散列函数的主要应用包括数据完整性检验和密码存储。
4. 数字签名：数字签名用于验证信息的真实性和完整性。
发送者使用私钥对信息进行签名，接收者使用发送者的公钥验证签名是否有效。
常见的数字签名算法有RSA、DSA等。
5. 随机数生成：密码学中需要大量的随机数，它们被用于生成密钥、初始化向量等。
随机数生成器的质量对密码系统的安全性至关重要。
6. 密码协议：密码协议用于安全地传输和交换密钥，保证通信的机密性和完整性。
常见的密码协议有SSL/TLS、SSH等。
密码学的目标是确保信息的机密性、完整性和可用性。
它在互联
网、电子商务、移动通信等领域起着重要的作用，保护用户的隐私和数据安全。
密码学详细介绍特此推荐
对密文 c=(c1,c2,…,cn), 解密变换为： Dk(c)=(m1,m2,…,mn), 其中 mi=(ci －ki)(mod26)，i =1,2,…,n
一般单表替代密码算法特点： ✓ 密钥空间K很大，|K|=26!=4×1026 ，破译者穷举搜索计算不可行， 1
微秒试一个密钥，遍历全部密钥需要1013 年。 ✓密钥π不便记忆。
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第2章 古典密码技术
2.1.1 单表替代密码（续）
• 移位密码
明文空间M、密文空间C都是和密钥空间K满足 P C K 0,1,2,...,25 Z 26
由于每一密钥序列都是等概率随机产生的，敌手没有任何信息用来对密文 进行密码分析。香农（Claude Shannon）从信息论的角度证明了这种密码体 制在理论上是不可破译的。但如果重复使用同一个密钥加密不同的明文，则 这时的Vernam密码就较为容易破译。
若敌手获得了一个密文c=(c1 c2 c3 … ci …) 和对应明文m=(m1 m2 m3 … mi …) 时，就很容易得出密钥 k=(k1 k2 k3 … ki …) ，其中ki ＝ ci mi ，i≥1。 故若重复使用密钥，该密码体制就很不安全。
当选择上面的密钥进行加密时，若明文为“china”，则密文为“yfgmk”。 显然，不同的密钥可以得到不同的替换表，对于明文为英文单词或短语 的情况时，密钥短语密码最多可能有26!=4×1026个不同的替换表。
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第2章 古典密码技术
2.1.1 单表替代密码（总结）
密码学知识点总结
密码学知识点总结密码学的发展可以追溯到古代，古希腊和罗马就有使用密码进行通信的记录。
而现代密码学的起源可以追溯到二战期间，当时的盟军和轴心国都使用密码学来保护其通信内容。
随着计算机技术的发展，密码学变得更加重要和复杂，研究和应用领域也日益广泛。
在密码学中，有许多重要的概念和技术，下面我们将简要介绍一些主要的知识点。
1. 对称加密和非对称加密对称加密是指加密和解密使用相同的密钥的加密方式。
例如，最简单的对称加密算法是凯撒密码，使用一个固定的偏移量将字母替换成其他字母来加密。
而非对称加密则使用不同的密钥进行加密和解密，公钥用于加密，私钥用于解密。
非对称加密算法有RSA、椭圆曲线加密等。
对称加密的速度通常更快，而非对称加密更安全，因为加密和解密的密钥是分离的。
2. 数字签名数字签名是一种确保信息完整性和真实性的技术，它用于验证信息的发送者是合法的。
数字签名通过使用发送者的私钥对信息进行签名，接收者通过使用发送者的公钥来验证签名的有效性。
数字签名在电子支付、电子合同和网上交易中发挥了重要作用。
3. 哈希函数哈希函数是将任意长度的输入数据转换成固定长度的输出数据的一种函数。
哈希函数具有单向性和抗碰撞的特性，即不能通过哈希值还原出原始数据，且不同的输入数据产生相同的哈希值的可能性极小。
哈希函数在密码学中用于密码存储、数字签名、消息摘要等方面。
4. 加密协议加密协议是一种用于保护通信数据安全的协议。
例如，SSL/TLS协议用于在互联网上安全地传输数据，IPsec协议用于在网络层保护通信数据。
加密协议通常包括密钥交换、加密算法和认证机制。
5. 公钥基础设施（PKI）公钥基础设施是一种用于管理公钥和数字证书的框架。
PKI包括数字证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）和证书库。
数字证书是用于验证公钥和身份的一种凭证，它通常包括了公钥、持有者的身份信息和数字签名。
密码学是一门广泛的学科，涉及到数学、计算机科学、信息安全等多个领域。
《密码学概论》课件
安全性：DES的密钥空间为2^56，理论上可以抵抗暴力破解 应用：DES广泛应用于金融、政府、军事等领域，是国际上公认的 安全标准之一
国际数据加密算法（IDEA）
概述：一种对称密码 体制，用于加密和解 密数据
特点：速度快，安全 性高，易于实现
商务中。
公钥基础设施（PKI）
公钥基础设施 （PKI）是一种基 于公钥密码体制的 密钥管理和分发系 统。
PKI的主要功能包 括密钥生成、分发、 存储、撤销和更新。
PKI的核心组件包 括证书颁发机构 （CA）、注册机 构（RA）和证书 存储库（CS）。
PKI的应用场景包 括电子邮件加密、 网络支付、电子政 务等。
非对称密码体制：加密和解密使用不 同的密钥
密钥管理：管理密钥的生成、分发、 存储和使用
哈希函数：单向函数，用于生成固定长 度的输出
密码分析：分析密码的强度和破解方 法
密码分析攻击
密码分析攻击的定义：对加密信息进行解密的过程
密码分析攻击的分类：包括频率分析、字母频率分析、凯撒密码分 析等
密码分析攻击的方法：包括暴力破解、字典攻击、彩虹表攻击等
物联网安全：密 码学在物联网安 全中的重要性
密码学技术：密 码学在物联网中 的应用技术
挑战与机遇：密 码学在物联网发 展中面临的挑战 和机遇
未来趋势：密码 学在物联网中的 应用和发展趋势
区块链技术与密码学的融合发展
密码学：研究加密、解密、 密钥管理等技术的学科
融合发展：区块链技术需要 密码学的支持，密码学在区
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密码学的目的是保护信息的机密 性、完整性和可用性。
密码学科普
密码学科普密码学是研究如何在通信过程中确保信息的安全性和保密性的学科。
它涉及到加密、解密、认证、数字签名等技术，广泛应用于网络通信、电子商务、金融交易等领域。
以下是密码学的一些基础知识：加密算法：加密算法是用于将原始数据转换为不可读的形式，以确保只有授权的人能够读取信息。
常见的加密算法包括对称加密算法（如AES、DES）和非对称加密算法（如RSA、ECC）。
密钥管理：在加密过程中，密钥是非常重要的。
对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密算法使用一对密钥：公钥和私钥。
密钥的安全性直接影响到加密系统的安全性。
数字签名：数字签名是一种用于验证文件完整性和认证发送方身份的技术。
它结合了非对称加密和哈希函数，确保文件在传输过程中不被篡改，并且能够确定文件的发送方。
哈希函数：哈希函数是将输入数据转换为固定长度的输出的算法。
它常用于密码学中的消息摘要和数字签名，可以确保数据的完整性和一致性。
公钥基础设施（（PKI）：PKI是一种管理数字证书、公钥和私钥的框架，用于建立安全的通信通道。
PKI通常包括证书颁发机构（（CA）、注册机构（（RA）和证书吊销列表（（CRL）等组件。
安全协议：安全协议是用于确保通信安全的协议，如SSL/TLS协议用于保护网络通信安全，IPsec协议用于保护IP 网络通信安全等。
密码分析：密码分析是研究密码系统的安全性并发现其中潜在弱点的过程。
它包括传统的密码破解方法、差分密码分析、线性密码分析等技术。
密码学在当今信息社会中扮演着至关重要的角色，它不仅应用于保护个人隐私和商业机密，还用于确保国家安全和网络安全。
随着技术的不断发展，密码学也在不断演进和完善，以应对不断增长的安全挑战。
密码学基本概念
密码学基本概念介绍如下：
密码学是研究信息安全与保密技术的学科。
它主要涉及加密和解密，密码学由许多基本概念组成，本文将对其中的一些基本概念进行介绍。
1.密码体系
密码体系是一种用于保护机密信息的系统，它由加密算法、解密算法、密钥生成算法等组成。
2.对称密钥加密
对称密钥加密指的是加密和解密同使用密钥的方式，这种加密方式效率高，但密钥的管理难度大。
3.非对称密钥加密
非对称密钥加密指的是加密和解密使用不同的密钥，其中一个是公钥（公开），另一个是私钥（保密），公钥用于加密，私钥用于解密，这种方式安全性高，但加密和解密效率比较低。
4.数字签名
数字签名是用于确认电子文档或文件的实体身份和文件完整性的一种技术。
它使用非对称密钥加密的方式，可以保证文件在传输过程中的安全，防止被篡改。
5.散列函数
散列函数也称哈希算法，用于将任意长度的数据映射成固定长度的数据串的一种函数式算法。
散列函数通常用于密码学中的消息摘要、数字签名等应用中。
6.加密强度
加密强度是指加密算法的安全强度，也是评估加密算法可靠性的重要指标。
加密强度越高，破解难度越大。
7.密码学攻击
密码学攻击是指黑客和破解者利用漏洞和弱点，通过各种方式对密码系统进行破解和攻击，从而窃取机密信息。
常见的攻击手段包括暴力破解、侧信道攻击、社会工程学攻击等。
总的来说，密码学是信息安全领域中的重要分支，它涵盖了许多重要的概念和技术，如加密算法、解密算法、密钥管理、数字签名等。
要想保护机密信息的安全，必须对密码学的基本概念有所了解，并且了解如何正确使用这些概念和技术，以确保信息的安全和完整性。
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。
密码学
密码学一. 密码学简介据记载，公元前400年，古希腊人发明了置换密码。
1881年世界上的第一个电话保密专利出现。
在第二次世界大战期间，德国军方启用“恩尼格玛”密码机，密码学在战争中起着非常重要的作用。
随着信息化和数字化社会的发展，人们对信息安全和保密的重要性认识不断提高，于是在1997年，美国国家标准局公布实施了“美国数据加密标准（DES）”，民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中，采用的加密算法有DES、RSA、SHA等。
随着对加密强度需求的不断提高，近期又出现了AES、ECC等。
我国也相应提出了自己国家的ECC、SCB2、SCH等加密算法。
使用密码学可以达到以下目的：1. 保密性：防止用户的标识或数据被读取。
2. 数据完整性：防止数据被更改。
3. 身份验证：确保数据发自特定的一方。
二. 加密算法介绍根据密钥类型不同将现代密码技术分为两类：对称加密算法（秘密钥匙加密）和非对称加密算法（公开密钥加密）。
两者的区别在于：对称钥匙加密系统是加密和解密均采用同一把秘密钥匙，而且通信双方都必须获得这把钥匙，并保持钥匙的私密性。
非对称密钥加密系统采用的加密钥匙（公钥）和解密钥匙（私钥）是不同的。
2.1 对称加密算法对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密，现在，通常使用分组密码（block cipher）或序列密码（stream cipher）实现对称密码，由于序列密码算法不常用，所以本文将只讨论分组密码，常用的分组密码算法包括：1. DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。
2. 3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。
3. AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高。
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。
密码学的基本原理与应用
密码学的基本原理与应用随着计算机技术的发展，信息安全问题越来越受到人们的关注。
在网络时代，信息的加密和解密成为了一项非常重要的技术——密码学。
密码学广泛应用于保护网络通信、电子商务交易、数字版权管理等方面。
本文将介绍密码学的基本原理、加密算法和应用。
一、密码学的基本原理密码学是一门使用数学理论和技术手段保护信息安全的学科，其基本原理可以概括为加密和解密。
加密是将明文（未加密的信息）通过加密算法变为密文，使其变得难以被其他人读懂。
解密则是将密文还原成明文。
密码学的基本原理包括对称加密和非对称加密。
1. 对称加密对称加密又称为共享密钥加密，其加密和解密过程使用同一个密钥。
发送方使用密钥对明文进行加密后发送给接收方，接收方使用相同的密钥对密文进行解密。
对称加密的优点是加密速度快，适合大数据量的加密。
最流行的对称加密算法是AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准），该算法相对较安全。
其加密密钥长度可以设置为128位、192位或256位，其中256位的密钥长度是目前最安全的。
2. 非对称加密非对称加密也称为公钥加密，其加密和解密过程使用不同的密钥，即公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥加密明文，并将密文发送给接收方，接收方使用自己的私钥解密。
与对称加密相比，公钥加密更安全，因为公钥是公开的，但私钥只有接收方持有。
非对称加密算法有很多，其中最流行的是RSA算法，它是利用两个大质数相乘的难题来实现加密和解密。
二、密码学的应用1. 网络通信安全在网络通信中，数据传输的过程中可能被黑客截获和窃取，为了确保通信安全，可以使用SSL（Secure Sockets Layer，安全套接字层）协议进行加密。
该协议使用公钥加密技术，可以确保通信过程中数据不被窃取或篡改，保护用户的隐私和安全。
2. 数字签名数字签名是一种数字技术，用于验证文档或电子邮件的真实性和完整性。
其基本原理是使用私钥对文档进行签名，签名后的文档可以确保完整性和非抵赖性。
密码学
密码学-Cryptology研究编制密码和破译密码技术的科学。
研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称密码学。
密码编码学-Cryptography密码分析学-Cryptanalysis别名：破译学传统密码学：隐写术、棋盘密码、凯撒密码、栅栏密码、转轮密码、弗纳姆密码阿、现代密码学：现代密码学奠基人：香农（Shannon）1949年《保密系统的通信理论》密码体制：别名：密码系统定义：指能完整地解决信息系统中的机密性、完整性、认证性、可控性及不可否认性等问题中的一个或几个的系统，包括由明文、密文、密钥、加密算法、解密算法组成的五元组。
密码体制的原则：柯克霍夫原则：秘密必须完全寓于密钥中，即使加密和解密的过程公开了，只要密钥是安全的，则攻击者就无法推导出明文。
对称密码体制（Symmetric Key Cryptosystem）：别名：秘密密钥密码体制（Secret Key Cryptosystem）单密钥密码体制（One Key Cryptosystem）传统密码体制（Traditional Cryptosystem）非对称密码体制（Asymmetric Key Cryptosystem）别名：公钥密码体制、公开密钥密码体制（Public Key Cryptosystem）、双钥密码体制（Double Key Crytosystem）公开密钥密码体制：就是使用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。
加密：在密码学中，加密是通过特定的加密算法将明文信息隐匿起来，转变成密文的过程。
密码学的基本知识
密码学的基本知识密码学的基本知识密码学是研究信息安全技术的一门学科，主要研究如何利用密码学算法保护信息的机密性、完整性和可用性。
密码学的基本知识包括密码学的概念、密码学的分类、密码学的应用和密码学的发展历程。
一、密码学的概念密码学是指研究保护信息安全的学科，在信息处理和传输过程中，利用各种密码学算法保护信息机密性、完整性和可用性的一门学科。
密码学在保障信息安全、维护国家和个人利益、防止信息泄露和被黑客攻击等方面起着重要的作用。
二、密码学的分类根据密码学的研究对象和研究内容不同，可以将密码学分为三类。
分别是：（1）传统密码学传统密码学即基于数学和机械原理的密码学，比如凯撒密码、替换密码、移位密码、仿射密码等。
这类密码学算法的加密过程简单、易于操作，但是密文易被破解，不适用于保护重要的信息。
（2）现代密码学现代密码学又可以分为对称密码和非对称密码。
对称密码即加密和解密使用相同密钥的密码学算法，包括DES、AES、RC5等；非对称密码即加密和解密使用不同密钥的密码学算法，包括RSA算法、ECC算法等。
现代密码学算法的加密过程复杂、密钥长度较长、攻击难度较大，适用于保护重要的信息。
（3）量子密码学量子密码学是指利用量子物理原理保护信息安全的密码学，在传输过程中实现信息加密和解密。
这类密码学算法通过利用量子计算机的特性，解决了传统密码学算法中存在的问题，提供了更高的安全性。
三、密码学的应用密码学的应用广泛，涉及到军事、政治、商业、金融、电子商务、网络安全等领域。
其中常见的应用包括：（1）网络安全在现代社会中，网络安全是一个非常重要的问题。
密码学能够在网络传输过程中，对数据进行安全加密和解密。
这使得数据的机密性和完整性得到保障，从而避免了网络攻击和窃取数据的风险。
（2）金融安全密码学在金融行业中的应用非常广泛，比如银行卡、电子支付、网络支付等。
密码学算法能够对这些交易过程进行安全加密，从而保护用户的支付信息和个人隐私。
密码学课件
（3）选择明文攻击。分析者不仅可得到一些消息的密文和相应的明文， 而且他们也可选择被加密的明文。这比已知明文攻击更有效。因为密 码分析者能选择特定的明文块去加密，那些块可能产生更多关于密钥 的信息，分析者的任务是推出用来加密消息的密钥或导出一个算法， 此算法可以对用同一密钥加密的任何新的消息进行解密。 已知：P1，C1=Ek（P1），P2，C2=Ek（P2），L，Pi，Ci=Ek（Pi） 其中P1，P2，L，Pi是由密码分析者选择的。 推导出：密钥k，或从Ci+1= Ek（Pi+1）推出Pi+1的算法。 （4）选择密文攻击。密码分析者能选择不同的被加密的密文，并可得 到对应的解密的明文，例如密码分析者存取一个防窜改的自动解密盒， 密码分析者的任务是推出密钥。 已知：C1，P1=Dk（C1），C2，P2=Dk（C2），L，Ci，Pi=Dk （Ci）， 推导出： k。
1.5 对密码系统的攻击
密码分析者破译或攻击密码的方法主要有穷举攻击法、统计分析法和数 学分析攻击法。 （1）穷举攻击法 穷举攻击法又称为强力或蛮力（Brute force）攻击。这种攻击方法是对
截获到的密文尝试遍历所有可能的密钥，直到获得了一种从密文到明文 的可理解的转换；或使用不变的密钥对所有可能的明文加密直到得到与 截获到的密文一致为止。 （2）统计分析法 统计分析攻击就是指密码分析者根据明文、密文和密钥的统计规律来破 译密码的方法。 （3）数学分析法 数学分析攻击是指密码分析者针对加解密算法的数学基础和某些密码学 特性，通过数学求解的方法来破译密码。数学分析攻击是对基于数学难 题的各种密码算法的主要威胁。 在假设密码分析者已知所用加密算法全部知识的情况下，根据密码分 析者对明文、密文等数据资源的掌握程度，可以将针对加密系统的密码 分析攻击类型分为以下四种：
必备知识安全工程师中的密码学
必备知识安全工程师中的密码学密码学是安全工程师必备的重要知识之一。
在当今互联网时代，信息安全问题日益突出，密码学的应用不可忽视。
本文将为读者介绍密码学在安全工程师中的必备知识，包括密码学的基本概念、密码算法的分类与应用以及密码学在网络安全中的重要性。
一、密码学的基本概念密码学是研究保护信息安全的学科，主要包括密码学的基本原理、密码算法和密码协议等内容。
密码学的基本概念主要包括明文、密文、加密算法、解密算法和密钥等。
明文是指未经加密处理的原始数据，密文是指通过加密算法对明文进行转换后得到的加密数据。
加密算法是指将明文转化为密文的数学运算过程，解密算法则是将密文还原为明文的运算过程。
密钥是加密算法中的重要参数，它可以是一串字符或者是一段数据，其选择和使用将直接影响加密的安全性和效果。
二、密码算法的分类与应用密码算法可以根据其加密方式和密钥的长度来进行分类。
常见的密码算法包括对称密码算法和非对称密码算法。
对称密码算法又称为私钥密码算法，它使用同一个密钥进行加密和解密，加密和解密过程相同。
对称密码算法的特点是加密速度快，但密钥的管理和分发较为困难。
常见的对称密码算法有DES、AES等。
非对称密码算法又称为公钥密码算法，它使用一对密钥进行加密和解密，其中一个密钥为公开密钥，用于加密数据；另一个密钥为私密密钥，用于解密数据。
非对称密码算法的特点是加密强度高，但加密和解密速度相对较慢。
常见的非对称密码算法有RSA、DSA等。
密码学在安全工程师中的应用非常广泛。
安全工程师可以利用密码算法对敏感数据进行加密保护，防止数据泄露和非法获取。
密码学还广泛应用于网络通信、电子商务、数字证书等领域，保障着信息安全与隐私保护。
三、密码学在网络安全中的重要性网络安全是信息时代的重要议题，密码学在网络安全中起到了至关重要的作用。
密码学可以用来保障网络通信的机密性、完整性和身份认证。
首先，密码学可以保障网络通信的机密性。
通过使用加密算法，将明文转化为密文后传输，即使被第三方截获，也无法解读其真正的含义。
密码学
密码学随着人们在互联网上的活动越来越频繁，如何保护自己的隐私成为了一个越来越受关注的话题。
保护隐私，那就离不开密码学。
密码学是研究编译密码和破译密码的学问，编译出一个好密码才能更好地保护自己的隐私；寻求破译密码的方法，才能更好的防范于未然。
密码学在信息安全领域起着基本的、无可代替的作用。
事实上，密码是解决网络信息安全的的关键技术，是现代数据安全的核心。
像身份识别，信息在存储和传输过程中的加密保护，信息的完整性，数字签名和验证等都要依靠密码技术才能得以实现。
最早的密码学记载出现在公元前400多年，主要用于战争中，通过一些简单的信息加密方法来保障他们通信的机密。
由于文字的出现和使用，这种确保通讯机密的方法就成为了一门学问。
其实，密码学真正成为一门科学是在19世纪末和20世纪初。
两次世界战争中各国为了获取敌国机密，使用了各种手段，加上军事、数学特别是通讯方面的迅速发展，通讯机密的获取和破译，几乎成为获取战争胜利的关键。
太平洋战争中因为美军破译了日本的军事指挥机密，在中途岛击溃了日军，成功扭转了战争局面。
而现代的密码学的确立是在上世纪70年代，计算机的蓬勃发展使密码学得到了更广的应用。
现代密码学研究信息从发端到收端的安全传输和安全存储，是研究“知己知彼”的一门科学。
其核心是密码编码学和密码分析学，前者研究令人难以破解，更高效安全的密码编码方式，后者是对这些编码方式进行破译的学问。
也就是说，密码学是一门“矛”与“盾”直接碰撞的科学。
密码学的“矛”就是加密算法。
加密算法主要分为对称加密算法和非对称加密算法。
由于加密和解密使用同样规则（简称"密钥"），这被称为"对称加密算法"（Symmetric-key algorithm）。
加密和解密可以使用不同的规则，只要这两种规则之间存在某种对应关系即可，这样就避免了直接传递密钥。
这种新的加密模式被称为"非对称加密算法"。
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现代密码学实验报告 1 实验项目：Mathematica的使用与古典密码实验教师评语：
实验报告
一、实验目的与要求
目的：了解Mathematica中一些与密码学有关的运算。
掌握用Mathematica 进行仿射密码加解密，了解多表密码加解密。
内容：用Mathematica求解模运算和模幂运算等。
用Mathematica编程完成课本11页第1题、第2题和第3题的计算。
要求：课本11页第1题、第2题和第3题有Mathematica求解的程序和结果。
二、实验方案
1.求加密仿射变换，运行：
affine t["thenationalsecurityagency",11,23]
求解密仿射变化: a1=PowerMod[11-1, 26]；b1 = Mod[-a1*23 26];
得a1=19;b1=5,
再运行：
affinecrypt["ywpkxyhvkxonptjchybxlpktb",a1,b1]
2.求出a,b：
输入命令：
解密过程：
输入命令：
输出：
输入命令：
输出：
输入命令：
3.加密过程：
运行：A={{3,13,21,9},{15,10,6,25},{10,17,4,8},{1,23,7,2}};
B={1,21,8,17};
m="pleasesendmethebookmycreditcardnoissixonetwoonethreeeightsixz eroonesixeightfourninesevenzerotwol";
s=StringLength[m];
t=Length[B];
m1=Table[StringTake[m,{i}],{i,1,s}];
m2=txt2num0[m1];
m3=Table[{m2[[t*i-3]],m2[[t*i-2]],m2[[t*i-1]],m2[[t*i]]},{i,1,s/ t}];
m4=Transpose[m3];
B1=Transpose[Table[B,{i,1,s/t}]];
c1=A.m4+B1;
c2=Transpose[c1];
c3=Table[c2[[Floor[i/t]+1,Mod[i,t]+1]],{i,0,s-1}];
c4=Mod[c3,26];
c5=Table[alph0[c4[[i]]],{i,1,s}];
c=StringJoin[c5]
解密过程：
运行：
A={{3,13,21,9},{15,10,6,25},{10,17,4,8},{1,23,7,2}};
B={1,21,8,17};
c="nqxbbtwbdcjjijdtxdcfyfsglygdmoxnllgnhapcqzzqzcrgzezjuiebrrsgn emvqdjemxnaierpxakmyrbytqfmnemvjbom";
s=StringLength[c];
t=Length[B];
c1=Table[StringTake[c,{i}],{i,1,s}];
c2=txt2num0[c1];
c3=Table[{c2[[t*i-3]],c2[[t*i-2]],c2[[t*i-1]],c2[[t*i]]},{i,1,s/ t}];
c4=Transpose[c3];
B1=Transpose[Table[B,{i,1,s/t}]];
A1=Mod[PowerMod[Det[A],-1,26]*Det[A]*Inverse[A],26];
m1=A.(c4-B1);
m2=Transpose[m1];
m3=Table[m2[[Floor[i/t]+1,Mod[i,t]+1]],{i,0,s-1}];
m4=Mod[m3,26];
m5=Table[alph0[m4[[i]]],{i,1,s}];
m=StringJoin[m5]
三、实验结果和数据处理
1.加密结果为：
“ywpkxyhvkxonptjchybxlpktb”。
解密结果为：
"thenationalsecurityagency"。
2.求出a、b结果为：
明文为：
3.加密结果为：xbbtwbdcjjijdtxdcfyfsglygdmoxnllgnhapcqzzqzcrgzezjuiebrrsgnemvqdjemxnaierpx akmyrbytqfmnemvjbom
解密结果为："pleasesendmethebookmycreditcardnoissixonetwoonethreeeightsixzeroonesi xeightfourninesevenzerotwol"
四、结论
用软件计算比人工手算要容易得多也要快得多，但是运行过程中也会出现许多细节上的问题要注意！程序运算也是比较容易出错的，所以要非常地细
心方能避免问题的发生！
五、问题与讨论
1.运行过程中发现运行出错。
当发现运行出错的时候首先应该先检查自己所输入的程序有没有出错，为了能更好更快的发现问题，应该一行一行地输入检查，当发现自己无法解决的问题时候应该及时请求老师协助帮忙解决问题！
2.本次实验中主要会出现哪些细节上的问题？
本次试验中第三题是比较容易出错，因为程序比较多，输入的时候可能会出错！所以要特别细心！还要注意的是整除问题，若不能整除应该及时补位，若不补位，则无法运算出最后结果，第三题需补一位方能整除！。