密码学简史资料
密码学大事记载
美国破译了日本海军的无线电报密码，掌握了日本的企图。太平 洋战区总司令海军上将C.W.尼米兹迅速调集3艘航空母舰（舰载机 230多架），组成航空母舰中途岛海战编队群（含其他战斗舰艇40 多艘），由他直接指挥 ，预先进至中途岛东北约200海里海域展 开 ，隐蔽待机。同时，美军还加强了中途岛的防御。
使日本4艘航空母舰，1艘巡洋舰被炸沉，330架飞机被击落；几百 名经验丰富的飞行员和机务人员阵亡。而美国只损失了1艘航空母 舰，1艘驱逐舰和147架飞机。 从此，日本丧失了在太平洋战场上 的制空权和制海权。
密码破译---山本五十六的灾难
1943年4月，日本海军最高司令部发出的绝密：日本联 合舰队总司令长官山本五十六大将，将于4月18日上午9 时45分，由6架零式战斗机保护，乘两架轰炸机飞抵卡 西里湾，山本的全部属员与他同行。 这份电报当即被美国海军的由数学家和组合学家组成的 专家破译小组破译，通过海军部长弗兰克· 诺克斯之手， 马上被送到美国总统罗斯福的案头。 于是，美国闪电式战斗机群在卡西里湾上空将山本的座 机截住，座机在离山本的目的地卡西里只有几英里的荆 棘丛中爆炸。
ABC 明文
KQX Enigma解密 密文
decode
ENIGMA加密的关键：这不是一种简单替换密 码。 同一个字母在明文的不同位置时，可以被不 同的字母替换 频率分析法在这里就没有用武之地了。这种 加密方式被称为“复式替换密码”。
三个部分：键盘、 转子和显示器。
一共有26个键，键 盘排列接近我们现 在使用的计算机键 盘。
第二次世界大战--- ENIGMA
1940至1942年是加密和解密的拉锯战，成功的解码 提供了很多宝贵的情报。例如在1940年得到了德军进 攻丹麦和挪威的作战图，以及在不列顚战役（Battle of Britain）事先获得了空袭情报，化解了很多危机。 但“谜”却并未被完全破解，令德国一直在大西洋战 役中占上风。 最后英国在“顺手牵羊”(电影U-571)的行动中在德 国潜艇上俘获“谜”的密码簿，破解了“谜”。英国 以各种虚假手段掩饰这件事，免得德国再次更改密码， 并策划摧毁了德国的补给线，缩短了大西洋战役。
密码学简史
密码学简史
密码学是一门使用各种密码技术来保护信息的学科。
其历史可以追溯到古代文明时期，当时人们使用基于置换和置换密码的方法来加密通信。
在中世纪，密码学开始发展成为一门独立的学科。
人们使用复杂的密码系统来保护军事和政治情报。
一些重要的密码学家包括阿尔卡纽姆和瓦吕纳。
在19世纪和20世纪，密码学得到了更广泛的应用。
在第一次世界大战和第二次世界大战期间，各国政府使用密码来保护机密信息。
这些密码系统包括Enigma和Purple等机械加密机。
20世纪60年代，密码学开始向公众开放。
公钥密码学的发明使得信息安全更容易实现。
RSA加密算法是公钥密码学的代表性方法之一，它被广泛应用在互联网安全中。
21世纪，随着计算机技术的发展，密码学也在不断发展。
量子密码学、同态加密、多方计算等新兴技术正在不断涌现。
总的来说，密码学的发展与历史密不可分。
它的进步推动了信息安全的发展，也助力了人类的文明进步。
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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。
密码学简史
近现代密码
• 分组密码
分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列，划分成长度为n 的组(可看成长度为n的矢量)，每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字( 简称密文数字)序列。 DES CLIPPER IDEA AES KASUMI SMS4
• 序列密码
Shanghai Jiao Tong University
现代密码
• 对称密钥密码，基于代换
– DES，1977年成为标准 – Rijndael，2002年成为AES算法
• 非对称密钥密码（公钥密码），基于函数
– RSA，1977年提出，基于大数因数分解问题 – ElGamal，1984年提出，基于离散对数问题 – ECC，1985年提出，基于椭圆曲线问题
• 新密码技术
– 混沌密码，基于非线性动力学系统 – 量子密码，基于量子物理学
Shanghai Jiao Tong University
总结
zz密zzz码zzz技z 术与人类文明的关系
古典密码
近代密码
现代密码
源于对自然的感性认识
依赖技巧与算 法本身的保密
数学理论的发展
开始运用理性 思维设计算法
计算机科学的发展 数学的进一步发展
以严密的科学 理论作为支持
Shanghai Jiao Tong University
SShhaanngghhaaiiJJiiaaooTToonnggUUnniivveerrssiittyy
谢谢观赏
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
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。
密码学的发展史
其中要求k与26互素，明文与密文的对应规则为c≡km+b mod 26可以看出，k=1就是前面提到的凯撒密码。
于是这种加密变换是凯撒野加密变换的推广，并且其保密程度也比凯撒密码高。
以上介绍的密码体制都属于单表置换。
意思是一个明文字母对应的密文字母是确定的。
根据这个特点，利用频率分析可以对这样的密码体制进行有效的攻击。
方法是在大量的书籍、报刊和文章中，统计各个字母出现的频率。
例如，e出现的次数最多，其次是t,a,o,I等等。
破译者通过对密文中各字母出现频率的分析，结合自然语言的字母频率特征，就可以将该密码体制破译。
鉴于单表置换密码体制具有这样的攻击弱点，人们自然就会想办法对其进行改进，来弥补这个弱点，增加抗攻击能力。
法国密码学家维吉尼亚于1586年提出一个种多表式密码，即一个明文字母可以表示成多个密文字母。
其原理是这样的：给出密钥K=k[1]k[2]…k[n]，若明文为M=m[1]m[2]…m[n]，则对应的密文为C=c[1]c[2]…c[n]。
其中C[i]=(m[i]+k[i]) mod 26。
例如，若明文M为data security，密钥k=best，将明文分解为长为4的序列data security，对每4个字母，用k=best加密后得密文为C=EELT TIUN SMLR从中可以看出，当K为一个字母时，就是凯撒密码。
而且容易看出，K越长，保密程度就越高。
显然这样的密码体制比单表置换密码体制具有更强的抗攻击能力，而且其加密、解密均可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。
该密码可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。
该密码曾被认为是三百年内破译不了的密码，因而这种密码在今天仍被使用着。
古典密码的发展已有悠久的历史了。
尽管这些密码大都比较简单，但它在今天仍有其参考价值。
二、近代密码1834年，伦敦大家的实验物理学教授惠斯顿发明了电机，这是通信向机械化、电气化跃进的开始，也是密码通信能够采用在线加密技术提供了前提条件。
现代密码学-密码学发展简史
现代密码学第四讲密码学发展简史信息与软件工程学院密码学发展时间轴远古以来1800年1949年1976年1994年2000年以后古代密码近代密码现代密码古典密码现代密码I现代密码II 现代密码III第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望古代密码•时间区域：从由人类以来到1800年•密码设计与分析被当作一门艺术•这一时期的密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不是靠推理证明•数据的保密基于加密算法的保密•密码工作者多为语言学家、猜谜高手等古代密码（续）•著名密码算法：•500 B.C.，古斯巴达“天书”密码（置换密码）•205-123 B.C.，古希腊人棋盘密码（代替密码）•50 B.C.，古罗马恺撒密码（代替密码）•16世纪，维吉尼亚（Vigenère）的密码（代替密码）第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望近代密码•时间区域：从1800到1949年•密码机的迅速发展•越来越多的数学家加入密码队伍著名的密码机•1795年，杰弗逊圆盘（Jefferson disk）•1914年，美陆军和海军的M-138-T4•1918年，德国的Enigma密码机•1926年，Kryha密码机•1936年，瑞典的哈格林发明的Haglin密码机，C-36•英国TYPEX打字密码机古典密码阶段•时间：•1949年之前:古典密码•特点：•密码学还不是科学，而是艺术•出现一些密码算法和加密设备•出现密码算法设计的基本手段(代替法& 置换法)•保密性：•数据的保密基于加密算法的保密古典密码阶段•里程碑事件•1883年Kerckhoffs第一次明确提出了密码编码的原则：加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全，即密码算法的安全性仅依赖于对密钥的保密。
•这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，也成为古典密码和现代密码的分界线之一。
第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码I阶段时间跨度：1949年-1976年1949年：Shannon发表“The Communication Theory of Secret Systems”•定义理论安全性，提出扩散和混淆原则•奠定了密码学的理论基础•艺术 科学现代密码I阶段特点•里程碑事件：•1949年Shannon的“保密系统的信息理论”•1967年Kahn的“The Codebreakers”•1971-73年IBM的Feistel等的几篇技术报告•Lucifer DES•保密性：•数据的安全基于密钥而不是算法的保密现代密码II阶段时间跨度：1976年-1994年•1976年Diffie&Hellman的“New Directions inCryptography”提出了公钥密码的概念•1977年Rivest,Shamir&Adleman提出了RSA公钥算法•1977年，DES成为了第一代公开的、完全说明细节的商业级密码标准•90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法2015年图灵奖公钥密码部分解决了对称密钥密码算法密钥共享和密钥管理困难的问题！现代密码II阶段特点•对称密钥加密算法进一步发展，加密算法更加复杂，以DES为代表的加密算法正式成为行业标准•第二把加密密钥“公钥”开始出现，以RSA加密算法为代表的公开密钥加密算法开始流行•以Hash算法为代表的解决数据完整性的数据摘要算法也开始出现第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码III阶段•时间区域：1994年至未来•1994年，Shor提出量子计算机模型下分解大整数和求解离散对数的多项式时间算法•2000年，AES正式取代DES成为了新的加密标准•2006年，第一届后量子密码学国际研讨会召开•2017年，NIST开始征集后量子密码标准公钥密码未来发展——后量子公钥密码•后量子密码•基于编码的公钥密码•基于格的公钥密码•基于HASH的公钥密码•多变量公钥密码Identity-Based Encryption 2001Predicate Encryption 2008Attribute-Based Encryption 2005Functional Encryption 2011公钥密码未来发展阶段Traditional Public Key Encryption 1976Fully Homomorphic Encryption 2009Searchable Encryption 2004。
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。
密码学简史：“矛”与“盾”的千年战争
｛学科加油站｝【人际交往定律·宽容定律】对陌生人太客气，而对亲密的人太苛刻。
2019年10月26日，《中华人民共和国密码法》发布，自2020年1月1日起施行，这标志着我国在密码的应用和管理等方面有了专门性的法律保障。
从常见的数字与字母密码、指纹密码，再到声纹密码、面部识别……密码无处不在，时刻守卫着我们每个人的安全。
关于密码学背后的知识，同学们是否了解呢？让我们从遥远的古代开始讲起……古典密码学人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长，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根多棱棒上，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，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》中写道，为了拉卢俊义入伙，“智多星”吴用和宋江便想出一个“吴用智赚玉麒麟”的主意来，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。
”这首卦歌中暗藏“卢俊义反”四字。
结果，这首诗成了官府治罪的证据，终于把卢俊义逼上了梁山。
这一时期的密码学更像是一门艺术，其核心手段是代换和置换。
代换是指明文（没有加密的文字）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便可恢复出明文；置换是密文和明文字母保持相同，但顺序被打乱。
代换密码的著名例子有古罗马的恺撒密码（公元前1世纪）和法国的维吉尼亚密码（16世纪）。
恺撒密码是对字母表中每个字母用它之后的第k 个字母来代换，如将“co-meatnine”加密为“htrjfysnsj”（k=5）。
介绍密码学的发展历史
介绍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。
密码学简史课件.
Shanghai Jiao Tong University
目录
古代加密方法
古典密码
近现代密码（1840s以后）
Shanghai Jiao Tong University
古代加密方法
• 起水、图画、文章……
• 栅格加密法
– 1600s
栅栏加密法是一种比较简单快捷的加密方法。 栅栏加密法就是把要被加密的文件按照一上一下的写法写出来，再把第二 行的文字排列到第一行的后面。 比如：information i f r a i n ifrainnomto n o m t o
现代密码
• 对称密钥密码，基于代换
– DES，1977年成为标准 – Rijndael，2002年成为AES算法
• 非对称密钥密码（公钥密码），基于函数
– RSA，1977年提出，基于大数因数分解问题 – ElGamal，1984年提出，基于离散对数问题 – ECC，1985年提出，基于椭圆曲线问题
Shanghai Jiao Tong University
古典密码
• 置换密码
把明文中的字母重新排列，字母本身不变，但是位置改变了
• 代替密码
先构造一个密文字母表，然后用密文字母表中的字母来代替明文字母
• 代数密码
Shanghai Jiao Tong University
古典密码
• 恺撒(Caesar)密码
近现代密码
• 分组密码
分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列，划分成长度为n 的组(可看成长度为n的矢量)，每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字( 简称密文数字)序列。 DES CLIPPER IDEA AES KASUMI SMS4
密码学简史：密码棒、错位密码、RSA技术，以及量子加密
密码学简史：密码棒、错位密码、RSA技术，以及量子加密自古以来，人们一直依赖密码来传递有用的信息，这是一种关于加密和解密编码信息的艺术。
古代，加密的信息被写在皮革或纸上，由人类信使传递；今天，信息在互联网上传播，密码则保护电子数据不被破译；未来，密码学可能会再次飞跃，随着量子计算机的出现，密码学家正在利用物理学的力量制造迄今为止最安全的密码。
历史中的原始加密法“cryptography”（密码学）一词源自希腊语“kryptos”，意思是隐藏，以及意为写作的“graphein”，合起来就是隐藏写作的意思。
密码学不是在视觉上隐藏信息以躲避他人的观察，而是通过他人无法阅读的语言进行通信。
要加密消息，发件人必须使用被称为算法（algorithm）的系统性方法来改变内容，对原始消息（明文，plaintext）进行加密，使其字母或文字以无法理解的顺序排列，或者每个字母被另一个字母替换，由此产生的乱码被称为密文（ciphertext）。
根据密码学历史中心（Center for Cryptologic History）的说法，在古希腊，斯巴达军方使用一种叫做密码棒（scytale）的装置来加密信息，这种装置由一条皮带和一根木棍组成。
在展开时，皮带似乎只是一串随机字符，但如果缠绕在一定大小的木棒上，字母会对齐成单词。
这种技术被称为转置密码，也称换位密码（transposition cipher）。
密码棒（scytale）还有一种简单的加密方法，称为替换式密码（substitutioncipher），具体操作起来就是：发送消息者将明文中的每个字母换成另一个字母，例如将所有“A”写成“Z”，依此类推，最终替换完的文本就成了密文。
为了解密这样的消息，发送者和接收者需要就信息中的哪些字母被替换达成一致，就像斯巴达士兵需要拥有相同大小的密码棒一样。
第一个密码分析师将密文恢复为明文所需的具体方法和规律，称为密钥。
密钥不被破解，才能保证消息的安全性。
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：200418017029064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。
密码学历史
密码学历史
密码学历史可以追溯到古代。
在古希腊时代，人们就开始使用一种被称为“斯巴达密码”的替换密码方法来加密信息。
在罗马时代，凯撒密码（一种位移密码）被广泛使用。
经过几个世纪的发展，密码学在中世纪逐渐成为一门独立的科学领域。
在19世纪，随着电报和电话等通信技术的飞速发展，密码学得到了进一步的发展。
A.D. de la Cierva于1928年发明了最早的机械加密机，解放了密码学家从手工密码中解放出来的重复和误差。
二战期间，密码学开始发挥重要的角色，被广泛用于通信和情报收集。
在20世纪50年代后期，公钥加密技术的引入彻底改变了密码学的面貌。
公钥加密技术首先由惠特菲尔德和马提斯于1976年提出，它实现了使用不同的密钥进行加密和解密，这种方式大大增强了数据的安全性。
现代密码学已成为一门综合性的学科，并应用于许多领域，如网络安全、电子商务、金融和政府。
不断的发展创新加密算法，不断地强化密码学的应用和安全性，已经成为这个时代的使命。
网络安全02-密码学简介
明文: if we wish to replace letters 密文: WI RF RWAJ UH YFTSDVF SFUUFYA
多表密码(1)
多表密码是利用多个单表代替密码构成的密码体制 。它在对明文进行加密的过程中依照密钥的指示轮 流使用多个单表代替密码。
密码学（Cryptology）是结合数学、计 算机科学、电子与通讯等诸多学科于一体 的交叉学科，是研究密码编制和密码分析 的规律和手段的技术科学。
密码学不仅具有信息通信加密功能，而且 具有数字签名、身份认证、安全访问等功 能
密码学提供的只是技术保障作用
密码学分支
密码学的两个分支
密码编码学
M=(m1,m2,…,mn) K=(k1,k2,…,kn) C=(c1,c2,…,cn)
加密变换：ci=Ei(mi)=mi+ki mod N 解密变换： mi=Di(mi)=ci - ki mod N
多表密码(2)
K=(1,2,3)
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被动攻击：窃听、分析，破坏明文信息的机密性
防范措施：加密
主动攻击：篡改、伪装等，破坏明文信息的完整 性
防范措施 认证 数字签名
密码攻击方法（1）
密码分析：常用的方法有以下4类：
惟密文攻击 已知明文攻击 选择明文攻击 选择密文攻击
密码攻击方法（2）
惟密文攻击
密码破译者除了拥有截获的密文，以及对密码体制和 密文信息的一般了解外，没有什么其它可以利用的信 息用于破译密码。
密码学与保密通信简介
密码学
二战中的密码著名战例: 1942年日本突袭中途岛的情 报被破译 美国VS日本的” 紫密”---多表代 1943年直接导致日本联合舰 替密码 队司令山本五十六被截杀 英美VS德国破解 导致德国在欧洲战场进一步 陷于被动,并最终覆灭 世界上第一部机 器密码机---”迷密”
密码学
3 数学、通信与密码学 美国数学家Shannon在这期间建立和发展 通信理论，他发表了两篇重要论文《通信的 数学理论》和《保密系统的通信理论》。前 一篇建立信息论；而后一篇建立了保密通信 的数学理论。早期的密码学加密方式五花八 门，而Shannon之后，加密和破密才称为一种 科学。
综上所述，通信模型在增加了保密功能后， 便成为如下的保密通信数学模型:
（明文）
信源 加密 →
x （发方）
y（密文）
－
y x 去密 信宿 → → 信道
敌方
保密通信
2 一个例子 在战斗中，敌方截取了一份电报，如表
1 1 2 2 高 于 击 你 点 0 分 起 我 4 2 师 地 空 3 部 4 5 从 攻 命 点 1 分 发 部 向 1 0 1 西 降
密码学
到了16世纪末期，欧洲许多国家设定了 专职的密码秘书，重要的文件都用密写。而 有了加密就有破密。到了18世纪，欧洲各国 普遍建立了“黑屋”，它的任务就是截取别 人来往信件，设法破译密术的进步也极大地加速了保密通 信地发展。在早期通信中，重要的信件主要 是靠信使传送，密码的构成方式主要借用文 字或字母的替换，或者把字母改用数字代码， 而破译主要靠纸笔手工操作。后来发明了保 密机，用机械式的运算或变换方式代替手工 运算和操作，提高保密通信的效率。
密码学
半个世纪依赖，在通信的发展中，数学 起了很大的作用，这主要体现在两个方面： 首先,数学工具的更新和通信与数学发展 的互动。在电子通信和计算机发展的早期阶 段，电子信号是连续信号，分析信号的主要 数学工具是微积分中的傅立叶变换。而数字 通信和数字计算机采用脉冲信号，信号不是 连续的而只有有限个状态，描述这种有限离 散的逻辑线路采用离散性数学工具，主要是 数论、代数和组合数学。
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栅栏加密法就是把要被加密的文件按照一上一下的写法写出来，再把第二 行的文字排列到第一行的后面。
比如：information
ifrain
ifrainnomto
nomto
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古典密码
• 置换密码
把明文中的字母重新排列，字母本身不变，但是位置改变了
• 代替密码
先构造一个密文字母表，然后用密文字母表中的字母来代替明文字母
• 代数密码
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古典密码
• 恺撒(Caesar)密码
– 按字母表向后位移3位 – 脱离实物，向算法发展 – 仍然部分依赖算法本身 – 容易破解
• 是单表替换密码
– 枚举25种可能移位
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• 序列密码
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现代密码
• 对称密钥密码，基于代换
– DES，1977年成为标准 – Rijndael，2002年成为AES算法
• 非对称密钥密码（公钥密码），基于函数
– RSA，1977年提出，基于大数因数分解问题 – ElGamal，1984年提出，基于离散对数问题 – ECC，1985年提出，基于椭圆曲线问题
• 新密码技术
– 混沌密码，基于非线性动力学系统 – 量子密码，基于量子物理学
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总结
zz密zzz码zzz技z 术与人类文明的关系
古பைடு நூலகம்密码
近代密码
现代密码
源于对自然的感性认识
依赖技巧与算 法本身的保密
数学理论的发展
开始运用理性 思维设计算法
计算机科学的发展 数学的进一步发展
密码学简史
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古代加密方法 古典密码 近现代密码（1840s以后）
目录
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古代加密方法
• 起源：隐写术(Steganography)
隐形墨水、图画、文章……
• 栅格加密法
– 1600s
栅栏加密法是一种比较简单快捷的加密方法。
以严密的科学 理论作为支持
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SShhaanngghhaaiiJJiiaaooTToonnggUUnniivveerrssiittyy
谢谢观赏
古典密码
• 维热纳尔(Vigenere)密码 • 是多表替换密码
原理：明文字母在方阵 中的列和密钥在方阵中 的行的交点来代替明文 字母
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现代密码
• 基于计算机科学的发展
– 不再依赖技巧，而以数学理论为基础 – 安全性完全依赖于严密的数学证明 – 允许引入大量复杂运算 – 高效准确 – 破解代价极高，且极度依赖数学的发展
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近现代密码
• 分组密码
分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列，划分成长度为n 的组(可看成长度为n的矢量)，每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字( 简称密文数字)序列。 DES CLIPPER IDEA AES KASUMI SMS4