主要密码技术

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明文(plaintext)
执行变换前的消息。
密文(ciphertext)
执行变换后的结果。
密钥(key)
执行变换时的秘密信息,其安全性决定了数据的安全性。
密码(cipher)
将明文变换成密文及将密文变换成明文的方法或算法。
加密(encrypt)
将明文变换成密文的过程。
解密(decrypt)
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常规加密阶段的主要特点
密码学成为科学。 由于计算机及其技术的出现,基于复杂计算的密 码开始出现。 1949年Shannon的“The Communication Theory of Secret Systems”为密码学的本质奠 定了理论基础。 1967年David Kahn,以及1971-73年IBM Watson实验室的Horst Feistel等为常规对称加 密算法的出现作了重大贡献。 数据的安全基于密钥而不是算法的保密,这在密 码学中称为Kerckhoff(克克霍夫)准则。
主要密码技术
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内容简介
密码学历史 密码系统中的基本概念 对称加密系统 公钥加密系统 数字签名系统 密钥管理系统
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密码学历史
密码学是一门古老的学科
已有4000多年历史。古埃及写在石碑上的文字全世 界能读的人不超过个位数。
2000年前,Julius Caesar在战场上首先使用了后来 被称为凯撒密码的密码系统
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曾经的加密设备
Jefferson cylinder,1790s被研制成 功,包含36个圆盘,每个圆盘有个随机 字母表。1920年还被美国军队使用。
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曾经的加密设备
Wheatstone disc,于1817年由 Wadsworth发明,1860年经 Wheatstone改进。
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密码学算法分类
对称加密算法
一种加密算法类型,加密密钥与解密密钥相同。主要提供信息 机密性。
公钥加密算法
另一种加密算法类型,加密密钥与解密密钥不同,要从加密密 钥导出解密密钥计算上不可行。这是现代密码学的重要特征与 主要方向。
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曾经的加密设备
二战中美国陆军和海军使用的条形密码 设备M-138-T4。根据1914年Parker Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条 按照预先编排的顺序编号和使用,主要 用于低级的军事通信。
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曾经的加密设备
转轮密码机ENIGMA,由Arthur Scherbius于1919年发明,面板前有灯 泡和插接板。4轮ENIGMA在1944年装 备德国海军,英国从1942年2月到12月 都没能解读德国潜艇信号。
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密码系统中的基本概念
信息的安全属性 安全性描述 密码术语
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信息的安全属性
机密性
保证消息不会被非法泄露扩散,未授权者不能访问 。
完整性
保证信息的来源、去向、内容真实无误。
不可否认性
保证消息的发送者和接收者无法否认自己所做过的 操作行为等。
可用性
信息可被授权者访问并可按需求进行使用。
将密文变换成明文的过程。
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数字签名中的术语
签名(signature)
在认可消息内容或执行操作后,进行确认并 “签字同意”或“签字证明”的过程。
验证(verify)
判断某个签名是否有效的过程。
仲裁(arbitration)
在签名方与验证方发生“冲突”后,由第三 方执行的判定谁有理的过程。
17世纪,法国人设计了Vigenere密码
密码技术经常在战争中使用
英国首相邱吉尔为了保护超级密码而放弃历史名城 考文垂
二战中交战双方都广泛使用加密设备
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曾经的加密设备
Phaistos圆盘,一种直径约为160mm 的Cretan-Mnoan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。
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密码学发展的三个主要阶段
古典密码阶段
1949年前
常规加密阶段
1949-1975
现代密码学阶段
1976-至今
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古典密码的主要特点
密码学仅为艺术。 仅限于在军事其他机要部门使用。 出现了一些密码算法和加密设备。 密码算法的基本手段出现,主要针对字 符进行密码学变换。 简单的密码分析手段出现。 数据的安全性基于对加密算法的保密。
可控性
授权机构可以随时控制信息的机密性,能够对信息 实施安全监控。
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三类安全性
计算安全性
使用最好的算法攻破一个密码体制需要至少N(一 个特定的非常大的数字)次操作。
可证明安全性
密码体制的安全性归结为某个经过深入研究的数学 难题。密码体制被破意味着难题被解决。
无条件安全性
即使攻击者具有无限的计算资源,密码体制也是安 全的。Shannon证明只有一种密码体制满足无条件 安全。
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现代密码学的主要特点
密码学技术得到蓬勃发展,密码学技术趋于标准化的同时,新的技术 不断涌现。 1976年,Diffie,Hellman提出了不对称密钥加密的思想。 1977年,Rivest,Shamir及Adleman提出了RSA公钥算法。 1977年,DES正式成为数据加密标准。 20世纪80年代,出现“过渡性”DES替代算法,如IDEA、RCx、 CAST等。 20世纪90年代,Rivest设计出MD4、MD5等摘要算法,SHA系列算 法进入标准。 20世纪90年代,逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法。 20世纪90年代,对称密钥进一步成熟,Rijndael、RC6、 MARS等 出现。 2019年,Rijndael成为DES的替代者,成为AES。 最大的特点就是公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输成为可能。
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密码术语
数据加密技术:
把可理解的消息变换成不可理解消息,同时 又可恢复原消息Байду номын сангаас方法和原理。
数字签名技术:
保证消息的真实有效,并且防止对消息的操 作进行抵赖的方法与原理。
密钥管理技术:
处理密钥自产生到最终销毁的整个过程的所 有问题所涉及的技术。
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数据加密中的术语
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