密码学论文
破解密码密码学专业毕业论文
破解密码密码学专业毕业论文密码学作为一门应用数学科学,经过多年的发展与探索,已经成为信息安全领域中不可或缺的重要学科。
而在密码学专业的学习中,毕业论文是对学生全面能力的一次综合考核,也是展示学术研究成果的平台。
本文将探讨破解密码的方法与技术,以及密码学专业毕业论文的撰写要点。
一、破解密码的方法与技术破解密码是密码学专业中的核心研究领域之一,旨在通过对密码系统的分析和攻击,揭示其中的安全弱点,以提升密码系统的安全性。
下面将介绍几种常见的密码破解方法和技术。
1.1 暴力破解法暴力破解法是密码破解中最常见的方法之一。
它通过穷举所有可能的密码组合,逐个尝试来找出正确的密码。
该方法的优点是能够保证找到正确的密码,但缺点是耗时较长,特别是对于密码较复杂的情况下。
1.2 字典攻击法字典攻击法是一种基于预先准备好的密码词典的方法。
攻击者通过将密码词典与被破解的密码进行对比,如果匹配成功,即可找到正确的密码。
这种方法相对于暴力破解法而言,耗时较短,特别是在密码使用常见单词或常见组合时。
1.3 差分攻击法差分攻击法是一种特殊的密码分析方法,它通过对密码系统中的特定差异进行观察,从而获取密码信息。
该方法要求攻击者对密码系统的设计和运行机制有一定的理解和专业知识,因此是一种相对高级的密码破解技术。
1.4 混合攻击法混合攻击法是多种密码破解方法的综合应用,其目的是为了提高破解密码的效率和准确性。
通过结合暴力破解、字典攻击和差分攻击等多种技术手段,攻击者能够更快速地找到密码系统的弱点并进行破解。
二、密码学专业毕业论文撰写要点在撰写密码学专业毕业论文时,需要注意以下几个要点:2.1 研究背景与目的毕业论文的引言部分应清晰地阐述研究背景和目的,说明该研究对密码学领域的重要性和意义。
2.2 相关研究综述在论文的文献综述部分,要对相关的密码破解技术、密码系统设计原理等进行全面深入的探讨,分析前人的研究成果,并指出他们的不足之处。
2.3 研究方法与实验设计详细描述自己的研究方法和实验设计,包括使用的工具和算法,实验参数设置等。
读《密码学的新方向》有感
读《密码学的新方向》有感第一部分 文章简介密码学的新方向Ⅰ简介随着远程通信的发展,特别是计算机网络的发展,密码学面临着两大难题:⒈可靠密钥的传输通道问题。
⒉如何提供与手写签名等效的认证体系。
为了解决这些问题,文中提出了公钥密码算法和公钥分配算法,并且把公钥密码算法经过变换成为一个单向认证算法,来解决有效认证问题。
此外还讨论了密码学中各种问题之间的相互关系,陷门问题,计算复杂性问题,最后回顾了密码学发展的历史。
Ⅱ常规密码体系这一部分主要介绍了密码学的一些基本知识,如密钥、加密、解密,算法的无条件安全与计算性安全,三种攻击法,即唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击。
给出了密码学的一个定义:研究解决保密和认证这两类安全问题的“数学”方法的学科。
根据Shannon 的理论无条件安全的算法是存在的,但由于其密钥过长而不实用,这也是发展计算上安全的算法的原因。
Ⅲ公钥密码学公钥密码学主要包括两部分:公钥密码算法和公钥分配算法。
公钥密码算法是指定义在有限信息空间{M}上的,基于算法{k E }和{k D }的可逆变换 k E :{M}→{M} k D :{M}→{M} 满足下列条件:⑴对任给K ∈{K},k E 是k D 的互逆变换⑵对任意的K ∈{K}和M ∈{M},用k E 和k D 进行加密和解密是容易计算的 ⑶对几乎所有的K ∈{K},从k E 推出k D 在计算上是不可行的 ⑷对任意的K ∈{K},从K 计算k E 和k D 是可行的这里K 是用以产生k E 和k D 的随机数。
性质⑶保证了可公开k E 而不损害k D 的安全性,这样才保证了公钥密码算法的安全性。
以加密二值n 维向量为例,加密算法是乘一个n ⨯n 可逆矩阵,解密则乘其逆矩阵,所需运算时间为n 2。
此可逆矩阵可通过对单位矩阵做一系列的行和列的初等变换得到,而其逆矩阵是经过逆序的行和列的逆变换得到。
但是矩阵求逆只需要n 3的时间,密码分析者用时与正常解密用时之比是n 。
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文-V1
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文-V1正文:密码学作为一种保障隐私和安全的技术,其应用范围愈发广泛。
而在密码学中,数学的应用尤为重要。
本文将就数学在密码学中的应用进行浅析,并给出密码学论文写作范例,以供参考。
一、数学在密码学中的应用密码学的核心问题是保护信息的安全,而数学提供的基础和工具是解决这一问题的关键。
1. 整数论在密码学中,整数论最常见的应用是在RSA加密算法中。
RSA算法基于整数的因式分解难题,通过大数的质因数分解实现加密。
在该算法中,质数是加密和解密过程中的关键因素,因此整数论的相关理论成为RSA 算法可行性的前提。
2. 群论群论是密码学中使用最为广泛的数学分支之一。
在密码学中,群论可以用来描述密码学中各个算法的密钥空间、明文和密文的转换、算法的复杂度等。
例如,Diffie-Hellman密钥交换算法就是基于群论的,用来方便地协商出双方的密钥。
此外,AES对称加密算法也使用了群论的相关理论,其密钥扩展算法利用了有限域的结构。
3. 椭圆曲线椭圆曲线密码学是当前流行的密码学分支之一,在移动终端等资源受限场景下有着十分广泛的应用。
在椭圆曲线密码学中,数学中的椭圆曲线理论是其核心基础。
通过椭圆曲线的相关理论,密钥交换、数字签名等广泛应用的密码学问题都可以得到切实可行的解决方案。
此外,椭圆曲线密码学还具有安全性高、密钥长度短、运算速度快等优点。
二、密码学论文写作范例在密码学研究中,必须得对算法进行一定的改进才能应对攻击,提高其安全性。
在撰写论文的过程中,应着力于解决某个具体问题,清晰表述研究思路,并结合实验结果进行论述。
以下为密码学论文写作范例:第一部分:引言在此部分中,需要对密码学的定义进行解释,并讨论研究算法的重要性和关键问题。
第二部分:问题描述在此部分中,需要详细描述所研究的算法、现有的问题和存在的威胁。
第三部分:技术方案在此部分中,需要介绍自己提出的算法,同时应包括解释和理论的基础,以及应用实现和结果分析。
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文(一)
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文(一)随着信息技术的发展,网络安全问题日益引起关注。
密码学作为信息安全领域中的一门基础学科,已经成为保护网络信息安全的一种重要手段。
而数学作为密码学的基础,更是不可或缺的一部分。
数学在密码学中的应用主要体现在加密算法、密钥的生成和数字签名等方面。
其中,加密算法是密码学中最基础的部分。
目前,对称加密和非对称加密是应用最广泛的两种加密方式。
对称加密就是指加密和解密使用同一个密钥的方式,非对称加密则是指加密和解密分别使用两个不同的密钥。
而这两种加密方式的安全性都与数学有着密不可分的关系。
对于对称加密,它主要是利用数学运算中的异或(XOR)和同或(XNOR)运算、置换和代换等操作,将明文转换为密文。
例如,DES(Data Encryption Standard)算法就是利用置换和代换操作实现加密的。
而非对称加密主要是利用数学中的大数因式分解和离散对数问题,如RSA 算法和椭圆曲线(Elliptic Curve)算法。
除了加密算法外,数学在密钥的生成和数字签名方面也有着重要的应用。
密钥的生成通常是指生成对称密钥和非对称密钥对的过程。
这个过程需要利用到数学中的大数质因数分解和离散对数问题,以确保生成出来的密钥安全可靠。
而数字签名则是通过数学中的哈希函数、公钥加密和私钥解密等方法,实现对数字文档进行签名认证的过程。
在写密码学论文的时候,我们需要清晰地阐述数学在密码学中的应用,并且采用恰当的数据陈述和相关例子来支撑我们的观点。
我们还需要关注密码学的发展历程和应用现状,以便为我们的论文提供足够的背景信息。
此外,我们可以从需求、流程、应用、安全等角度对密码学进行全面分析,从而更好地展示数学在密码学中的应用。
总之,数学在密码学中的应用不可忽视。
无论是对称加密还是非对称加密,都需要依靠数学的算法和理论来保证加密的安全性。
因此,了解数学在密码学中的应用是我们研究和保护信息安全的必要基础。
密码学硕士学位论文参考文献的差错分析
L i —m i g,ZHOU IX ao n Cha ng —c hun,ZHENG u—ln, Xi i YAN ng —s Ji hen g,W ANG Shao —l n,GONG —s a Qi heng
第 1卷 第 1 8 期
Vo 1 1. 8 No. 1
北京 电子科技学 院学报
Jun l f e igErt n cec n eh ooyIstt ora o in l r i SineadT cnl tue Bj co ห้องสมุดไป่ตู้ g ni
21 0 0年 3月
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一
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引 言
参考 文献 是指 为撰 写或 编 辑论 文 和著 作 而 引 用 的有 关 图 书信 息 资 源 … 。学 位 论 文 作 为 作 者 提交 的
用 于其获 得学 位 的文献 ], 考文 献是 它 的 5个 组成 部 分之一 [ 国家标 准 G / 73 1 2 0 ” 2参 2 , B T7 1. — 0 6 学位 论
C ne t om,ad S utr o il ga hcR frn e( B T7 2 0 ) n te l e re o s h otn,F r n t c e f bi p i e ecs G / 7 4— 0 5 a doh r ea dc tr n.T e r u B o r e 1 r t i i
pa e r s n ss me pr p s l n o d rt mp o e b bi g a hi e e e e uaiy o r p o a h is ra in. p rp e e t o o o a si r e o i r v i l r p c r fr nc sq lt fc tg p y d se to o y r t
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文(1)
数学在密码学中的应用浅析密码学论文写作范例论文(1)密码学是一门保护信息安全的学科,而在密码学中,数学发挥着重要的作用。
本文将从数学在密码学中的应用入手,分析密码学论文写作范例。
首先,密码学中最基本的概念是加密算法,而加密算法的核心就是数学运算。
例如,常见的对称加密算法中,采用的是一些基于数学的算法,如DES和AES。
这些算法采用了一些数学计算来将原文转化为难以识别的密文,可以保护数据不被窃取或篡改。
因此,在写作密码学论文时,要深挖加密算法中数学知识的应用,从算法实现原理这一层面论述加密的必要性,这将有助于提高论文的可信度。
其次,公钥密码学也离不开数学。
如RSA算法就是基于数学的算法,而RSA算法实现的核心原理是基于数论的。
这个算法利用了数学中一些简单的数学概念,但要运用得当却不简单,因为RSA算法中的数学概念也涉及的比较复杂,如大素数和欧拉函数。
因此,在写作密码学论文时,要具备专业的背景知识,从概念阐述和应用运用两个方面来阐述公钥算法以及它的核心原理。
最后,密码学的理论发展也是离不开数学的思想。
密码学的发展需要从数学的角度来看待安全性的问题,并针对安全性问题去创造各种加密算法,使其符合严格的数学证明方法。
因此,在写作密码学论文时,需要重点关注密码学方法的数学基础,如攻击模型和安全证明等,从而使论文更加严谨和可信。
总之,数学在密码学中发挥了重要的作用。
要写好密码学论文,除了对密码学的基本概念有充分的理解外,对数学应用的相关知识也应有一定的熟悉和掌握,从中提炼本质,优化方法,达到优化和理解论文的目的。
密码学中信息理论安全的研究
西安电子科技大学博士学位论文密码学中信息理论安全的研究姓名:***申请学位级别:博士专业:密码学指导教师:***1999.12.1摘要目前的密钥系统无论是单钥体制还是公钥体制都建立在计算安全的模型上。
原则上讲,利用穷举密钥法总可以将上述的密码系统逐个攻破。
本文的研究工作针对信息理论安全即无条件安全展开。
假定敌手拥有无限的时间、设备和资金,对敌手的计算能力不做任何限制,那么即使敌手能在很短的时间内将所有的密钥都遍历一遍的话,基于信息理论安全模型的密码系统也不会被攻破。
随着科技的迅猛发展,具有无限计算能力的量子计算机及DNA计算机的实现也不是梦想,故无条件安全模型的建立有着非常现实的意义。
(通过适当地修改Shannon的完善保密模型,可以使之成为一个更加接近于实际而且是可证明安全的无条件安全密码体制。
第一个修改就是放松Shannon对明文和密文毫不相关的限制,使明文和密文有任意小的相关性;第二个修改是去除敌手能够接受与合法用户一样的信息这一假设。
目前所提出的最典型的两个实现就是量子信道和有扰信道。
无论是量子信道还是有扰信道,都可以抽象为这样一个模型:通信双方Alice和Bob及敌手Eve分别得到概率分布为%的置Y,Z三个随机变量,之后他们在公共信道上进行无条件安全的秘密钥协商。
一般可以分优先提取,信息协商和保密增强三个阶段来进行。
在这一研究领域,作者的主要研究成果如下:1.在认证信道上的协商中,研究了Alice和Bob间的信息协调所产生的边信息对Eve的R6nyi的熵影响,揭示了信息协调与保密增强间的联系。
2.在无条件安全密钥协商中,假定通信双方通过相互独立的无记忆二元对称信道来接收二元对称信源所传送的信息作为初始信息,在这种条件下,本文提出了一种利用他们之间的初始相关信息对公共信道上的消息进行认证的具体方案,从而使得无条件安全密钥协商具有抗主动攻击的能力。
3.根据一种基于纠错码的无条件认证码的构造原理,有效地解决了通信双方间有认证密钥的条件下保密增强中防主动攻击的问题。
密码学中布尔函数论文
密码学中的布尔函数摘要:本文介绍布尔函数中的bent函数及其的密码性质。
关键词:布尔函数;bent函数;线性;密码;相关度中图分类号:g712 文献标识码:a 文章编号:1002-7661(2012)22-368-01布尔函数(单输出和多输出)在密码算法的设计与分析中占有极其重要的地位.人们对布尔函数的平衡性、对称性、高非线性、相关免疫性、扩散性等进行了深入研究,特别是对抵抗相关攻击的相关免疫函数类、抗线性分析的bent函数类进行了系统的研究,取得了丰富的成果。
本文介绍布尔函数中的bent函数。
抗线性分析是密码系统必须具备的安全性能,所以非线性性是布尔函数最重要的密码学性质之一。
由rothaus 提出的bent函数是一类重要的密码函数,具有最高非线性度,由于其在密码、编码理论、序列以及设计理论中的重要应用,引起了密码学界的极大关注,取得了一系列的研究成果。
给出了bent函数的定义如下:定义1 如果元布尔函数的所有谱值都等于,称为bent函数。
另外,bent函数还有一些等价定义:定理1 设是元布尔函数,那么下面说法是等价的。
为bent函数。
对每一个都有,其中:是的第行。
其中:为矩阵;为的序列:为的序列,;;为集合中元素的个数;;为的非线性度。
一直以来对bent函数的构造都是研究者所关心的问题。
构造方法可分为两种,一种是间接构造,即用已有的函数来构造新的bent 函数;另一种就是直接构造。
至今所知道的直接构造主要有两类:一种是m()类,另一类是ps()类。
下面再介绍两个定理:定理2 ():令,则是元bent函数,其中是上的任意置换,而是上任意的布尔函数。
若将的子空间e的指示函数定义为,而ps类bent函数就是将由所有或个的“不交的”维子空间的指示函数的模2和所组成的函数的集合,其中,“不交的”意味着任意两个这样的子空间只交于0元素,且它们的维数都是p,所以任意两个这样的子空间的直和是。
在参考文献中给出了的一种划分,从而得到了一种构造这类函数的方法,并且给出了对应bent函数的代数范式。
密码学论文——精选推荐
通过这个学期对应用密码学的学习,我深刻地体会到应用密码学的魅力,也认识到随着科学的发展,密码学越来越成为一个国家不可缺少的一项科学技术。
密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。
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。
密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。
依照这些法则,变明文为密文,称为加密变换;变密文为明文,称为脱密变换。
密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换,随着通信技术的发展,对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,已成为一门综合性的尖端技术科学。
它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。
它的现实研究成果,特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。
密码学主要经历了三个阶段:古代加密方法、古代密码和近代密码。
首先,古代加密方法处于手工阶段,其源于应用的无穷需求总是来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。
密钥分发论文
密钥分发论文摘要密钥分发是信息安全领域中的一个重要问题,它涉及到如何安全地将密钥传输给通信方。
本论文研究了几种常见的密钥分发方案,并对它们的安全性和效率进行了比较分析。
最后,本论文提出了一种基于公钥密码学的新型密钥分发方案,具有较高的安全性和效率。
引言随着互联网的快速发展,人们在日常生活中越来越多地依赖于电子设备进行通信和数据传输。
然而,在这个高度互联的时代,信息的保密性变得尤为重要。
保证通信的机密性主要依赖于密钥的安全和分发。
因此,研究如何安全地分发密钥成为信息安全领域的一个热门课题。
本论文首先介绍了密钥分发的基础知识和常见的密钥分发方案,包括对称密钥分发和非对称密钥分发。
然后,对这些方案的安全性和效率进行了比较分析。
最后,本论文提出了一种基于公钥密码学的新型密钥分发方案,并详细讨论了该方案的设计原理和实现方法。
密钥分发方案对称密钥分发对称密钥分发是一种传统且简单的密钥分发方案。
在这种方案中,通信双方使用同一个密钥进行加密和解密。
常见的对称密钥分发方式包括预共享密钥和密码卡片分发。
预共享密钥预共享密钥是在通信双方建立通信前通过其他安全信道事先共享的密钥。
这种方案需要确保预共享密钥的安全传输和存储,否则将破坏通信的机密性。
密码卡片分发密码卡片分发是一种将密钥存在物理介质中,并通过安全信道分发给通信双方的密钥分发方案。
这种方案需要防止密码卡片被复制或泄露,否则将导致通信的机密性被破坏。
非对称密钥分发非对称密钥分发采用了公钥密码学的理论基础,其中包括公钥和私钥两部分。
公钥用于加密数据,私钥用于解密数据。
常见的非对称密钥分发算法有RSA和DSA。
RSARSA是一种基于大素数分解的非对称加密算法。
在RSA中,通信双方可以通过公开自己的公钥,而保持私钥的机密性。
然后,通信双方可以使用对方的公钥加密数据,再使用自己的私钥解密数据。
DSADSA是一种基于离散对数问题的非对称加密算法。
在DSA中,通信双方都有自己的公钥和私钥,可以通过签名和验证来实现密钥分发。
【WORD格式论文原稿】3DES加密算法的设计与实现
3DES 加密算法的设计与实现宋佳河海大学水文水资源学院,南京(210098)E-mail:********************摘要:数据加密标准DES(Data Encryption Standard)是美国国家标准局于1977 年公布的数据加密标准,二十多年来,它一直在数据加密方面扮演了十分重要的角色,可见其设计思想的缜密和精细。
虽然随着解密技术的发展,DES 的安全性受到了一定的威胁,但其改进的3DES 算法却在很大程度弥补了DES 算法的缺陷,因此在数据加密方面得到了很广泛的应用。
本课题对3DES 算法进行分析和研究,并在此基础上用C 语言实现该算法,最终设计一个能对数据分组和文件进行高效加密的加密软件,为用户提供一种保证数据安全的方法。
关键词:数据加密标准DES;3DES;C 语言;实现中图分类号:TP309.7 文献标识码:A1 引言数据加密标准DES(Date Encryption Standard),是上个世纪70 年代问世的基于64 位明文分组,密钥长度为48×16 的加密标准。
随着计算机网络技术的发展,越来越多的信息都借助于网络来进行传输。
然而,黑客的出现使得信息在网络传输过程中受到各种各样的威胁、干扰和破坏,这不但影响了信息的有效传递,而且也可能由于信息的破坏给用户或者国家造成重大的损失。
为了杜绝或降低这种损失,利用加密技术对数据信息进行加密是一种有效的手段和方法。
而基于数据加密标准的DES(Date Encryption Standard)的三重DES(即3DES)有着高强度加密安全性能,且3DES 设计标准不一而足,有采用2 组密钥三重加密(本文就采取了这种方法),有采用三组加密密钥三重加密的。
然而由于它是基于DES 的三重加密,速度上自然不容乐观,但对DES 以及三重DES 的深入分析和理解,有利于研究和设计更好的密码算法,从而在一定程度上促进密码学的研究和发展。
密码学论文
传统加密技术论文软件学院计算机科学与技术07999222李文龙网络信息的飞速发展给人类社会带来巨大的推动与冲击,同时也产生了网络系统安全问题。
计算机网络的安全问题越来越受到人们的重视。
密码技术是保护计算机信息安全的主要手段之一,使用密码技术可以保证信息的机密性,还可以保证信息的完整性和确定性,防止信息被篡改、伪造和假冒。
说道密码技术,以下先了解什么是加密技术。
加密技术包括两个元素:算法和密钥。
算法是将普通的文本(或者可以理解的信息)与一串数字(密钥)的结合,产生不可理解的密文的步骤,密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。
在安全保密中,可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。
密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。
相应地,对数据加密的技术分为两类,即对称加密(私人密钥加密)和非对称加密(公开密钥加密)。
对称加密以数据加密标准(DES,Data Encryption Standard)算法为典型代表,非对称加密通常以RSA(Rivest Shamir Ad1eman)算法为代表。
对称加密的加密密钥和解密密钥相同,而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同,加密密钥可以公开而解密密钥需要保密。
对称密码是一种加密使用相同密钥的密码体制,也称为传统密码算法。
对称密码利用密钥和加密算法将明文变成密文。
运用相同的密钥和解密算法,而已从密文恢复出明文。
对密码的两种攻击方法是基于密码算法性质的密码分析和基于穷举密钥的穷举攻击。
传统对称密码(计算机出现前)使用代换和/或置换技术。
代换技术。
代换技术将明文元素(字符、比特)映射为密文元素,置换技术将明文元素的位置进行系统的置换。
转轮技术是计算机出现前使用代换技术的复杂硬件设备。
隐写技术是一种将秘密信息隐藏于其他更大信息中的一种技术,是得其他人无法区分它的存在或隐藏信息的内容。
传统经典加密主要采用了两种加密技术:替代技术和置换技术。
密码学论文
信息技术安全——密码学摘要随着网络已经逐步进入我们的生活,网络安全也随之倍受人们的关注,而在网络安全中起着举足轻重作用的正是密码学,文中简单的介绍有关密码学的发展,较为详细的对密码学中极为经典的算法DES和RSA进行解释,通过对这两个算法的理解,来认识当今密码学发展的前沿和动向。
关键词密码学,非对称加密算法,对称加密算法,数字签名,Abstract the security of webnet has been paid more attention When Internet has been involving into our life .The cryptography play a important role in the security of webnet .In this article I will discuss the development of the cryptography and I will thorough interpret these two algorithm about DES and RSA. We will recognize the forward position and tendency about cryptography though understand those two algorithm.Key words Cryptography , No-symmetric encryption algorithm , symmetric encryption algorithm, the digital signature密码学的发展历程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,而在信息安全中起着举足轻重作用的密码学也就成为信息安全课程中不可或缺的重要部分,密码学早在公元前400多年就已经产生,正如《破译者》一书中所说的“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长”。
密码学网络安全论文2篇
密码学网络安全论文2篇今天店铺就要跟大家分享下关于密码学网络安全论文有哪些~那么对此感兴趣的网友可以多来了解了解下。
下面就是具体内容密码学网络安全论文一:1. 引言随着国家网络信息化建设的飞速发展,越来越多的人通过Internet网络来学习与工作,但是,由于因特网的全球性,开放性。
无缝连通性,共享性和动态发展,任何人都可以自由的介入,使得人们在享受网络提供的更加开放的空间和丰富资源的同时,也面临着前所未有的网络安全的威胁。
愈演愈烈的黑客攻击事件以及非法信息的不断蔓延、网络病毒的爆发、邮件蠕虫的扩散,也给网络蒙上了阴影。
因此,网络安全问题已逐渐成为世人关注的社会问题。
2. 密码学的涵义和特点密码学是研究如何隐密地传递信息的学科。
在现代特别指对信息以及其传输的数学性研究,常被认为是数学和计算机科学的分支,和信息论也密切相关。
密码学的基本要素是加密算法和密钥管理,密码就是一组含有参数k的变换E。
设已知信息m,通过变换E得到密文c。
即c=Ek(m)这个过程称之为加密,参数k称为密钥。
不是所有含参数k的变换都可以作为密码,它的要求是计算Ek(m)不困难:而且若第三者不掌握密钥k,即使截获了密文c,他也无法从c恢复信息m。
从密文c恢复明文m的过程称之为解密。
解密算法D是加密算法E的逆运算,解密算法也是含参数k的变换。
密码体制从原理上可分为两大类,即单钥体制和双钥体制。
单钥体制的加密密钥k和解密密钥k相同,采用双钥体制的每个用户都有一对选定的密钥:一个是可以公开的,称为公钥;另一个则是秘密的,称为私钥。
3. 密码学如何促进网络安全(里面可包含几个小点)密码学是计算机网络安全的基础,计算机网络与分布式系统的安全包含两个主要内容:保密性――即防止非法地获悉数据;完整性――即防止非法地修改数据,要想解决这些问题,就需要用到现代密码学。
下面就为大家介绍密码学在网络安全中的常见应用。
3.1 对称加密方式对称密码算法有时又叫传统密码算法,就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来,反过来也成立。
第八组论文---红密与紫密的历史及原理
紫密的秘钥量:4个密码轮有264个。一个接插板有26!个,所以总秘钥量:
个。
图四:紫密机原理结构图
2.4
破解成功的原因包括:美国人正确地猜到了“紫色”是原先“红色”密码的改进,两者之间有很多共同之处;他们还根据“紫色”密码的特点,同样正确地猜到,它采用与电话交换机相同的步进开关方式来实现加密,于是研制了一台模拟“紫色”工作的装置,战后发现该装置与“紫色”密码机原型几乎完全一样。同时,他们还利用“紫色”密码机使用中的漏洞和弱点:如元音字母和辅音字母分开加密,使加密强度削弱;日本人在改换密码的初期,有时把同样内容的电文分别用“红色”和“紫色”密码各发一遍,从而提供了理想的破解素材;另外,日本外交官电文的固定格式也提供了类似图灵用来破译德国“隐谜”的crib。
图三:美国还原的RED密码机,有两个半轮。
2.4
紫密机是红密机的改版。它依旧沿用了字母分为6和20两级字母的做法,但六个字母的一组不再要求是元音字母。并且采用步进开关式电气机械驱动转轮。所谓步进开关是指一端输入多端输出的电信号控制开关,当时常用于电话交换处。特别是,它和“隐谜”机一样,加密和解密过程完全是对称的,即输入明文输出密文,输入密文则输出明文。但“紫色”把6个元音字母(A,E,I,O,U,Y)和20个辅音字母分开加密,这是与“隐谜”的一大区别。[3]
红密与紫密
摘要:本文主要讲述了红密紫密的来源历史,是日本根据Enigma等转轮密码机原理研发的一种密码机。然后分析了转轮密码机的原理,红密紫密密码机的结构。最后介绍了二战时期关于密码破解的相关历史事件,即中途岛事件和铲除山本事件。
关键词:红密,紫密,转轮密码机,原理,事件;
毕业设计(论文)-rsa加密算法的分析与实现[管理资料]
河南科技大学毕业设计(论文)题目:__RSA加密算法的分析与实现__姓名:__考号:_院系:_信系工程系_专业:计算机及应用指导教师:__2011年04月24日摘要随着信息产业的迅速发展,人们对信息和信息技术的需要不断增加,信息安全也显得越来越重要。
基于对网络传输数据安全性的考虑,保障网络信息安全的加密产品具有广泛的应用前景,密码技术则是保障信息安全的一个重要手段。
密码学是信息安全技术的核心,现代密码体制分为公钥体制和私钥体制两大类:私钥体制又称单钥体制,其加密密钥和解密密钥相同;公钥体制又称为双钥体制,其加、解密密钥不同,可以公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,从而具有数字签名、鉴别等新功能,被广泛应用于金融、商业等社会生活各领域。
RSA是目前公认的在理论和实际应用中最为成熟和完善的一种公钥密码体制,不仅可以进行加密,还可以用来进行数字签名和身份验证,是公钥密码体制的代表。
大数模幂乘运算是实现RSA等公钥密码的基本运算,该算法存在的问题是在实现时耗时太多,这也是制约其广泛应用的瓶颈。
本论文的第一章介绍了国内外密码学和RSA的有关动态以及本论文的意义,第二章介绍密码学的有关知识,第三章对RSA算法进行分析、介绍,第四章是RSA 加密与解密的实现的代码和测试,第五章对本课题的结论。
最后是致谢和参考文献。
关键词:密码学,RSA公钥密码体制,信息安全ABSTRACTWith the rapid development of IT technology, people depend on it increasingly, As a result, information security is getting more and more important. Meanwhile, Products that ensure network information show a great prospect due to the importance .Of transmitting data by network safely, and as an important means of information Security, cryptography must be is the core of the information security. Modern cryptograph is, Divided into the public key system and the private key system. The private key system, Is also called the single key system, in which the encryption process is the same as the. Decryption process. The public key system is also called the double key system, Where the encryption process is different with the decryption process. Since the Public key system can publish its public key and keep its private key secret, it has, Many new applications such as the digital signature and authentication, which is. ideally used in every field of the the various public key cryptosystem, RSA algorithm is the best choice in, Both theory and application, and it is open used in digital signature and identificationSystem. Modular exponentiation and modular multiplication are the basic algorithms. For implementing the public key algorithms such as RSA, etc. However the, Time-consuming modulo exponentiation computation, which has always been the, Bottle-neck of RSA restricts its wider application.The first chapter introduces the domestic and foreign progress of cryptograph; The RSA related tendency as well as the meaning of the research. The second chapter Explains cryptograph. The third chapter describes and analyzes the RSA algorithm. The fourth chapter discusses the improvement of the RSA algorithm including the big,Number restore and operation, and the improvement algorithm of the” Square multiply" algorithm. The fifth chapter reprints an improved algorithm and Comparisons.KEY WORDS: cryptography, RSA, public key cryptosystem, information security目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章引言 (6)研究背景 (6)信息加密技术 (6)密码技术研究现状 (8)研究本课题的意义 (9)第二章密码学概论 (11)密码学的基本概念 (11)古典密码体制 (14)对称密码体制 (14)DES (Data Encryption Standard) (16)AES(Advanced Encryption Standard) (18)公钥密码体制 (19) (21)第三章 RSA公钥密码体制 (24) (24)因子的概念 (24)素数与合数 (25)公约数与最大公约数 (26).4 互质数 (27)RSA算法 (28)RSA体制描述 (28)RSA工作原理 (28)第四章 RAS的加密与解密技术的实现 (32)RSA加密与解密代码 (32)测试的环境与工具 (34)测试的结果 (35)第五章结论 (36)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章引言研究背景自20世纪90年代以来,计算机网络技术得到了空前飞速的发展和广泛的应用,但网络在带给我们方便快捷的同时,也存在着种种安全危机,随着计算机应用的日益广泛和深入,信息交流和资源共享的范围不断扩大,计算机应用环境日趋复杂,计算机的数据安全问题也越来越重要。
密码学的发展
滨江学院课程论文题目密码学的发展院系计算机系专业网络工程学生姓名XXX学号指导教师朱节中职称副教授二O一二年五月二十四日密码学的发展XXX南京信息工程大学滨江学院网络工程专业,南京210044摘要:密码技术是信息安全的核心技术。
如今,计算机网络环境下信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性,都需要采用密码技术来解决。
密码体制大体分为对称密码(又称为私钥密码)和非对称密码(又称为公钥密码)两种。
公钥密码在信息安全中担负起密钥协商、数字签名、消息认证等重要角色,已成为最核心的密码。
关键词:密码;信息安全;密码学的发展;加密技术1引言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法设法隐藏某些信息,以起到保证信息安全的目的。人们最早为了确保通信的机密,通过一些图形或象形文字相互传达信息。又如我国古代的烽火就是一种传递军情的方法。古代的“兵符”就是用来传达信息的密令。连闯荡江湖的侠士和被压迫起义者都各自有一套秘密的黑道行话和地下联络的暗语。2 密码学的发展2.1 古典密码学密码学发展的最初阶段称之为古典密码学。早期的密码体制创始人之一是朱丽叶斯·凯撒。假设他要发送如下明文信息:gaul is divided into three parts。但他不想让布鲁吐斯(Brutus)读到它,于是将每一个字母向后移三位,这样密文就成为:J D X O L V G L Y L G H G L Q W R W K U H H S D U W V。解密的过程就是将字母移回三位即可(尽量判断怎样将空格还原)。通过这个例子看到移位密码不能很好地适应特殊环境,并且它的抗破译性也不强壮。对此进行改进得到仿射密码,设两个整数α和β,及gcd(α,26)=1,考虑这样的函数x |→αx+β(mod 26)。假设α=9和β=2,可得出9x+2,取一个明文字母如h(=7),它加密成9*7+2≡ 65 ≡ 13(mod 26),就是字母N。使用同样的函数我们得到affine |→ CVVWPM。穷尽搜索覆盖所有312个密钥,显然该方法比同样方法的移位密码花费的时间长,但在计算机中计算起来非常却容易。各种各样的移位密码是在16世纪发明的,但它们大多数于自于Vigenè re方法,直到20世纪,这种加密体制在很多地方被认为是安全的,虽然19世纪,Babbage和Kasiski就已展示了如何攻击它们。1920年Friedman开发了另外一些加密方法,打破了Vigenère及其相关的密码方法。这个加密的密钥是一个向量,按如下方式来选择。首先,确定一个密钥长度,如6,然后从0~25个整数中选择元素满足这个长度的向量,如k=(21,4,2,19,14,17)。通常情况下密钥所对应的单词是很容易记忆的,称这个单词为向量。系统的安全所在就是既不能知道密钥内容也不能知其长度。下面举的例子利用k来加密信息,首先,取明文的第1个字母并将之移21位,然后将第2个字母移4位,第3个字母移2位等等,一旦到了密钥的末尾,又从头开始,这样第7个字母又移21位,第8个字母移4位等等,加密过程的密码流程表如下:(明文)h e r e I s h o w I t w o r k s(密钥)21 4 2 19 14 17 21 4 7 2 19 14 17 21 4 2 19(密文)C I T X W J C S Y B H N J V M L世界上最早的一种密码产生于公元前两世纪。
密码学原理及应用的小论文
密码学原理及应用的小论文引言密码学是研究通信安全和信息安全的学科,它涉及到使用密码算法来保障数据的机密性、完整性和可用性。
随着互联网的快速发展,密码学变得越来越重要,它不仅应用于日常的网络通信,还广泛应用于金融、电子商务、军事等领域。
本文将介绍密码学的基本原理以及其在现实生活中的应用。
密码学的基本原理密码学的基本原理主要包括对称密码和非对称密码两种方式。
对称密码对称密码也称为私钥密码,它使用相同的密钥进行加密和解密。
发送方使用密钥对明文进行加密,并将密文传输给接收方,接收方再使用相同的密钥对密文进行解密。
常见的对称密码算法包括DES(Data Encryption Standard)、AES (Advanced Encryption Standard)等。
对称密码的优点是加解密速度快,适合对大量数据进行加密。
然而,由于发送和接收方需要共享同一个密钥,导致密钥管理变得困难,容易引发安全问题。
非对称密码非对称密码也称为公钥密码,它使用两个密钥:公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥对明文进行加密,并将密文传输给接收方。
接收方使用自己的私钥对密文进行解密。
常见的非对称密码算法包括RSA(Rivest-Shamir-Adleman)、DSA (Digital Signature Algorithm)等。
非对称密码的优点是密钥管理方便,安全性较高。
然而,加解密速度比对称密码慢,适合对少量数据进行加密。
密码学的应用网络通信安全网络通信安全是密码学应用的主要领域之一。
在网络通信中,不同的实体通过公网进行数据传输,为了保障数据的机密性和完整性,使用密码学进行加密是必要的。
例如,在网上购物中,消费者使用网银进行支付,需要通过密码学保障交易数据的安全性,防止被黑客篡改或窃取。
数字签名数字签名是密码学在数据完整性验证方面的一个重要应用。
使用私钥对数据进行签名,然后接收方使用发送方的公钥对签名进行验证。
如果验证通过,则说明数据完整且未被篡改。
RSA公钥加密算法的设计与实现本科毕业论文
RSA公钥加密算法的设计与实现本科毕业论⽂RSA公钥加密算法的设计与实现RSA公钥加密算法的设计与实现【论⽂摘要】RSA公钥加密算法是⽬前最有影响⼒的⾮对称加密算法,为ISO的推荐的加密标准。
⽽⾮对称加密因其安全性、开放性以及在数字签名技术中的重要性,在我们的⽣活中被使⽤得越加频繁。
RSA的安全性建⽴在⼤整数的分解困难上,其基本原理是初等数论中的欧拉定理。
在⼯业实现上,为了保证加密的安全性,通常要求密钥对⼤于1Kbits,然⽽计算机的整型变量为32bits,这构成⼀个⽭盾。
此外,RSA密钥的⽣成需要产⽣随机的⼤素数,这也是本⽂需要解决的问题。
【关键词】RSA;⾮对称加密;素数The d esign and implementation of RSA public keyencryption algorithm【ABSTRACT】RSA public key encryption algorithms are the most influential dissymmetrical encryption algorithms, the recommended encryption standard to ISO. And dissymmetrical encryption is used more and more frequently in our lives because of its security, openness and the importance in digital signature technology.RSA's security is built on the difficulties of big integer factorization, whose basic principle is the Euler's theorem in elementary number theory. In order to ensure the security of encryption, when it comes to industry, we often require the key pair is greater than 1Kbits. However, the integer class of computers occupies 32bits, which constitutes a contradiction. In addition, RSA's key-generation needs a random large prime number, which is also a problem to be solved.【Keywords】RSA; dissymmetrical encryption; prime number⽬录RSA公钥加密算法的设计与实现 ...................... II The design and implementation of RSA public key encryption algorithm .............................................. II ⽬录............................................... III ⼀.前⾔ (1)(⼀)引论 (1)(⼆)背景知识 (2)1. 密码技术的发展 (2)2. 密码学的主要任务 (4)3. 密码系统的安全性 (5)4. 对称与⾮对称密码的区别 (5)5. 公钥:RSA密码体制 (6)⼆、实验部分 (8)(⼀)实验⽬的 (8)(⼆)实验环境 (8)(三)实验步骤 (8)1. ⼤整数类 (8)2. 快速模幂运算 (9)3. 快速产⽣随机素数 (9)4. 扩展的欧⼏⾥德算法 (10)(四)代码设计 (11)1. ⼤整数类 (11)2. Rsa类 (14)3. 关键代码 (16)三、结果与讨论 (17)(⼀)程序展⽰ (17)1. 程序主界⾯ (17)2. RSA密钥产⽣ (18)3. 加密解密展⽰ (20)(⼆)RSA分析 (21)1. RSA的安全性 (21)2. RSA效率 (22)(三)⼩结 (24)注释 (25)参考⽂献 (26)致谢 (27)⼀.前⾔(⼀)引论从公元前5世纪,古希腊斯巴达⼈⽤⽊棍和带⼦进⾏换位密码,到现在的⽹上购物、⽹上银⾏,密码学在我们⽣活中占着越来越重要的地位。
密码学教学实践应用分析论文(共6篇)
密码学教学实践应用分析论文(共6篇)本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!第1篇:浅析密码学在信息安全中的应用随着人们生活水平的快速提高和现代电子信息技术的发展,互联网开始走进千家万户,不断改变着人们的生活和工作方式。
与此同时,也给人们的个人信息和隐私带来了极大的安全隐患。
相关的恶性事件也多次被新闻媒体曝光,对网络信息安全提出了巨大的挑战。
因此,密码学逐渐被业内人士发现并进行深入研究后,被广泛应用到网络信息安全中来,以确保网络信息达到真正意义上的安全。
1密码学技术主要的分类加密技术使确保网络信息安全的重要手段,工作原理就是将网络信息转化为密文,然后通过网络突进进行传送,即使被不法分子捕获,也无法识别其中的有效信息,在输出时,再将信息转化为人们交流使用的明文。
通过这种方式来确保网络信息的安全。
加密目前有两种主要的分类即专用密钥加密和非对称加密。
专用密钥加密或对称加密方法专用密钥加密或对称加密主要的特点就是加密密钥和解密密钥是同一种密钥,大大简化了对信息加密的过程。
传输双方要想获得有用的信息只需要共享就可以得到,不需要再进行交换彼此的算法[1]。
但是这种方法有一定的缺陷,就是在信息传输过程中无法识别信息的发起方和信息的最终方,而且只能是一一对应的映射方式。
专用密钥加密的密钥总共是56位,在传统的DES 加密技术的基础上,进一步优化改进成三重DES,大大加大了信息的安全性。
并且RCZ和RC4加密技术也逐渐被广泛应用,这种算法的密钥长度是可以改变的,可以根据不同的情况使用不同长度的密钥。
非对称加密或公共密钥加密方法在加密过程中,密钥被进一步分解成一对密钥,这一对密钥中的任何一个密钥都可以作为公开的密钥被大量使用,但是为确保信息安全必须把另外一把密钥保存起来,由一方单独掌握。
非对称密钥常用的加密方法就是RSA算法,它有一个明显的缺点就是运算的速度非常的缓慢[2]。
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学院:计算机科学与教育软件学院
专业:软件工程
班级:软工075
姓名:tangelyou
密码学论文
一、密码学的定义和作用
密码学是主要研究通信安全和保密的学科,他包括两个分支:密码编码学和密码分析学。
密码编码学主要研究对信息进行变换,以保护信息在传递过程中不被敌方窃取、解读和利用的方法,而密码分析学则于密码编码学相反,它主要研究如何分析和破译密码。
这两者之间既相互对立又相互促进。
密码的基本思想是对机密信息进行伪装。
一个密码系统完成如下伪装:加密者对需要进行伪装机密信息(明文)进行伪装进行变换(加密变换),得到另外一种看起来似乎与原有信息不相关的表示(密文),如果合法者(接收者)获得了伪装后的信息,那么他可以通过事先约定的密钥,从得到的信息中分析得到原有的机密信息(解密变换),而如果不合法的用户(密码分析者)试图从这种伪装后信息中分析得到原有的机密信息,那么,要么这种分析过程根本是不可能的,要么代价过于巨大,以至于无法进行。
二、密码学的发展历程
人类有记载的通信密码始于公元前400年。
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。
太平洋战争中,美军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,导致了太平洋战争的决定性转折,而且不久还击毙了山本五十六。
相反轴心国中,只有德国是在第二次世界大战的初期在密码破译方面取得过辉煌的战绩。
因此,我们可以说,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。
如网络银行、电子购物、电子邮件等正在悄悄地融入普通百姓的日常生活中,人们自然要关注其安全性如何。
1977年,美国国家标准局公布实施了“美国数据加密标(DES)”,军事部门垄断密码的局面被打破,民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中。
民用的加密产品在市场上已有大量出售,采用的加密算法有DES、IDEA、RSA等。
现有的密码体制千千万万,各不相同。
但是它们都可以分为私钥密码体制(如 DES密码)和公钥密码(如公开密钥密码)。
前者的加密过程和脱密过程相同,而且所用的密钥也相同;后者,每个用户都有公开和秘密钥。
编码密码学主要致力于信息加密、信息认证、数字签名和密钥管理方面的研究。
信息加密的目的在于将可读信息转变为无法识别的内容,使得截获这些信息的人无法阅读,同时信息的接收人能够验证接收到的信息是否被敌方篡改或替换过;数字签名就是信息的接收人能够确定接收到的信息是否确实是由所希望的发信人发出的;密钥管理是信息加密中最难的部分,因为信息加密的安全性在于密钥。
历史上,各国军事情报机构在猎取别国的密钥管理方法上要比破译加密算法成功得多。
密码分析学与编码学的方法不同,它不依赖数学逻辑的不变真理,必须凭经验,依赖客观世界觉察得到的事实。
因而,密码分析更需要发挥人们的聪明才智,更具有挑战性。
现代密码学是一门迅速发展的应用科学。
随着因特网的迅速普及,人们依靠它传送大量的信息,但是这些信息在网络上的传输都是公开的。
因此,对于关系到个人利益的信息必须经过加密之后才可以在网上传送,这将离不开现代密码技术。
三、古典密码学
从密码学发展历程来看,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)两类。
而古典密码有着悠久的历史,从古代一直到计算机出现以前,古典密码学主要有两大基本方法:
①代替密码:就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符,接收者只要对密文做反向替换就可以恢复出明文。
②置换密码(又称易位密码):明文的字母保持相同,但顺序被打乱了。
四、现代密码学
直到现代以前,密码学几乎专指加密算法。
近代密码学者多认为除了传统上的加解密算法,密码协议——使用密码技术的通信协议也一样重要,两者为密码学研究的两大课题。
现代密码学大致可被区分为数个领域。
对称钥匙密码学指的是传送方与接收方都拥有相同的钥匙。
直到1976年这都还是唯一的公开加密法。
现代的研究主要在分组密码与流密码及其应用。
分组密码在某种意义上是阿伯提的多字符加密法的现代化。
分组密码:取用明文的一个区块和钥匙,输出相同大小的密文区块。
由于信息通常比单一区块还长,因此有了各种方式将连续的区块编织在
一起。
DES和AES是美国联邦政府核定的分组密码标准(AES将取代DES)。
尽管将从标准上废除,DES依然很流行(triple-DES变形仍然相当安全),被使用在非常多的应用上,从自动交易机、电子邮件到远端存取。
也有许多其他的区块加密被发明、释出,品质与应用上各有不同,其中不乏被破解者。
流密码:相对于区块加密,制造一段任意长的钥匙原料,与明文依位元或字符结合,有点类似一次垫(one-time pad)。
输出的串流根据加密时的内部状态而定。
在一些流密码上由钥匙控制状态的变化。
RC4是相当有名的流密码。
而说到现代密码,不能不说公开密钥密码体系。
公开密钥密码体系,简称公钥密码体系,又称非对称密钥密码体系,相对于对称密钥密码体系,最大的特点在于加密和解密使用不同的密钥。
在对称密钥密码体系中,加密和解密使用相同的密钥,也许对不同的信息使用不同的密钥,但都面临密钥管理的难题。
由于每对通讯方都必须使用异于他组的密钥,当网络成员的数量增加时,密钥数量成二次方增加。
更尴尬的难题是:当安全的通道不存在于双方时,如何建立一个共有的密钥以利安全的通讯?如果有通道可以安全地建立密钥,何不使用现有的通道。
这个‘鸡生蛋、蛋生鸡’的矛盾是长年以来密码学无法在真实世界应用的阻碍。
除了加密外,公开密钥密码学最显著的成就是实现了数字签名。
数字签名名符其实是普通签章的数位化,他们的特性都是某人可以轻易制造签章,但他人却难以仿冒。
数字签名可以永久地与被签署信息结合,无法自信息上移除。
数字签名大致包含两个算法:一个是签署,使用私密密钥处理信息或信息的杂凑值而产生签章;另一个是验证,使用公开钥匙验证签章的真实性。
RSA和DSA是两种最流行的数字签名机制。
数字签名是公开密钥基础建设以及许多网络安全机制的基础。
公开密钥的算法大多基于计算复杂度上的难题,通常来自于数论。
例如,RSA源于整数因子分解问题;DSA源于离散对数问题。
近年发展快速的椭圆曲线密码学则基于和椭圆曲线相关的数学难题,与离散对数相当。
由于这些底层的问题多涉及模数乘法或指数运算,相对于分组密码需要更多计算资源。
因此,公开密钥系统通常是复合式的,内含一个高效率的对称密钥算法,用以加密信息,再以公开密钥加密对称钥匙系统所使用的钥匙,以增进效率。
五、密码学基础学习总结
像绝大多数领域的科学知识一样,密码学在完整的科学体系建立起来之前,古典密码学仅限于一些简单代替和置换算法,当然,这代替和置换如果经过了几次算法的加密就会一样复杂多变,而现代的算法经过科学体系的整理与发展,更加的完善一些复杂算法的应用和各种应用协议的产生。
而由于网络的出现以及发展,未来的密码学也必定向这个方向发展。
例如网络签名,网上银行的安全,个人邮件信息的保护,都很迫切需要密码学的支持,推动密码学的发展。
参考资料
1. 《密码学原理与实践(第三版)》电子工业大学出版【加】Douglas
R.Stinson著冯登国译
2. 《现代密码学》清华大学出版社杨波。