应用密码学基础理论

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现代密码学
2 密码学发展－－第三阶段大事记
第3阶段 1976~
1976年：Diffie & Hellman 的 “New Directions in Cryptography” 提出了不对称密钥密码； 1977年Rivest,Shamir & Adleman提出了RSA公 钥算法 1977年DES正式成为标准
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现代密码学
2 密码学发展－－第三阶段大事记
80年代出现“过渡性”的“Post DES”算法,如 IDEA,RCx,CAST等 90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael,RC6, MARS, Twofish, Serpent等出现 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 2001年Rijndael成为DES的替代者 2004年著名的MD5算法被中国的王小云破译
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现代密码学
信道
3 密码学的基本概念－－信息传输中的基本概念
信息传递A的：信一源般问题
▪ 信源、信道、信宿
B：信宿
▪ 攻击的种类：
• 中断（Interruption)（干扰）
• 截取（Interception) (侦听）
• 修改（Modification）
• 伪造（Fabrication)
密码分析学(Cryptanalytics)：主要研究加密消 息的破译或消息的伪造。
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现代密码学
1 课程相关介绍—密码学研究的内容
编码学研究的主要内容： 序列密码算法的编码技术 分组密码算法的编码技术 公钥密码体制的编码技术
加密算法、 数字签名方案、 密钥分配方案 认证方案 单向函数等
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现代密码学
2 密码学发展－－第二阶段概述
第2阶段 1949~1975 1. 计算机使得基于复杂计算的密码成为可能 2. 相关技术的发展：
1949年Shannon的《The Communication Theory of Secret Systems》 1967年David Kahn的《The Codebreakers》 1971-73年IBM Watson实验室的Horst Feistel等 几篇技术报告 主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密
密码学是一门艺术
▪ 1949～1975年
密码学成为科学
▪ 1976年以后
密码学的新方向——公钥密码学
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现代密码学
2 密码学发展－－第一阶段概述
第1阶段－古典密码
▪ 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 ▪ 密码算法的基本手段出现，针对的是字符 ▪ 简单的密码分析手段出现 ▪ 主要特点：数据的安全基于算法的保密
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现代密码学
2 密码学发展－－第一阶段中的例子
第1阶段－古典密码
几个典型的密码：卡撒密码、维几尼亚密码； 几个典型的战例： 1. 一战时德国人的ADFGVX密码被法国密码分析 家破译，间接的导致了德国一战的失败； 2. 二战德国人的恩尼格马密码被破，直接导致德 军二战的失败
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现代密码学
2 密码学发展－－第一阶段中的实例
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。
2020ຫໍສະໝຸດ Baidu11/22
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现代密码学
2 密码学发展－－第一、二阶段中的密码机
20世纪早期密码机
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密文就是加密后的结果.
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现代密码学
3 密码学的基本概念－－基本概念
加密（ Encryption ）：将明文变换成密文的过 程称作加密，该过程表示为 cEke(m) 脱密（ Decryption ）：由密文恢复出明文的过 程称作脱密,该过程表示为 mDkd(c) 密钥( key ) ：控制或参与密码变换的可变参数 称为密钥。 密钥又分为加密密钥和脱密密钥。
传统且主流的研 究方向
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现代密码学
1 课程相关介绍—密码学研究的内容
密码分析学研究的主要内容
（1） 密码算法的安全性分析和破译的理论、方 法、技术和实践
（2）密码协议的安全性分析的理论与方法 （3）安全保密系统的安全性分析和攻击的理论
、方法、技术和实践
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现代密码学
对窃听的防护：加密技术
加密
脱密
A：信源
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C：敌手
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B：信宿 现代密码学
3 密码学的基本概念－－基本概念
明文：被隐蔽的消息称作明文，通常用m 表示。其英文为Message和Plaintext
明文就是没有被加密的消息. 密文：将明文隐蔽后的结果称作密文或 密报，通常用c表示。其英文为Ciphertext
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现代密码学
1 课程相关介绍—密码学的应用领域
密码学能够解决的问题
1. 信息系统的安全与保密问题； 2.电子商务、电子政务中的安全和保密问题； 3.银行系统、证券系统、保险系统等的安全问题； 4.商品、票据、信用卡等的防伪与审核问题。
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现代密码学
2 密码学发展
▪ 1949年之前
▪ 角色：通信双方(发送方和接收方)、第三方
（可信、不可信第三方）、敌手也叫攻击者
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现代密码学
3 密码学的基本概念－－信息传输过程中的攻击例子
窃听：对传输的信息的攻击
A：信源 发送方
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C：敌手 攻击者
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B：信宿 接收方
现代密码学
3 密码学的基本概念－－信息传输过程中的攻击例子
1 课程相关介绍－－密码学时干什么的？
密码学是干什么的? 密码学要解决的基本问题:
(1) 信息的保密传输和存储问题; (2) 信息的认证问题.
例: 我收到你写给我1封信,那末我问:
----信的内容是否被改动?
----是否真是你写的信?
----是否真是写给我信?
----有没有人看过这封信？
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应用密码学基础理论
第一章 概述
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现代密码学
1 课程相关介绍－－概念
什么叫密码学？
密码学(Cryptology)： 是研究密码编制、密码 破译和密码系统设计的的一门综合性科学，其 包括密码编码学和密码分析学。
密码编码学(Cryptography)： 主要研究对信息 进行编码,实现对信息的隐蔽。