第二章密码学基础
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第二章密码学基础
密码学的发展历史(3)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
二战中美国陆军和海军使用的条形密
Kryha密码机大约在1926年由
码设备M-138-T4。根据1914年Parker
Alexander vo Kryha发明。这是
Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条
一个多表加密设备,密钥长度为
❖ Julius Caesar发明了凯撒密码
第二章密码学基础
密码学的发展历史(2)
❖ 1834年,伦敦大学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,也为密码通信采用在线加密技术 提供了前提条件。
❖ 1920年,美国电报电话公司的弗纳姆发明了 弗纳姆密码。其原理是利用电传打字机的五 单位码与密钥字母进行模2相加。
❖ 1976年,美国密码学家W.Diffie和M.Hellman在一篇 题为《密码学的新方向》一文中提出了一个崭新的 思想,不仅加密算法本身可以公开,甚至加密用的 密钥也可以公开。
❖ 1977年美国国家标准局颁布了数据加密标准DES ❖ 2001年11月26日,正式颁布AES为美国国家标准。
第二章密码学基础
第2章 密码学基础
第二章密码学基础
主要内容
❖ 密码学的发展历史 ❖ 密码学的基本概念 ❖ 密码系统的分类 ❖ 密码分析 ❖ 经典密码学
第二章密码学基础
密码学的发展历史(1)
❖ 自人类社会出现战争便产生了密码
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。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(4)
加密算法(Encryption algorithm):密码员对明文进行 加密时所采用的一组规则。
接收者(Receiver):传送消息的预定对象。 解密算法:接收者对密文进行解密时所采用的一组规 则。 密钥(Key):控制加密和解密算法操作的数据处理,分 别称作加密密钥和解密密钥。 截收者(Eavesdropper):在信息传输和处理系统中的 非受权者,通过搭线窃听、电磁窃听、声音窃听等来窃 取机密信息。
C窃听到的信息!@#$%^
第二章密码学窃基础听者C
注意
❖ 数据安全基于密钥而不是算法的保密。也就是说, 对于一个密码体制,其算法是可以公开的,让所有 人来使用、研究。但具体对于某次加密过程中所使 用的密钥,则是保密的。
❖ 例如,加密算法为Y=aX+b,其中,X为明文,计算 后Y成为密文。在具体加密过程中,a、b的取值为 密钥,假设为(2,3),明文为2,则密文计算后 为7。在这个过程中,Y=aX+b可以公开,但具体 a=2,b=3的取值不公开。所以即使对方知道了采用 的加密算法,由于不知道具体参数取值,也无法根 据密文计算出明文。
英国的TYPEX打字密码机,是德国3 轮ENIGMA的改进型密码机。它在英 国通信中使用广泛,且在破译密钥后
ENIGMA在1942年装备德国海军, 帮助破解德国信号。
英国从1942年2月到12月都没能
解读德国潜艇的信号。
第二章密码学基础
密码学的发展历史(5)
❖ 1949年香农发表了一篇题为《保密系统的通信理论》 的著名论文,该文首先将信息论引入了密码,从而 把已有数千年历史的密码学推向了科学的轨道,奠 定了密码学的理论基础。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(5)
密码分析(Cryptanalysis):截收者试图通过分析从截 获的密文推断出原来的明文或密钥。
密码分析员(Cryptanalyst):从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack):对一个保密系统采取截获 密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack):非法入侵者(Tamper)、攻 击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰,采用删 除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消息, 达到利已害人的目的。
密码学的基本概念(1)
❖ 密码学是关于加密和解密变换的一门科学,是保护 数据和信息的有力武器。
❖ 密码是什么? 密码就是变换。(信息代码变换、数据电平变换)
❖ 变换是什么? 变换是一种算法实现过程。
❖ 谁来做变换? 变换可以由硬件和软件实现。(人、器件部件、计 算机)
第二章密码学基础
密码学的基本概念(2)
Ke
M
E
C
解密: M = D(C, Kd)
Kd
C
D
M
M------明文
C------密文
Ke-----加密密钥 Kd-----解密密钥
E-------加密算法 D------解密算法 第二章密码学基础Fra bibliotek用户A
用户B
传送给B的信息 明文 加密算法
密文
网络信道
B收到信息 解密算法 明文
加密密钥K1
解密密钥K2
第二章密码学基础
密码体制基本组成
❖ 一个密码系统,通常简称为密码体制,由5部 分组成:
明文空间 全体明文的集合 M
解密算法 一组由C到M的解密变换 D
密文空间 全体密文的集合 密钥空间 全体密钥的集合
C
K
加密算法 E
一组由M到C的加密变换
第二章密码学基础
信息加密传输的过程
第二章密码学基础
加密: C = E(M,Ke)
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。
第二章密码学基础
442,周期固定。一个由数量不 等的齿的轮子引导密文轮不规则
运动。
密码学的发展历史(4)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
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
❖ 密码学(Cryptology):研究信息系统安全保 密的科学。它包含两个分支
密码编码学(Cryptography),对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问
密码分析学(Cryptanalytics),研究分析破译 密码的学问。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(3)
明文(消息)(Plaintext) :被隐蔽消息。 密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram):明文经密码 变换成的一种隐蔽形式。 加密(Encryption):将明文变换为密文的过程。 解密(Decryption):加密的逆过程,即由密文恢复出 原明文的过程。 加密员或密码员(Cryptographer):对明文进行加密 操作的人员。
密码学的发展历史(3)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
二战中美国陆军和海军使用的条形密
Kryha密码机大约在1926年由
码设备M-138-T4。根据1914年Parker
Alexander vo Kryha发明。这是
Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条
一个多表加密设备,密钥长度为
❖ Julius Caesar发明了凯撒密码
第二章密码学基础
密码学的发展历史(2)
❖ 1834年,伦敦大学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,也为密码通信采用在线加密技术 提供了前提条件。
❖ 1920年,美国电报电话公司的弗纳姆发明了 弗纳姆密码。其原理是利用电传打字机的五 单位码与密钥字母进行模2相加。
❖ 1976年,美国密码学家W.Diffie和M.Hellman在一篇 题为《密码学的新方向》一文中提出了一个崭新的 思想,不仅加密算法本身可以公开,甚至加密用的 密钥也可以公开。
❖ 1977年美国国家标准局颁布了数据加密标准DES ❖ 2001年11月26日,正式颁布AES为美国国家标准。
第二章密码学基础
第2章 密码学基础
第二章密码学基础
主要内容
❖ 密码学的发展历史 ❖ 密码学的基本概念 ❖ 密码系统的分类 ❖ 密码分析 ❖ 经典密码学
第二章密码学基础
密码学的发展历史(1)
❖ 自人类社会出现战争便产生了密码
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。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(4)
加密算法(Encryption algorithm):密码员对明文进行 加密时所采用的一组规则。
接收者(Receiver):传送消息的预定对象。 解密算法:接收者对密文进行解密时所采用的一组规 则。 密钥(Key):控制加密和解密算法操作的数据处理,分 别称作加密密钥和解密密钥。 截收者(Eavesdropper):在信息传输和处理系统中的 非受权者,通过搭线窃听、电磁窃听、声音窃听等来窃 取机密信息。
C窃听到的信息!@#$%^
第二章密码学窃基础听者C
注意
❖ 数据安全基于密钥而不是算法的保密。也就是说, 对于一个密码体制,其算法是可以公开的,让所有 人来使用、研究。但具体对于某次加密过程中所使 用的密钥,则是保密的。
❖ 例如,加密算法为Y=aX+b,其中,X为明文,计算 后Y成为密文。在具体加密过程中,a、b的取值为 密钥,假设为(2,3),明文为2,则密文计算后 为7。在这个过程中,Y=aX+b可以公开,但具体 a=2,b=3的取值不公开。所以即使对方知道了采用 的加密算法,由于不知道具体参数取值,也无法根 据密文计算出明文。
英国的TYPEX打字密码机,是德国3 轮ENIGMA的改进型密码机。它在英 国通信中使用广泛,且在破译密钥后
ENIGMA在1942年装备德国海军, 帮助破解德国信号。
英国从1942年2月到12月都没能
解读德国潜艇的信号。
第二章密码学基础
密码学的发展历史(5)
❖ 1949年香农发表了一篇题为《保密系统的通信理论》 的著名论文,该文首先将信息论引入了密码,从而 把已有数千年历史的密码学推向了科学的轨道,奠 定了密码学的理论基础。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(5)
密码分析(Cryptanalysis):截收者试图通过分析从截 获的密文推断出原来的明文或密钥。
密码分析员(Cryptanalyst):从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack):对一个保密系统采取截获 密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack):非法入侵者(Tamper)、攻 击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰,采用删 除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消息, 达到利已害人的目的。
密码学的基本概念(1)
❖ 密码学是关于加密和解密变换的一门科学,是保护 数据和信息的有力武器。
❖ 密码是什么? 密码就是变换。(信息代码变换、数据电平变换)
❖ 变换是什么? 变换是一种算法实现过程。
❖ 谁来做变换? 变换可以由硬件和软件实现。(人、器件部件、计 算机)
第二章密码学基础
密码学的基本概念(2)
Ke
M
E
C
解密: M = D(C, Kd)
Kd
C
D
M
M------明文
C------密文
Ke-----加密密钥 Kd-----解密密钥
E-------加密算法 D------解密算法 第二章密码学基础Fra bibliotek用户A
用户B
传送给B的信息 明文 加密算法
密文
网络信道
B收到信息 解密算法 明文
加密密钥K1
解密密钥K2
第二章密码学基础
密码体制基本组成
❖ 一个密码系统,通常简称为密码体制,由5部 分组成:
明文空间 全体明文的集合 M
解密算法 一组由C到M的解密变换 D
密文空间 全体密文的集合 密钥空间 全体密钥的集合
C
K
加密算法 E
一组由M到C的加密变换
第二章密码学基础
信息加密传输的过程
第二章密码学基础
加密: C = E(M,Ke)
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。
第二章密码学基础
442,周期固定。一个由数量不 等的齿的轮子引导密文轮不规则
运动。
密码学的发展历史(4)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
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
❖ 密码学(Cryptology):研究信息系统安全保 密的科学。它包含两个分支
密码编码学(Cryptography),对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问
密码分析学(Cryptanalytics),研究分析破译 密码的学问。
第二章密码学基础
密码学的基本概念(3)
明文(消息)(Plaintext) :被隐蔽消息。 密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram):明文经密码 变换成的一种隐蔽形式。 加密(Encryption):将明文变换为密文的过程。 解密(Decryption):加密的逆过程,即由密文恢复出 原明文的过程。 加密员或密码员(Cryptographer):对明文进行加密 操作的人员。