第1章 现代密码学概述

1、高菲，密码学，课程安排，密码学概论经典密码学香农理论分组密码序列密码(流密码)公钥密码签名与认证，哈希函数，密码协议，课程要求，作业考试：闭卷，题目类似于平时的作业，参考书，现代密码学的基本章节如下：北京邮电大学出版社，现代密码学，柏杨清华大学出版社，应用密码学，布鲁克西纳，吴世忠等，机械工业出版社，高菲，密码学导论第1章，1。正确理解密码，高强度防止女友偷看你的数据？阻止当局阅读你储存或传送的文件？密码不同于隐藏。把一封信锁在保险柜里，藏在北京的某个地方，让你看这封信，把它锁在保险柜里，告诉你保险柜的制造商和型号，让每个人都研究一下锁紧装置，但是你还是看不出这封信的加密不同于门禁密码，这和这

2、里提到的密码不一样。2.密码学的出现和发展，密码是一个古老而又现代的术语。人类使用密码的历史悠久。因为有部落，就有外交，有战争，就有密码。在古代，密码主要用于军事和外交目的。自古以来，密码就是决定战争结果的关键。北宋曾公亮发明了中国第一部军用码本。他将常用的40个军事密码逐一编号，并用一首40字的五字诗作为破译密码的钥匙，在出征前秘密告诉这位先锋军官。例如，将军的密码是“18”，而五言诗中的数字18是“play”这个词，所以将军随便写了一封含有“play”的信，然后在“play”这个词上盖章，就可以发出去了。先锋军官必须背诵一遍这首诗，然后他就可以从“剧本”中计算出指挥人数。唐代有无数的五言诗

3、，使者们不知如何是好。即使敌人刑讯逼供，信差也是“被杀而不可告人”。英格玛密码英格玛是德国于1919年发明的一种加密系统。第二次世界大战期间，它开始被德国人广泛使用，这使得德国秘密通信技术处于领先地位。在德国人的眼里，英格玛是无法解读的。发送器调整了三个转子的方向，使其处于17576方向之一。17576方向不太多，但饼干在一个方向上尝试一分钟，并且连续工作两个星期。为了打败英格玛，英国人在布雷切里公园的小木屋里建立了一所密码学校，这里聚集了各种不同寻常的数学家、军事战略家、心理学家、语言学家、象棋大师和纵横字谜专家，他们负责破解。到第二次世界大战结束时，7000人聚集在这里。军事科学家估计，盟

4、军对密码的成功破译使第二次世界大战提前了至少一年结束。然而，第二次世界大战后，英国没有透露英格玛被破解的秘密。直到20世纪70年代，各国才开始研究计算机加密，人们才知道布莱斯公园的故事。但是那时，许多无名英雄已经被埋在地下。现代战争从“911”后反恐战争的密码战中我们可以看出它有多“复杂”。2006年4月21日，美国驻阿富汗军队宣布，为了防止基地组织恐怖分子窃听，他们已经紧急更改了所有通用密码。美国军方急于更改密码，因为一名离开基地组织的前恐怖分子声称，基地组织在2005年初成功破译了驻扎在阿富汗的美国军方的通用密码，并通过破译密码完全掌握了美国军方的动向。抓不到本拉登与密码被破解有关吗？阿富

5、汗情报官员曾公开表示，“基地”恐怖组织似乎总是提前知道逮捕的情况，“有时甚至提前几分钟逃脱逮捕”，并“让人感到非常可疑”。随着业务的发展，密码已被用于其他场合，如商业活动。例如，清代的山西银行就有自己完整的加密方法。例4:山西省平遥门票博物馆保存的加密示例：方法：用汉字作为符号来表示月份。当心拿假票，别忘了仔细看看代表这一天的章节。嘲笑事物是公平的，天堂是最公平的。自私自利、阴谋伤害他人、善恶终将被报道。最后，它将清楚地代表数字1-拾起：学生更多地看它们，然后考虑它们。国宝早在11月初就开始流通。当炉子关闭时，一定要闩上义马监狱。水边的仆人都去了，戴宝的冠冕也剃了。保莲很难走几步路，所以她等待

6、着伊拉克人的到来。莲花满是汽车，她的岳父太累了，以至于不能打断他的胳膊。十八根竹子连在一起，牡丹变成了白色。回答：我从没见过你这么笨。例子6:夏洛克福尔摩斯的故事跳舞的小男人。随着信息社会的到来，很多信息需要加密，所以人们开始研究密码学。关于加密机器和密码的文献出现在20世纪20年代。1949年，香农发表了论文安全通信的信息论，奠定了私钥加密的理论基础，使加密成为一门科学。然而，当时的密码研究主要是在军事领域进行的，密码人员在暗室中工作并保守秘密。从1949年到1976年的20年间，密码学的理论和技术没有取得很大的进步。直到20世纪70年代，密码学领域出现了两个重大事件：DiffieandHe

7、llman发表了一篇题为密码学的新方向的论文，并提出了一种新的密码系统公钥密码系统。1977年，美国正式宣布实施数据加密标准DES，该算法完全开放，并广泛应用于商业数据加密。此后，密码学研究达到高潮，密码学技术发展迅速。1997年4月15日，美国国家标准与技术研究所(NIST)发起了收集高级加密标准算法AES的活动。现在，美国已经发布了新的高级加密标准，欧洲也投入巨资完成了“欧洲密码工程”，并制定了自己的标准。在密码学的发展阶段，人工密码、机械密码、现代密码(电子芯片、计算机)、未来密码(量子密码、混沌密码、DNA密码)和现代密码学都取得了巨大的进步，内容丰富。4。密码学的基本概念，要发送的消

8、息称为明文，加密后的消息一般用M或P表示为密文，将明文转换成密文的过程一般用c表示为加密。加密过程是按照一定的规则进行的，称为加密算法，通常记为e加密过程；将密文转换成明文的过程称为解密，相应的算法称为解密算法，解密算法通常被记为d解密过程：先加密后解密，有：在最初的密码应用中，加密算法和解密算法是保密的，以获得安全性。保密性远远不够的用户组织不能使用它：如果一个人离开(泄密)，每个人都需要改变算法，这不利于标准化；组织需要编写自己的算法来实现它们，并且不能使用通用的硬件解决方案：加密算法通常是在一组秘密信息(称为加密密钥)的控制下执行的。相应的解密算法也需要相应的解密密钥。在现代密码学中，算

9、法是开放的，安全性完全依赖于密钥。通用安全通信系统模型。密码学的分类可以根据密钥分为对称(单密钥、私钥)密码和非对称(双密钥、公钥)密码。对称密码：相同的加密和解密密钥，保密性优势：效率高，算法简单，适合加密大量数据缺点：需要安全的密钥交换；对用户来说密钥太多的非对称密码：加密和解密密钥是不同的，一个公开的优点是它不需要安全的密钥交换；解决了密钥管理的缺点：效率低，不适合加密大量数据；密钥生成麻烦的混合系统=不对称分组密码：分组加密明文消息。密码学的两个分支，包括密码学和密码学。密码学寻求隐藏信息(即把明文转换成密文)，而密码学研究如解密秘密信息或伪造信息。这两个问题相互对立，相互促进。密码学

10、在这两个问题的斗争中不断发展。密码编码的安全程度是绝对不可破译的：对于一个密码系统来说，如果无论截取了多少密码文本，无论使用何种攻击方法，密码学家都无法破译，这就叫绝对不可破译。计算上不可破译：密码学家根据可用资源解密需要很长时间，或者解密时间太长以至于原始明文失去了它的保密价值。密码分析和分类密码分析的目的：研究密码系统的解密，即在不知道密钥的情况下从获得的密文中恢复明文或密钥。根据分析人员可能获得的不同分析数据，它们可以分为四种类型：仅密文攻击：密码分析只知道一些密文。已知明文攻击：知道一些明文和相应的密文。选择明文攻击：选择一些明文来知道它对应的密文。选择密文攻击：选择一些密文来知道它们对应的明文。7.密码学研究的基本问题，密码学的相关概念单向函数和伪随机序列发生器数字签名和哈希函数消息认证和身份识别各种密码协议：如密钥分配，秘密共享，零知识证