第二讲：密码学与计算机安全密码学历史.pptx

第二讲： 密码学与计算机安全 -----密码学历史 1.古典密码 ♦ 密码学的历史已有4000多年 ♦ 古埃及人曾把象形文字写在石碑上 2.Caesar Cipher-恺撒密码 ♦ 2千年前 ， Julius Ceasar 使用了一种简单的替换密码- ——后被人称为恺撒密码（Caesar cipher ） ♦ 首先被应用于军事上 (cf Gallic Wars) ♦ 替换方法 ， 每个字母用其后的第三个字母替换 eg. L FDPH L VDZ L FRQTXHUHG ♦ - I CAME I SAW I CONQUERED ♦ Caesar cipher 可以描述如下： ♦ Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ♦ Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC ♦ 练习 解密 RPQLD JDOOLD HVW GLYLVD LQ SDUWHV WUHV 3.恺撒密码的一般形式 ♦ 一般形式 ， 可以把Caesar cipher 中字母移动的位数 由3变为1-25中的任何一个 ♦ 可以指定一个密钥字母作为字母A的密文。 ♦ 例如： 密钥字母F表示： ♦ A F, B — G, ... Y — D, Z — E ♦ 即每个字母移动5位 ♦ 共有26种可能的密码算法（25种可用） 4.混合单码替换密码 ♦ 不仅仅是移位变换 ♦ 每个字母可以用其它任何一个字母替换（不能重复） ♦ 每个字母可以随机的映射到其它一个 ♦ 因此密钥长度是26个字母 ♦ 单字母替换密码（ Monoalphabetic Substitution Cipher ） ♦ 例如： ♦ 明文: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ♦ 密文: DKVQFIBJWPESCXHTMYAUOLRGZN ♦ Plaintext : IFWEWISHTOREPLACELETTERS ♦ Ciphertext : WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA 5.简单的单码替换密码 ♦ the Mixed Monoalphabetic Cipher has a 26 lette key ♦ 需要一种简单方法指定密钥 ♦ 有多种方法 ， 一种简单方法是写没有重复字 母的“密钥字 ”， 其它字母按顺序写在密钥 字最后字母后面 ♦ 例如 ， 给定密钥字 JULIUSCAESAR ♦ Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ♦ Cipher: JULISCASRTVWXYZBDFGHKMNOPQ 6.单码替换密码历史 ♦ 不同种类的替换密码用在政府和军事上 ♦ 频率攻击方法由阿拉伯科学家提出 ♦ A Manuscript on Deciphering Cryptographic Messages, published in the 9th century ♦ stronger monoalphabetic ciphers with severa replacement symbols for each letter, for com words, and nulls were developed in middle ag ♦ eventually all were susceptible to analysis ♦ cf. execution of Mary Queen of Scots, Great Cipher of Louis XIV 8. Vigenère Cipher ♦ Blaise de Vigen ère 发明了多字母替换密码 （poly alphabetic substitution cipher） ♦ 使用多个单字母替换表 ♦ 因此一个字母可以被多个字母替换 ♦ 方法 ， 用一个密钥选择对每个字母使用哪个 字母表 ♦ 密钥的第I个字母表示使用第 ith 个字母表 ♦ 依次使用每个字母表 ♦ 当密钥的字母使用完后 ， 在从头开始 9. Vigenère Example ♦ 例： ♦ 写出明文 ♦ 在明文下重复写出密钥字 ♦ 依次使用每个字母作为caesar cipher 的密钥 ♦ 加密对应的明文字母 ♦ Plaintext THISPROCESSCANALSOBEEXPRESSED Keyword CIPHERCIPHERCIPHERCIPHERCIPHE Plaintext VPXZTIQKTZWTCVPSWFDMTETIGAHLH ♦