加密与解密1.ppt

加密与解密（1） yangc 目的 了解密码学的基本概念 了解密码学与密码分析的历史 知道常用的DES和RSA算法 目录 1.基本概念 2.密码学历史 3.对称加密：DES算法 4.非对称加密：RSA算法 基本概念 明文(Plaintext): 未加密的报文。 密文(Ciphertext): 明文经密码保护形成一种隐蔽形式。 加密(Encryption): 将明文变换为密文过程。 解密(Decryption): 加密的逆过程。 加密算法(Encryption Algorithm): 加密明文采用的规则 解密算法(Decryption Algorithm): 解密明文采用的规则 发送者(Sender): 传送消息的人。 接收者(Receiver): 传送消息的预定对象。 密钥(Key): 用于加密和解密操作的数据。 截收者(Eavesdropper): 在信息传输和处理系统中的非授权者，通过搭线、电磁、声音窃听来窃取机密信息。 密码分析(Cryptannalysis):接收者试图通过分析截获的米问推断出原来的明文或密文。 古典密码 由于古时多数人并不识字，最早的秘密书写的形式只用到纸笔或等同物品 公元前480年，波斯秘密结了强大的军队，准备对雅典和斯巴达发动一次突袭。希腊人狄马拉图斯在波斯的苏萨城里看到了这次集结，便利用了一层蜡把木板上的字遮盖住，送往并告知了希腊人波斯的图谋。最后，波斯海军覆没于雅典附近的沙拉米斯湾。 随着识字率提高，就开始需要真正的密码学了 最古典的两个加密技巧是： 移位式（Transposition cipher）：将字母顺序重新排列，例如‘help me’变成‘ehpl em’ 替代式（substitution cipher）：有系统地将一组字母换成其他字母或符号，例如‘fly at once’变成‘gmz bu podf’（每个字母用下一个字母取代） 凯撒密码是最经典的替代法，据传由古罗马帝国的皇帝凯撒所发明，用在与远方将领的通讯上，每个字母被往后位移三格字母所取代。 古希腊斯巴达的密码棒，这是一个协助置换法的圆柱体，可将信息内字母的次序调动，利用了字条缠绕木棒的方式，把字母进行位移，收信人要使用相同直径的木棒才能得到还原的信息 公元四世纪婆罗门学者所书的《欲经》中曾提及到用代替法加密信息，用以帮助妇女隐瞒她们与爱郞之间的关系。其中一种方法是把字母随意配对互换，如套用在罗马字母中，可有得出下表： A B C D E F G H I J K L M Z Y X W V U T S R Q P O N 古典密码的破解 由经典加密法产生的密码文很容易泄漏关于明文的统计信息，以现代观点其实很容易被破解。阿拉伯人津帝便提及到如果要破解加密信息，可在一篇至少一页长的文章中数算出每个字母出现的频率，在加密信件中也数算出每个符号的频率，然后互相对换，这是频率分析的前身，此后几乎所有此类的密码都马上被破解。这种分析法除了被用在破解密码法外，也常用于考古学上。在破解古埃及象形文字时便运用了这种解密法。 中世纪至第二次世界大战 阿伯提约在1467年发明了多字符加密法，阿伯提的创新在于对信息的不同部分使用不同的代码，他同时也发明了可能是第一个自动加密器，一个实现他部分想法的转轮。 雪毕伍斯发明了“谜”（ENIGMA，恩尼格玛密码机），用于军事和商业上。“谜”主要由键盘、编码器和灯板组成。三组编码器合、加上接线器和其他配件，合共提供了种一亿亿种编码的可能性。1925年，“谜”开始有系列生产，在20年间，德国军方购入了3万多台“谜”，成为德国在二次大战的重要工具，这是当时最先进的加密技术。 艾伦·图灵是在二战中帮助英国破译恩尼格玛密码机的密码的最大功臣 电影U-571讲的是一群美国潜艇兵为缴获一台恩尼格玛密码机而抢了一艘德国潜艇后的故事。电影中的恩尼格玛密码机是一个收藏家手里的真品。 现代密码学 第二次世界大战后计算机与电子学的发展促成了更复杂的密码，而且计算机可以加密任何二进制形式的资料，不再限于书写的文字，以语言学为基础的破密术因此失效。 破解一個訊息需要知道目前是使用何種加密法，因此才會促成了諜報、賄賂或背叛等行為。 所有知道加密算法的人都很危险 適當的密碼學機制（包含加解密法）應該保持安全，即使敵人知道了使用何種演算法。對好的加密法來說，密钥的秘密性理應足以保障資料的機密性。這個原則首先由奧古斯特·柯克霍夫提出並被稱為柯克霍夫原則。 DES加密 DES的诞生 1972年美国国家标准局拟订了一个旨在保护计算机和通信数据的计划。开发一个单独的标准密码算法是该计划的一部分。 1973年5月15日美国国家标准局发布征集标准密码算法公告。 同时，NBS确定了一系列设计准则： 算法必须提供较高的安全性。 算法必