《第3讲信息加密.ppt

经典信息加密方法 夫事以密成，语以泄败，未必其身泄之也；而语及所匿之事，如此者身危。 ——《韩非子·说难》 谋成于密，败于泄。三军之事，莫重于秘。 —— 《兵经百言》 我们今天正处于密码学发生重大变革的时代。 ——W.Dirrie和M.E.Hellman 本讲主要内容 本章学习的教学要求 了解：数据加密的有关术语和方法、传统的数据加密方法; 掌握：对称加密算法和公开密钥加密算法的特点; 了解穷举法与统计分析法的基本思想。 本讲主要内容 密码的产生 我国宋代曾公亮《武经总要》。 1871年，上海大北水线电报公司的商用明码本和密本。 公元前一世纪，古罗马皇帝凯撒使用有序的单表代替密码。 二十世纪初，产生了机械式和电动式密码机，出现了商业密码机公司和市场。 二十世纪60年代后，电子密码机得到较快的发展和广泛的应用。 密码的重要性 英德非洲战场。小小的密码可以决定战争的胜负。例如，1942年，英军和德军在北非展开激战，春夏之交，德国著名的“沙漠之狐”隆梅尔率领德国非洲军团横扫北非，英军一溃千里，6月退守阿拉曼，后来才守住阵地。8月，英国名将蒙哥马利率军反攻，有效地切断了德军的补给线。德军终因补给不足、增援无望而败北。这一仗是非洲战争的转折点。对阿拉曼战役，英军何以能准确地拦截到几乎所有的德军补给船队？——却一直是个谜。直到二十世纪70年代才露出谜底：当时数学家图灵领导的一个小组成功地破译了德军的密码！ 美日太平洋战场。破译工作最出色的是在美国。二战期间，日本采用的最高级别的加密手段是采用M-209转轮机械加密改进型—“紫密”，在手工计算的情况下不可能在有限的时间破解，美国利用1942年制造的计算机轻松地破译了日本的紫密密码，使日本在中途岛海战中一败涂地，日本海军的主力损失殆尽。1943年，在解密后获悉日本山本五十六将于4月18日乘中型轰炸机，由6架战斗机护航，到中途岛视察时，罗斯福总统亲自做出决定截击山本，山本乘坐的飞机在飞往中途岛的途中被美机击毁，山本坠机身亡，日本海军从此一蹶不振。 恩尼格玛密码机（Enigma） 古典密码学 古典密码学（续） 古代隐写术也是战时传递秘密信息的重要手段。 罗马“历史之父”希罗多德记载了公元前5世纪希腊和波斯间的冲突，其中介绍到正是由于一种叫隐写术的技术才使希腊免遭波斯暴君薛西斯一世征服的厄运。德马拉图斯利用一副已上蜡的可折叠刻写板，先将消息刻写在木板的背面，再涂上蜡盖住消息，这样刻写板看上去没写任何字。最终希腊人得到了消息，并提前做好了战争准备。致使薛西斯的侵略失败。这种方法在现代电视剧《国家宝藏》中多次使用。 任务一：尝试解密 下面3个密码，你能解吗？ HASRVKDQJKDL OPXE IAHGNAHS SAGAEPHNHIXO 密码学发展的3个阶段 第一阶段：古代到1949年 这阶段的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，密码学专家常常是凭知觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理和证明。这阶段发明的密码算法在现代计算机技术条件下都是不安全的。 第二阶段：1949年到1975年 1949年C. E. Shnnon（香农）发表在《贝尔实验室技术杂志》上的《必威体育官网网址系统的信息理论（Communication Theory of Secrecy System）》为私钥密码体系（对称加密）建立了理论基础，从此密码学成为一门科学。 1976年，Pfister和美国国家安全局NSA（National Security Agency）一起制定了DES标准，这是一个具有深远影响的分组密码算法。 1967年David Kahn发表了《The Code Breakers(破译者)》。 Shannon的必威体育官网网址通信模型 密码学发展的3个阶段（续） 第三阶段：1976年到～ 1976年Diffie和Hellman发表的文章“密码学的新动向”一文导致了密码学上的一场革命。他们首先证明了在发送端和接收端无密钥传输的必威体育官网网址通信是可能的，从而开创了公钥密码学的新纪元。从此，密码开始充分发挥它的商用价值和社会价值。 1978年，在ACM通信中，Rivest、Shamir和Adleman公布了RSA密码体系，这是第一个真正实用的公钥密码体系，可以用于公钥加密和数字签名。由于RSA算法对计算机安全和通信的巨大贡献，该算法的3个发明人因此获得计算机界的诺贝尔奖—A.M. Turing Award（图灵奖）。 古典密码体系的演化 信息隐藏 代替密码 换位密码 信息隐藏 （1）符号码 符号码是以可见的方式，如手写体字或图形，隐藏秘