现代密码学第1讲--概述第2次作业答案第2讲--古典密码.ppt

上节课内容复习 明文、密文、密钥（概念） 加密、解密（概念及函数的表示方法） 密码体制 加、解密密钥，加、解密函数 破译 攻击方法（穷举攻击中根据密钥量来推算攻击时间） 上节课补充内容－密码算法的分类 必威体育官网网址内容 受限制的（restricted)算法 算法的必威体育官网网址性基于保持算法的秘密 基于密钥（key-based)的算法 算法的必威体育官网网址性基于对密钥的必威体育官网网址 上节课补充内容－密码算法的分类 密钥 对称密码算法（symmetric cipher) 加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个，又称秘密密钥算法或单密钥算法 非对称密钥算法（asymmetric cipher) 加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个 又称公开密钥算法（public-key cipher) 。 公开密钥算法用一个密钥进行加密, 而用另一个进行解密其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（public key)，简称公钥。解密密钥必须必威体育官网网址,又称私人密钥 （private key)私钥，简称私钥 上节课补充内容－密码算法的分类 明文处理方式 分组密码（block cipher) 将明文分成固定长度的组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。 流密码（stream cipher) 又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的明文。 2.1 古典密码中的基本加密运算 单表密码体制：对于一个密码体制，如果明文字母对应的密文字母在密文中保持不变，则称其为单表密码体制； 多表密码体制：如果明文中不同位置的同一明文字母在密文中对应的密文字母不同，则称其为多表密码体制。 加密运算 1．简单加法密码 c=Ek(m)=(m+k) mod q 其中的加法都是模q加法．显然，简单加法密码的密钥量为q. 2. 乘法密码 c=Ek(m)=(mk) mod q 其中的乘法都是模q乘法. 加密运算 3. 简单仿射密码 c=Ek(m)=(k1+k2m) mod q 其中的加法和乘法都是模q加法和乘法. 4. 简单置换密码 明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。 2.2.2 几种典型的多表古典密码体制 1.playfair 密码 英国陆军在第一次世界大战，美国陆军在第二次世界大战期间大量使用的一种二字母组代替密码。密钥由26个英文字母组成五阶方阵。 加密时，首先在明文字母串的适当位置插入一些特定的字母，譬如字母q，使得明文字母串的长度为偶数，将明文串按两个字母一组进行分组。 m1,m2同行：c1,c2在它们右边；  m1,m2同列： c1,c2在它们下边；  m1,m2不同行列： c1,c2是m1,m2 组成的长方形的另两个顶点；  明文由奇数个字母组成，则在明文后加一无效字母 维几尼亚密码（Vigenere密码体制） * * 第二章 古典密码 郑洪英 重庆大学计算机学院信息技术系 《现代密码学》课程幻灯片 E-mail:zhenghongy@cqu.edu.cn 第二章 古典密码 学习本章目的： 1. 学习基本的密码编制原理; 2.了解早期编制密码的基本方法; 3. 为进一步学习现代密码的编制打下基础。 2.2 1. Caesar密码(凯撒密码) 这是一种对英文字母的典型逐字母加密的的加法密码,其密钥k=3。 英文字母被编码为该字母的序号 英文 A B C D … X Y Z 数字 0 1 2 3 … 23 24 25 加密变换为： 解密变换为： 2.标准字头密码(又称密钥字密码) 这是一种置换密码,它利用一个密钥字来构造置换表。 如: 若选择cipher作为密钥字,则对应置换表为: 明文 A B C D E F G H I J K L M N O P … 密文 C I P H E R A B D F G J K L M N … 若明文序列为: 密钥序列为： 则密文序列为: 其中： 这也是序列密码的一般加密形式 将英文字母编码为它的序号(0起算) 当密钥的长度比明文短时，密钥可以周期性地重复使用，直至完成明文中每个字母的加密。 维几利亚密码的代替表为 明文字母 密钥字母 密钥字母 为 d , 明文字母为 b 时 查表得密文字母 为 e 将对英文字母的加密变换改为： 当将明、密文空间均设为 若明文序列为: 密钥序列为： 则密文序列为: 其中： 该密码称为维福特密码（Beaufort密码体制） 此时解密变换与加密变换完全相同，也是：