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纵谈传统密码与近代密码系统
PART I 人類的秘密 PART I-01 秘密通訊的故事 秘密的真相 資訊安全與密碼學的關係 Cryptography(密碼學)的歷史 Transposition Cipher (移轉密碼法) Scytale (斯巴達密碼棒):將明文中的字元調動位置來進行加密 Substitution Cipher (替代密碼法) Mono-alphabetic Substitution Cipher (單一字元替代密碼法) Caesar Cipher (凱撒密碼法) Homophonic Substitution Cipher”(等價替代密碼法) Codeword Substitution Cipher (字碼替代密碼法) Substitution Cipher (替代密碼法) Nomenclator Cipher (命名密碼法) Poly-alphabetic Substitution Cipher (多元式字元替代密碼法) Vigènere Cipher(維吉尼爾密碼法) Nomenclator Cipher (命名密碼法) 十六世紀時,蘇格蘭女王Mary Stuart被囚禁,於是進行了秘密通訊的潛逃計畫,以此密碼法對通訊的書信加密。 絕對安全/理論安全 One-time Pad Cipher (單次金鑰使用密碼法) 缺點:光要製造無窮的隨機數字金鑰便相當地耗時,更有複製以及發送端協調的問題,故難以落實 。 破解法 Cryptanalysis (密碼分析學) Frequency Analysis (頻率分析法) : 破解Mono-alphabetic Substitution Cipher (單一字元替代密碼法) Kasiski Test(卡斯奇測試) : 破解Vigènere Cipher(維吉尼爾密碼法) Brute Force(暴力破解法) 數位加密 1970年代 資料加密標準(Data Encryption Standard,DES) 公開金鑰密碼系統(Public-key Cryptosystem) RSA公開金鑰密碼系統 二十一世紀 新密碼加密標準 (Advance Encryption Standard,AES) 未來發展 Quantum Computer(量子電腦)將能快速求算解密 古典加密技術 Transposition Cipher—Railfence Cipher Substitution Cipher: Caesar Cipher Substitution Cipher: Vigènere Cipher Homophonic Substitution Cipher Rail-fence Cipher(籬笆密碼法) Caesar Cipher(凱撒密碼法) Vigènere密碼法 是屬於Poly-alphabetic 密碼法的一種。 依照金鑰長度的不同,Vigènere密碼法便使用了不同數量的字元對照表。 Homophonic Substitution Cipher(等價替代密碼法) 一個字元用多個符號來隨機表示。 而一個字元究竟要用多少個符號來代表,完全取決於它在一個語言當中出現的頻率。 Homophonic Substitution 密碼法之替代表範例 Homophonic Substitution 密碼法之替代表 現代密碼技術 現代密碼的時代背景 現代密碼學的架構 密碼系統發展的分類 AES(Advanced Encryption Standards) Quantum Cryptography 縱談傳統密碼與近代密碼系統 現代密碼的時代背景 Internet上的直接電子交易行為。即電子商務(Electronic Commerce, EC)活動的興起。 數位化資訊的方便使用特性,使得偽造/拷貝/複製/破壞的不法企圖變得非常得容易和簡單。 資訊安全問題/資源智慧財產極容易在彈指之間,即被遭到不當的使用,而產生了對網路的不信任與許多的通訊爭端。 現代密碼學的架構 密碼系統是由以下五個基本部分所組成: 明文M(Plaintext):未加密前的原始訊息。 密文C(Ciphertext):明文加密後的訊息。 金鑰(Key):包含加密金鑰及解密金鑰。 加密函數。 解密函數。 如下圖所示。 在典型的密碼系統中,發送方將明文利用加密器E及加密金鑰K1 ,將明文加密成密文。接著將C利用公眾通道(Public Channel)送給接收方。 接收方收到密文C後,利用解密器D及解密金鑰,可將C解密成明文。 密碼系統發展的分類 秘密金鑰密碼系統 (Secret-key Cryptosystem)又稱為對稱金鑰
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