第二节信息加密技术.ppt

第二章 信息必威体育官网网址技术 §2.1 古典密码 §2.2 分组加密技术 §2.3 公约加密技术 §2.4 流密码技术 §2.5 电子信封技术 §2.6 信息隐藏技术 密码学 密码学从应用角度可分为密码编码、密码分析两个分支，分别研究密码的编制和破译问题。 密码学： 密码编码学 密码分析学 密码系统应用参考模型 在对称密码系统中，密钥的管理扮演着非常重要的角色。 §2.1 古典密码 公元6年前的古希腊人使用的是一根叫scytale的棍子。送信人先绕棍子卷一张纸条，然后把要写的信息纵写在上面，接着打开纸送给送信人。如果不知道棍子的宽度（这里作为密钥），不可能解密里面的内容。后来，罗马的军队用凯撒密码进行通信。 古典密码是密码学的渊源，可用手工和机械操作来实现加解密，现在已很少采用了。 §2.1 古典密码 1、代换密码 通常，明文和密文由统一字母表构成。 加密时，通常将明文消息划分成长为L的消息单元，称为明文组。 L=1 单字母代换（流密码） 将明文空间的元素（如字母、二元数据等）逐个进行加密， 这种对明文消息加密的方式称为流密码。 L1 多码代换（分组密码） 将明文分成固定长度的组，如64bit一组，用同一密钥 和算法对每一组加密，输出也是固定长度的密文。 根据加密过程中使用代换表数目的多少 单表代换：对所有明文字母都用一种固定代换 进行加密 多表代换：用一个以上的代换表进行加密 多字母代换 单表代换密码 （1）移位密码 最著名的移位密码是凯撒密码。 例：取k=3，明文字母和密文字母的对应关系为 明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 明文m=“caser cipher is a shift substitution”所对应的密文为c=“FDVHU FLSHU LV D VKLIW VXEVWLWXWLRO” 单表代换密码 补充：ROT13密码 建立在UNIX系统上的简单的加密程序 在这种密码中，A被N代替，B被O代替，每一个字母是环移13所对应的字母。 用ROT13加密文件两遍便恢复出原始文件： P=ROT13(ROT13(P)) ROT13并非为必威体育官网网址设计，它经常用在英特网电子邮件中隐藏特定的内容，以避免泄露一个难题的解答等。 单表代换密码 wfe…azw为密钥 排列后有26*25*24*…*1种选择， 所以密钥有26！种，太复杂，不容易记忆。 因此实际中密钥句子常被使用，密钥句子中的字母被依次填入密文字母表（重复的字母只用一次），没用的字母按自然顺序排列 举例在后一页 单表代换密码 替换密码 P24 例：密钥句子为studentteacher abcdefghijklmnopqrstuvwxyz studenachrklmnopqrstuvwxyz 密钥 明文 I love you 密文 h love you 单表代换密码 (3)仿射密码 y=ax+b(mod 26) a,b∈Z26 当a=1时，仿射密码?移位密码 如果解密是可能的，必须要求仿射函数是双射的：对任何y ∈ Z26,方程ax+b≡y(mod 26)有唯一解。 由数论可知，当且仅当gcd(a,26)=1,对每个y有唯一解。 对于a∈Z26， gcd(a,26)=1的a只有12种选择，对于参数b没有要求，所以仿射密码有12*26种可能的密钥。 因为：。。。 多表代换密码 多表代换：以一系列（两个以上）代换表依次 对明文消息的字母进行代换的加密方法。 一次一密：对每个明文字母都采用不同的代换表 或密钥进行加密，称为一次一密密码 （理论上唯一不可破的密码） 周期多表代换：代换表个数有限，重复使用。 实际应用中采用，例如维吉尼亚密码 维吉尼亚密码（Vigenere密码） 利用Vigenere表格进行加密，加密方法如下： 给定一个单钥字母x和一个明文字母y，密文字母则在表格中x行y列的交叉点； 例如，明文为：we are discovered save yourself,若取单密钥为v，则加密时从密钥v开始，对应每个明文字母顺序向下取密钥，结果如下： 明文：wearediscoveredsaveyourself 密钥：vxyzabcdefghijklmnopqrstuv 密文：