赵启云传统加密的技术论文.doc

中原工学院 密码学论文 网络061 米张华 200600824104 计算机网络安全与防护 传统加密技术论文 学院：信息电子技术学院 班级：11计算机科学与技术二班 学号：11100140219 姓名：赵启云 摘要： 密码系统的两个基本要素是加密算法和密钥管理。加密算法是一些公式和法则，它规定了明文和密文之间的变换方法。由于密码系统的反复使用，仅靠加密算法已难以保证信息的安全了。事实上，加密信息的安全可靠依赖于密钥系统，密钥是控制加密算法和解密算法的关键信息，它的产生、传输、存储等工作是十分重要的。 关键词：密码学 安全 网络 密匙 管理 ?网络信息的飞速发展给人类社会带来巨大的推动与冲击,同时也产生了网络系统安全问题。计算机网络的安全问题越来越受到人们的重视。 密码技术是保护计算机信息安全的主要手段之一，使用密码技术可以保证信息的机密性，还可以保证信息的完整性和确定性，防止信息被篡改、伪造和假冒。 说道密码技术，以下先了解什么是加密技术。 加密技术包括两个元素：算法和密钥。算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一串数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。在安全必威体育官网网址中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。密钥加密技术的密码体制分为对称密钥体制和非对称密钥体制两种。相应地，对数据加密的技术分为两类，即对称加密（私人密钥加密）和非对称加密（公开密钥加密）。对称加密以数据加密标准（DES，Data Encryption Standard）算法为典型代表，非对称加密通常以RSA（Rivest Shamir Ad1eman）算法为代表。对称加密的加密密钥和解密密钥相同，而非对称加密的加密密钥和解密密钥不同，加密密钥可以公开而解密密钥需要必威体育官网网址。 对称密码是一种加密使用相同密钥的密码体制，也称为传统密码算法。对称密码利用密钥和加密算法将明文变成密文。运用相同的密钥和解密算法，而已从密文恢复出明文。对密码的两种攻击方法是基于密码算法性质的密码分析和基于穷举密钥的穷举攻击。传统对称密码（计算机出现前）使用代换和/或置换技术。代换技术。代换技术将明文元素（字符、比特）映射为密文元素，置换技术将明文元素的位置进行系统的置换。转轮技术是计算机出现前使用代换技术的复杂硬件设备。隐写技术是一种将秘密信息隐藏于其他更大信息中的一种技术，是得其他人无法区分它的存在或隐藏信息的内容。 传统经典加密主要采用了两种加密技术：替代技术和置换技术。 （1）替代技术 替代技术是将明文中的每个元素（字母、比特、比特组合或字母组合）映射为另一个元素的技术。明文的元素被其他元素所代替而形成密文。在经典加密技术中使用的元素一般为字母或数字。下面给出经典加密中几种有代表性的替代技术。 1）凯撒密码 凯撒密码是最早使用的替代密码。 定义1 凯撒密码将字母表视为一个循环的表，把明文中的字母用表中该字母后面第3个字母进行替代。凯撤密码的明文字母和密文字母的对应关系如下： 明文字母：a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z 密文字母：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 若让每个字母对应一个数值（a=0，b=1，……，z=25），则该算法可以表示为： 定义2 将1算法一般化，即密文字母与明文字母的偏移可以是任意值，形成了所谓的移位密码，其算法可以表示为： k就是加密算法的密钥，可以在1到25之间取值。解密算法可以表示为： 由于k的取值范围的限制，凯撒密码的密钥空间很小，难以抵御强行攻击密码分析。攻击者最多尝试25次，就一定能够破译密码。 2）单字母替代密码 为了加大凯撒密码的密钥空间，可以采用单字母替代密码。单字母替代密码是将密文字母的顺序打乱后与图文字母对应。 明文字母：a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z 密文字母：OGR F C Y S A L X U B Z Q T W D V E H J M K P N I 此时的密钥空间大小为26！，约为4×1026。即使每微秒试一个密钥，也需要花费约1010年才能穷举所有的密钥。因此，强行攻击法不太适合。 3）Vigenere密码 Vigenere密码利用一个凯撤方阵来修正密文中字母的频率。在明文中不同地方出现的同一字母在密文中一般用不同的字母替代。 凯撒方阵的形式为： A B C D E F G … Y Z B C D E F G H … Z A C D E F G H I