第2讲 密码学的基本概念和理论基础.ppt

第2讲 密码学的基本概念和理论基础 案例：莫尔斯电码里的爱情 早已被新科技所取代的莫尔斯密码，却在中国的互联网世界里演绎了一段费尽周折的爱情猜谜传奇。 一男子向一女子表白，女子却给了一段莫尔斯密码，以及很少的提示，并表示，破译这个密码，才答应和他约会。男子死活不得求解，又在百度贴吧里将密码贴出以求助网友。 电码如下： “****-/*----/----*/****-/****-/*----/---**/*----/****-/*----/-****/***-- /****-/*----/----*/**---/-****/**---/**---/***--/--***/****-/” “她唯一给我的提示就是这个是5层加密的密码，也就是说要破解5层密码才是答案。最终语言是英语。 ” 网友贴出了莫尔斯密码对照表，然后发现相应密码对应的数字组合和英文字母组合分别是：“4194418141634192622374”、“daiddahadafcdaibfbbcgd” 案例：莫尔斯电码里的爱情 网友“片羿天使”将莫尔斯密码对应的数字“41 94 41 81 41 63 41 92 62 23 74”转换成了手机键盘字母,以41为例，它对应的就是传统手机键盘上的“4”的第一个字母，“94”则是“9”的第4个字母。 这样片羿天使得到了第二步的答案：“G Z G T G O G X N C S ” 。 片羿天使说“因为QWE的格式是被世人所认可的，也就有可能成为密码的码表。码表QWE=ABC依次类推。”按照这样的次序，上面的来自于手机键盘的字母，就转换到了第三步答案：“O T O E O I O U Y V L”。 案例：莫尔斯电码里的爱情 在第四步中，片羿天使用了包括凯撒、乘法等等方法，对第三步几乎可以看出来的答案进行了进一步的解码，最后发现只有栅栏密码才能读得通。片羿天使将这组字母分成了“O T O E O I”和“ O U Y V L”两排，然后对插重组得到第四步的字母排列：“OOTUOYEVOLI”。 第五步于 是变得最为简单起来，那便是将“OOTUOYEVOLI”倒序排列，即“I LOVE YOU TOO”。 2.1 基本概念 2.1.1 什么是密码学 密码学是研究密码系统或通信安全的一门学科，分为密码编码学和密码分析学。 密码编码学是使得消息必威体育官网网址的学科 密码分析学实际要研究加密消息破译的学科 密码学的发展历史 第1阶段：1949年以前。 第2阶段：从1949年到1975年。 标志：1949年Shannon发表的《必威体育官网网址系统的信息理论》一文。 第3阶段：1976年至今。 标志：1976年Diffie和Hellman发表了《密码学新方向》一文。 Shannon模型 密码系统（Cryptosystem） 定义: (密码体制）它是一个五元组（P,C,K,E,D)满足条件： （1）P是可能明文的有限集；（明文空间） （2）C是可能密文的有限集；（密文空间） （3）K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间） *（4）任意 ,有一个加密算法 和相应的解密算法 ，使得 和 分别为加密解密函 数，满足 。 密码体制的分类 几种不同的分类标准 按操作方式进行分类 操作方式：是明文变换成密文的方法。 替代操作、置换操作、复合操作。 按照使用密钥的数量进行分类 对称密钥（单密钥）。 公开密钥（双密钥）。 按照对明文的处理方法进行分类 流密码。 分组密码。 柯克霍夫斯(Kerckhoffs)假设 假定：密码分析者知道对方所使用的密码系统 包括明文的统计特性、加密体制（操作方式、处理方法和加/解密算法 ）、密钥空间及其统计特性。 不知道密钥。 密码体制的安全性仅应依赖于对密钥的必威体育官网网址，而不应依赖于对算法的必威体育官网网址。只有在假设攻击者对密码算法有充分的研究，并且拥有足够的计算资源的情况下仍然安全的密码才是安全的密码系统。 一切秘密寓于密钥之中 密码分析 密码分析：从密文推导出明文或密钥 。 密码分析：常用的方法有以下4类： 惟密文攻击（cybertext only attack）：密码分析者有一个或更多的用同一个密钥加密的密文，通过对这些截获的密文进行分析得出明文或密钥 已知明文攻击（knownplaintext attack）：除要破译的密文外，密码分析者有一些明文和用同一密钥加密这些明文所对应的密文。 密码分析 选择明文攻击（chosenpl