新编密码学全套教学课件.pptx

第1章 古典密码第2章 分组密码第3章 序列密码第4章 哈希函数第5章 公钥密码第6章 数字签名第7章 密钥管理第1章 古典密码主讲人：密码学的起源和发展密码学有着悠久而神秘的历史，人们很难对密码学的起始时间给出准确的定义。 Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。Phaistos圆盘 三个阶段：1949年之前密码学是一门艺术1949～1975年密码学成为科学1976年以后密码学的新方向——公钥密码学 第1阶段—从古代到1949年这一时期可以看作是科学密码学的前夜时期，这阶段的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，密码学专家常常是凭知觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理和证明。主要特点：数据的安全基于算法的必威体育官网网址。第1阶段—从古代到1949年隐写术（公元前440年出现在古希腊战争中）。当时为了安全传送军事情报，奴隶主剃光奴隶的头发，将情报写在奴隶的光头上，待头发长长后将奴隶送到另一个部落，再次剃光头发，原有的信息复现出来，从而实现这两个部落之间的秘密通信。第1阶段—从古代到1949年密码学用于通信的另一个记录是斯巴达人于公元前400年应用Scytale加密工具在军官间传递秘密信息。第1阶段—从古代到1949年我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式，将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载，一般人只注意诗或画的表面意境，而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音”。唐伯虎的卖身契我康宣，今年一十八岁，姑苏人氏，身家清白，素无过犯。只为家况清贫，卖身华相府中，充当书僮。身价银五十两，自秋节起，暂存帐房，以三年后支取，从此承值书房，每日焚香扫地，洗砚、磨墨等事，听凭使唤。从头做起。立此契凭。 第1阶段—从古代到1949年计算机因解码而诞生 到了20世纪20年代，随着机械和机电技术的成熟，以及电报和无线电需求的出现，引起了密码设备方面的一场革命——发明了转轮密码机（简称转轮机，Rotor），转轮机的出现是密码学发展的重要标志之一。德国的洛伦兹密码机恩尼格玛密码机(谜) 二战期间，“谜”被德军大量用于铁路、企业当中，令德军必威体育官网网址通讯技术处于领先地位。　盟军在破译“谜”密码过程中，吸纳了大批语言学家、人文学家、数学家、科学家加入解码队伍。电脑之父图灵（Alan Turing， 1912~1954）也在其列。在图灵的领导下，这支优秀的队伍设计了人类的第一部“电脑”来协助破解工作。1939年8月，解码队伍完成了一部针对“谜”型机的密码破译机，每秒钟可处理2000个字符，绰号叫“炸弹”（Bombes）。半年后，它几乎可以破译所有被截获的德国情报，这使得德国的许多重大军事行动对盟军都不成为秘密。相关事件1.丘吉尔牺牲考文垂1940年11月12日，德军空军司令部按希特勒指令发出命令，派空军机群于14—15日对英国内陆的中心实行猛烈轰炸，具体目标是英国的重要城市考文垂城，并将此计划命名为“月光奏鸣曲”。所使密码机：“英尼格码”(又称“谜”)。但是，德国不知道的是，早在1939年8月，英情报机关就截获并破译了这个“超级密码”。两难选择:一是采取主动措施保卫考文垂。不过这样一来，德国人极有可能怀疑自己的密码被破译，以后就会更换新的密码系统，“超级机密”将失去作用。另一种方案是让考文垂的防务措施原封不动，对空袭作出合乎常情的反应，用牺牲考文垂来保住“超级机密”。14日下午，丘吉尔考虑再三，最后忍痛作出决定：考文垂不做防御疏散。考文垂虽然遭受了惨重的损失，但历史证明丘吉尔这一“丢卒保车”的办法，为最终打败德国法西斯做出了巨大贡献。英国情报机构利用它掌握的“超级机密”，多次截获敌人的重大情报，给予德军以沉重的打击，最终迫使希特勒放弃了在英国登陆作战的“海狮计划”。1942年11月，在北非阿拉曼战场上，“超级机密”提供的情报又发挥重大作用。由于英国蒙哥马利将军对德国隆美尔的非洲军团的战略战术计划、实力部署、后勤供给事先了如指掌，仅仅13天，德军就损失6万人和500多辆坦克。德国“沙漠之狐”惨败于非洲沙漠。2.“紫色”密码“紫色”（Purple）是美国军队给日本外务省（外交部）在第二次世界大战期间使用的一种机械式密码所起的名字。美国人习惯用颜色来命名日本人的各种密码。如此前日本外交官使用的密码被称为“红色”。“紫色”密码机由日本海军技术研究所的技师田道一雄设计制造。据称曾请日本的著名代数学家高木贞治（1875-1960）评价，得到答复说此机的密码有无数的变化，不可能被破解。日本政府相信了这位其实不大懂密码的大数学家的话，正式启用“紫色”密码机。事实上，“紫色”密码很快就被美国陆军所属的“信号情报局”破译，其中的关键人物是弗里