《网络空间安全导论》 课件 09-密码学基础02-编码与密码；03-对称加密.pptx

密码学基础02

编码与密码;了解什么是编码

理解编码与密码的区别

学习古典密码学;编码基础

古典密码学;ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。

ASCII是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO/IEC646。

;标准ASCII码也叫基础ASCII码，使用7位二进制数（剩下的1位二进制为0）来表示所有的大写和小写字母，数字0到9、标点符号。

后128个称为扩展ASCII码。许多基于x86的系统都支持使用扩展ASCII。扩展ASCII码允许将每个字符的第8位用于确定附加的128个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。

;编码基础-ASCII;ASCII因为只有8位长，只能表达256种字符。所以不能满足其它国家需求。

Unicode是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。

使用16位的编码空间。也就是每个字符占用2个字节。;UTF-8（8-bitUnicodeTransformationFormat）是一种针对Unicode的可变长度字符编码

在实际传输过程中，由于不同系统平台的设计不一定一致，以及出于节省空间的目的，对Unicode编码的实现方式有所不同，所以有UTF

UTF-8使用一至六个字节为每个字符编码

;Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。

每6个比特为一个单元，对应某个可打印字符除了A-Z，a-z，0-9共62个字符还有“+”“/”，最后用“=”填充不能被3整除的空位。

;基本情况

主要考虑消息的必威体育官网网址性

对于完整性和不可否任性没有太多考虑

;古典密码的加密是将明文的每一个字母代换为字母表中的另一个字母

根据代换是对每个字母逐个进行还是对多个字母同时进行，古典密码又分为单表代换密码和多表代换密码

在CTF中通常是单表代换比较多

;通用特点：对每个字母逐个进行代换

典型的有：

凯撒密码

移位密码

仿射密码

;凯撒密码加密时将明文中的每个字母按字母表顺序向前或向后移动固定数目，作为密文

如偏移量是左移3为例

明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

;与凯撒密码类似，最早的凯撒密码是固定左移3位。

区???在于移位密码可以任意移动，后期不仅处理26个字母，还会处理数字和特殊字符。参照ASCII码表进行位移。

思考：除了位移以外，还可以采取什么方式替换？

;?;例子;解密a=5b=8，a对26的乘法逆元为21。5*21mod26=1

;加密方式使用多个表

解决了单表加密的频率分析问题;该算法基于5*5的字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造（即密钥）

从左到右、从上到下顺序，填入关键词的字母(去除重复字母)后，将字母表其作余字母填入。(I=J)

将明文两个分为一组，若出现相同字母，则用X替代最后字母。

在每组中，查找矩阵替换：

若两个字母同行，则用右方字母替换

若两个字母同列，则用下方字母替换

若即不同行也不同列，则用矩阵对角字母替换;例子：

以playfairexample为密钥，构造矩阵

明文为：hidethegoldinthetreestump

密文为：

;又称棋盘密码。

将给定明文加密为两两组合的特征

加密后结果只有5种字符

ADFGX密码是德军在一战中使用的栏块密码

明文=A??T??T?A??C?K??A??T??O??N?C??E?

密文：AFADADAFGFDXAFADDFFXGFXF?

;使用26个字母购成字母矩阵

横行为明文列，纵向为密钥列

明文：comegreatwall

密钥：crypto

扩充密钥与是明文一样长

密文efktzfgrrltzn;培根密码

栅栏密码

莫斯密码;用两种不同字体，代表A和B（或者0和1），结合加密表进行加密。

加密表如图：

明文：steganography

正常字体是A，粗体是B，加密结果如图

;把明文分成N个一组，然后每组的第1个字连起来，然后连第2个……

例子

明文：THEREISACIPHER

分组：THEREISACIPHER

取出：TEESCPEHRIAIHR;用.与_表示，以前用于发电报

;在CTF中，有很多密码算法是出题者临时想出

并没有真正的应用过，此类密码需要解题者思维活跃，根据现有的信息、线索和自己的经验，通过猜测、尝试去解题

;ABCDE加密后就变为EDCBA

有可能是单词倒述