密码学期末论文

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1、浅析古典密码学一，密码学的基础知识密码学（Cryptography）在希腊文用Kruptos（hidden）+graphein（towrite）表达，现代准确的术语为“密码编制学”，简称“编密学”，与之相对的专门研究如何破解密码的学问称之为“密码分析学”o密码学是主要研究通信安全和保密的学科，他包括两个分支：密码编码学和密码分析学。密码编码学主要研究对信息进行变换，以保护信息在传递过程中不被敌方窃取、解读和利用的方法，而密码分析学则于密码编码学相反，它主要研究如何分析和破译密码。这两者Z间既相互对立又相互促进。密码的基本思想是对机密信息进行伪

2、装。一个密码系统完成如下伪装：加密者对需要进行伪装机密信息（明文）进行伪装进行变换（加密变换），得到另外一种看起来似乎与原有信息不相关的表示（密文），如果合法者（接收者）获得了伪装后的信息，那么他可以通过事先约定的密钥，从得到的信息中分析得到原冇的机密信息（解密变换），而如果不合法的用户（密码分析者）试图从这种伪装后信息中分析得到原有的机密信息，那么，要么这种分析过程根本是不可能的，要么代价过于巨大，以至于无法进行。在计算机出现以前，密码学的算法主要是通过字符Z间代替或易位实现的,我们称这些密码体制为古典密码。其中包扌乩易位密码、代替密码（单

3、表代替密码、多表代替密码等）。这些密码算法大都十分简单，现在已经很少在实际应用屮使用了。由于密码学是涉及数学、通讯、计算机等相关学科的知识，就我们现冇的知识水平而言，只能初步研究古典密码学的基本原理和方法。但是对古典密码学的研究，对于理解、构造和分析现代实用的密码都是很有帮助。以下介绍我们所研究的古典密码学。二，古典密码学的基本方法从密码学发展历程来看，可分为古典密码（以字符为基本加密单元的密码）以及现代密码（以信息块为基本加密单元的密码）两类。而古典密码有着悠久的历史，从古代-直到计算机出现以前，古典密码学主要有两大基木方法：%1代替密码：

4、就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符，接收者只要对密文做反向替换就可以恢复出明文。%1置换密码（又称易位密码）：明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。以下是几种简单的古典密码淫1.滚桶密码在古代为了确保他们的通信的机密，先是冇意识的使用一些简单的方法对信息来加密。如公元六年前的古希腊人通过使用一根叫scytale的棍子，将信息进行加密。送信人先将-张羊皮条绕棍子螺旋形卷起来（如图），然后把要写的信息按某种顺序写在上面，接着打开羊皮条卷，通过其他渠道将信送给收信人。如果不知道棍子的宽度（这里作为密匙）就是不容易解密里面的内容的,但是收信人可

5、以根据事先和写信人的约定，用同样的scytale的棍子将书信解密。1.掩格密码16世纪米兰的物理学和数学家Cardano发明的掩格密码，可以事先设计好方格的开孔，将所要传递的信息和一些其他无关的符号组合成无效的信息，使截获者难以分析出有效信息。2.棋盘密码我们可以建立一张表，使每一个字符对应一数，是该字符所在行标号，是列标号。这样将明文变成形式为一串数字密文。例如：明文battleonSunday密文121144443115034330434533141154（其中0表示空格）3.凯撒（Caesar）密码据记载在罗马帝国吋期，凯撒大帝曾经设计

6、过一种简单的移位密码，用于战时通信。这种加密方法就是将明文的字母按照字母顺序，往后依次递推相同的字母，就可以得到加密的密文，而解密的过程止好和加密的过程相反。凯撒密码作为一种最为古老的对称加密体制，在古罗马的时候都已经很流行，他的基本思想是：通过把字母移动一定的位数來实现加密和解密。明文中的所冇字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如，当偏移量是3的时候，所冇的字母A将被替换成D,B变成E,以此类推X将变成A,Y变成B,Z变成C。由此可见，位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。5•圆盘密码曲于凯撒密码加密的方法很

7、容易被截获者通过对密钥赋值（1〜25）的方法破解，人们冇进一步将其改善，只要将字母按照不同的顺序进行移动就可以提高破解的难度，增加信息的保密程度。如15世纪佛罗伦萨人Alberti发明I员I盘密码就是这种典型的利用单表置换的方法加密的方法。如图在两个同心圆盘上,内盘按不同（杂乱）的顺序填好字母或数字，而外盘按照一定顺序填好字母或数字，转动圆盘就可以找到字母的置换方法，很方便的进行信息的加密与解密。凯撒密码与圆盘密码木质都是一样的，都属于单表置换，即一个明文字母对应的密文字母是确定的，截获者可以分析对字母出现的频率，对密码体制进行冇效的攻击。6

8、.维吉尼亚（Vigenere）密码为了提高密码的破译的难度，人们有发明一种多表置换的密码，即一个明文字母可以表示为多个密文字母，多表密码加密算法结果将使得对单表置换