---密码学基础(古典密码 素材).ppt

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1、古典密码算法2015-6-91提纲概述单表代换算法单符号代换算法凯撒密码移位密码单表密码短语密码仿射密码攻击方法小结2当今的信息网络蕴含了表现为信息形式的多种巨大利益政治的、军事的、经济的、商业的……通过网络非法获取和利用信息可能随时发生互联网的开放性是根源网络安全已成为网络设计、建设和维护的重要内容密码学/密码算法成为保护网络信息的利器以数学为工具，将信息明文变换为密文成为保护信息的核心屏障网络与密码算法3密码学的目的合法通信双方Alice和Bob在不安全的信道上进行安全通信，而破译者Oscar不

2、能理解他们通信的内容“安全”指机密性、完整性、鉴别、不可抵赖简单加密系统模型简单加密系统模型密码系统4密码系统包含带参数K的变换EK()、带参数K的逆变换DK()、信息传送信道、密钥传送信道变换EK得将明文消息P变换为密文C，这个过程称为加密E为加密算法，K为密钥。E不同或K不同，密文C就不同典型的密码系统密码系统小游戏角色1——如何给你的朋友发一封由你自己加密的电子邮件？角色2——如何解密你朋友给你发来的加密邮件？5对密码算法的基本要求加密能力强当密文或明文－密文对被截获时，破解密钥或明文在计

3、算上是不可行的安全性不依赖于密码算法本身的保密，而依赖于密钥易于实现，使用方便对密码算法的基本要求6古典密码（ClassicalCryptography）密码算法针对的基本操作对象是字符/字母方法——字符代换（Substitution）或字符置换（Permutation）1949年之前此类密码学还不是科学，而是艺术产生了一些密码算法和加密设备也出现简单的密码分析手段古典密码7古典密码分类代换Substitution置换Transposition单表代换Monoalphabetic~多表代换Polya

4、lphabetic~单字符单表代换多字符单表代换移位密码单表密码短语单表密码Playfair密码Beaufort密码Vigenère密码行变换密码栅格密码Hill密码仿射密码Autokey密码转子机凯撒密码一次性密码8代换与置换代换密码算法（SubstitutionCipher）将明文中的每一个字符均被替换成另一个字符（密文字符）。接收者对密文做反向替换就可以恢复出明文置换密码算法（PermutationCipher）又称换位密码算法（TranspositionCipher）：改变明文中各个字母的位

5、置次序，但明文字母（的出现及出现次数）保持不变9代替密码单表密码算法（MonoalphabeticCipher)密码表仅1个——固定任何明文加密、密文解密均使用同一个密码表加密明文中相同的字母必然被加密成相同的密文字母10代替密码多表密码算法（PolyalphabeticCipher)密码表多个——不固定一条明文加密和解密同时使用多个密码表明文中两个相同的字母可能被加密成不同的密文字母11提纲概述单表代换算法单符号代换算法凯撒密码移位密码单表密码短语密码仿射密码攻击方法小结12凯撒密码恺撒密码（Ca

6、esarCipher）JuliusCaesar发明，是已知最早的代换密码明文字母用其后的第三个字母代替，作为其密文字母，即，将明文字母表循环左移三位作为密码表13两个字母表明文字母表P＝{p0,p1,…,p25}密文字母表C＝{C0,C1,…,C25}基本型凯撒密码等于如下变换明文字母表密文字母表明文表和密文表共同构成密钥加密解密凯撒密码14让每个字母对应一个数值则基本型凯撒密码可以表示为加密：Ci=E(pi)=(pi+3)mod26解密：pi=D(Ci)=(Ci3)mod26密钥数量：1凯撒密码

7、15凯撒密码凯撒密码实例明文：meetmeaftertheparty密文：PHHWPHDIWHUWKHSDUWB16凯撒密码特点极为简单密钥数为1，极其脆弱17提纲概述单表代换算法单符号代换算法凯撒密码移位密码单表密码短语密码仿射密码攻击方法小结18移位密码（ShiftCipher）明文字母用其后的第k个字母代替，作为其密文字母，即，将明文字母表循环左移k位作为密码表明文字母用任一个密文字母代替，即，明文字母表的任一个排列均构成一个对应的密码表加密：Ci=E(pi)=(pi+k)mod26解密：pi

8、=D(Ci)=(Cik)mod26移位密码19移位密码移位密码20例如，k=5明文字母表：密文字母表：密钥数量：25明文密文移位密码21特点非常简单密钥数为25，仍非常脆弱移位密码22提纲概述单表代换算法单符号代换算法凯撒密码移位密码单表密码短语密码仿射密码攻击方法小结23单表密码（MonoalphabeticCipher）明文字母用任一个密文字母代替，即，明文字母表的任一个全排列均构成一个对应的密码表加密：Ci=E(pi)=(pi+ki)mod26解密：pi=D(