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1、第2章密码学概论古典密码学对称密码体制公钥密码体制密码学发展阶段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－古典密码(1/3)密码学还不是科学，而是艺术出现一些密码算法和加密设备密码算法的基本手段是代换(substitution)和置换(permutation)，针对的是字符简单的密码分析手段出现主要特点：数据的安全基于算法的保密20世纪早期密码机第1阶段－古典密码(2/3)第1阶段－古典密码(3/3)1883年Kerchoffs第一次明确提出了编码的原则：加密算法应建立在算法的公开不影响明文和
2、密钥的安全。这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，实际上也成为传统密码和现代密码的分界线。第2阶段1949~1975(1/1)计算机使得基于复杂计算的密码成为可能相关技术的发展1949年Shannon的“TheCommunicationTheoryofSecretSystems”提出了两种“安全”，即“理论安全”和“实际安全”，证明了要达到“理论安全”，密钥的长度必须长于或等于明文的长度1967年DavidKahn的《TheCodebreakers》1971-73年IBMWatson实验室的HorstFeistel等几篇技术报告主要特点：数据的安全基于
3、密钥而不是算法的保密第3阶段1976~1976年：Diffie&Hellman的“NewDirectionsinCryptography”提出了不对称密钥密1977年Rivest,Shamir&Adleman提出了RSA公钥算法90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法主要特点：公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通信成为可能第3阶段1976~1977年DES正式成为标准80年代出现“过渡性”的“PostDES”算法,如IDEA,RCx,CAST等90年代对称密钥密码进一步成熟Rijndael,RC6,MARS,Twofish,Serpent等出现2001年Rij
4、ndael成为DES的替代者基本概念(1/4)密码学(Cryptology):是研究信息系统安全保密的科学.密码编码学(Cryptography):主要研究对信息进行编码,实现对信息的隐蔽.密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消息的破译或消息的伪造.基本概念(2/4)明文(Plaintext)：消息的初始形式；密文(CypherText)：加密后的形式加密算法(EncryptionAlgorithm):对明文进行加密操作时所采用的一组规则称作加密算法(EncryptionAlgorithm).解密算法(DecryptionAlgorithm):接
5、收者对密文解密所采用的一组规则称为解密算法(DecryptionAlgorithm)密钥(Key):加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进行的,分别称为加密密钥(EncryptionKey)和解密密钥(DecryptionKey).基本概念(3/4)记：明文记为P且P为字符序列，P=[P1,P2,…,Pn]密文记为C,C=[C1,C2,…,Cn]明文和密文之间的变换记为C=E(P)及P=D(C)其中C表示密文，E为加密算法；P为明文，D为解密算法我们要求密码系统满足：P=D(E(P))需要密钥的加密算法，记为：C=E(K,P),即密文消息同时依赖于初始明文
6、和密钥的值。实际上，E是一组加密算法，而密钥则用于选择其中特定的一个算法。加密与解密的密钥相同，即：P=D(K,E(K,P))加密与解密的密钥不同，则：P=D(KD,E(KE,P))基本概念(4/4)密码编码系统分类保密内容密钥数量明文处理的方式保密内容受限制的（restricted)算法算法的保密性基于保持算法的秘密基于密钥（key-based)的算法算法的保密性基于对密钥的保密密钥数量对称密码算法（symmetriccipher)加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个又称秘密密钥算法或单密钥算法非对称密钥算法（asymmetricciphe
7、r)加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个又称公开密钥算法（public-keycipher)公开密钥算法用一个密钥进行加密,而用另一个进行解密其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（publickey)，简称公钥。解密密钥必须保密,又称私人密钥（privatekey)私钥，简称私钥明文处理方式分组密码（blockcipher)将明文分成固定长度的组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。流密码（streamcipher)又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的明文。对称密码又名：传统加密/单钥加密/私钥加密发送方和接收方共享同一个密钥
