第二讲：密码学与计算机安全 -----密码学历史

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1、第二讲：密码学与计算机安全-----密码学历史1.古典密码密码学的历史已有4000多年古埃及人曾把象形文字写在石碑上2.CaesarCipher-恺撒密码2千年前，JuliusCeasar使用了一种简单的替换密码-——后被人称为恺撒密码（Caesarcipher）首先被应用于军事上(cfGallicWars)替换方法，每个字母用其后的第三个字母替换eg.LFDPHLVDZLFRQTXHUHG->ICAMEISAWICONQUEREDCaesarcipher可以描述如下：Plain:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZCipher:DEFGHIJKLMN

2、OPQRSTUVWXYZABC练习解密"RPQLDJDOOLDHVWGLYLVDLQSDUWHVWUHV"3.恺撒密码的一般形式一般形式，可以把Caesarcipher中字母移动的位数由3变为1-25中的任何一个可以指定一个密钥字母作为字母A的密文。例如：密钥字母F表示：AF,B—G,...Y—D,Z—E即每个字母移动5位共有26种可能的密码算法（25种可用）4.混合单码替换密码不仅仅是移位变换每个字母可以用其它任何一个字母替换（不能重复）每个字母可以随机的映射到其它一个因此密钥长度是26个字母单字母替换密码（MonoalphabeticSubstitutionCip

3、her）例如：明文:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文:DKVQFIBJWPESCXHTMYAUOLRGZNPlaintext:IFWEWISHTOREPLACELETTERSCiphertext:WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA5.简单的单码替换密码theMixedMonoalphabeticCipherhasa26letterkey需要一种简单方法指定密钥有多种方法，一种简单方法是写没有重复字母的“密钥字”，其它字母按顺序写在密钥字最后字母后面例如，给定密钥字"JULIUSCAESAR"Plain:ABCDEFGHIJKLMN

4、OPQRSTUVWXYZCipher:JULISCASRTVWXYZBDFGHKMNOPQ6.单码替换密码历史不同种类的替换密码用在政府和军事上频率攻击方法由阿拉伯科学家提出"AManuscriptonDecipheringCryptographicMessages",publishedinthe9thcenturystrongermonoalphabeticcipherswithseveralreplacementsymbolsforeachletter,forcommonwords,andnullsweredevelopedinmiddleageseventual

5、lyallweresusceptibletoanalysiscf.executionofMaryQueenofScots,GreatCipherofLouisXIV8.VigenèreCipherBlaisedeVigenère发明了多字母替换密码（polyalphabeticsubstitutioncipher）使用多个单字母替换表因此一个字母可以被多个字母替换方法，用一个密钥选择对每个字母使用哪个字母表密钥的第I个字母表示使用第ith个字母表依次使用每个字母表当密钥的字母使用完后，在从头开始9.VigenèreExample例：写出明文在明文下重复写出密钥字依次使

6、用每个字母作为caesarcipher的密钥加密对应的明文字母PlaintextTHISPROCESSCANALSOBEEXPRESSEDKeywordCIPHERCIPHERCIPHERCIPHERCIPHEPlaintextVPXZTIQKTZWTCVPSWFDMTETIGAHLH9.1VigenèreExample（续）C->CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABI->IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHP->PQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOH->HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGE->EFGH

7、IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDR->RSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZtomaptheaboveplaintextletters.‘T'useskey'C'mapsto'V'‘H'useskey'I'mapsto'P'‘I'iseskey'P'mapsto'X'etc10.HistoryoftheVigenèreCipher可以看出，越安全的密码使用起来越复杂因此，在有些场合还可以看到单码替换密码随着破译单码密码的技术提高，使得vigenèrecipher逐渐被各国使