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时间:2019-05-10
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1、第二章传统加密技术信息安全理论与技术2.1概述隐藏信息的方法隐写术(Steganography)密码术(Cryptology)2.2隐写术一门关于信息隐藏的技巧与科学,所谓信息隐藏指的是不让除预期的接收者之外的任何人知晓信息的传递事件或者信息的内容。2.3密码学密码编码学(Cryptography)密码编码专家(cryptographer)明文(plaintext):原始的消息密文(ciphertext):被伪装的消息加密(encrypt/encipher):明文转换为密文的过程解密(decrypt/decipher):密文还原为明文的过程
2、算法(algorithm/cipher):用于加密和解密的数学函数密码分析学(Cryptanalysis)密码分析专家(cryptanalyst)穷举攻击(Brute-forceattack)密码体制模型密钥(key):加密算法的输入,控制算法的输出,与明文独立。秘密信息,只有通信双方拥有。Kerchoffs原则(1883):加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全。传统密码体制的模型C=E(K,P)发方:P收方:PKK(公共信道)加密E解密D(秘密信道)密码分析者K’P’密码编码学特征特征:所使用的加密运算代换/置换密钥数量K1=
3、K2:对称密钥/单密钥/私钥K1≠K2:非对称密钥/双钥/公钥处理明文的方法分组:每次处理一组元素流:连续处理攻击类型无条件安全:一次一密。计算上安全:破译的代价超出信息本身的代价。破译的时间超出信息自身的生命周期。无条件安全和计算上安全穷举攻击所需时间和金钱估计密码学历史1949年以前,密码学是一种技巧(Art)1949-1975,密码学成为科学(Sience)1976以后,密码学的新方向:公钥密码学2.4古典加密方法代换明文的字母由其他字母或数字或符号代替置换改变明文字母排列顺序2.4.1代换公元前2000年:古埃及贵族墓碑上使用了特殊
4、的记号。公元前500年:犹太人使用颠倒顺序的字母替换加密法来写圣经,称为ATBASH(希伯来密码)电影《达芬奇密码》anancientwordofwisdomfreesthisscroll(古老智慧之语可解此卷)andhelpsuskeepherscatter’dfamilywhole(力助吾辈保她全家团圆)aheadstonepraisedbytemplarsisthekey(圣殿骑士之碑是为关键)andatbashwillrevealthetruthtothee(阿特巴希为汝真相展现)Caesar密码破译以下密文:密文:PHHWPHDI
5、WHOWKHSDUWB明文:meetmeaftertheparty字母表:(密码本)密文:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC明文:abcdefghijklmnopqrstuvwxyzi:0123456789……..加密算法:C=(P+3)mod(26)解密算法:P=(C-3)mod(26)设密钥为K:加密算法:C=E(K,P)=(P+k)mod(26)解密算法:P=D(K,C)=(C-K)mod(26)25个可能的密钥k,k∈[1,25]特点:单字母密码(简单替换技术)简单,便于记忆缺点:结构过于简单,密码分析员只使用很少
6、的信息就可预言加密的整个结构单表代换密码凯撒密码只有25个密钥k,非常不安全;若有意改变字母的排列顺序,可增大密钥空间;任意置换:26!问题:26个字母的排列顺序即是密钥。太复杂,无法记忆,需写在纸上我们需要一种可以简单容易记住的密钥。例如:利用关键词KeyABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZkeyabcdfghijlmnopgrstuvwxzspectacularABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZspectacularbdfghijkmnoqvwxyz泄露给破译者的信息更少;频率分析字母频率统计分析起源:
7、阿拉伯文明,神学家需建立古兰经中描述的天使造访的年表。英文中字母的使用频率02468101214ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ频率E使用最多;然后是TRNIOAS其他字母使用较少最少的是JKQXZ02468101214ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ频率密文字母频率基于语言统计规律的破译1密文:UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZVUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSXEPYEPOPDZSZUFPOMBZWP
8、FUPZHMDJUDTMOHMQ2统计字母的相对频率;3猜测PZ可能是e和t;4统计字母的相对频率-双字母5猜测ZW可能是th,因此ZWP可能是the6经过反复猜测、分析和处理,
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