《保障与安全密码学》ppt课件

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1、第三章密码学（2）2009-3-171网络工程专业06级Ⅱ传统密码技术一、数据表示方法数据的表示有多种形式，使用最多的是文字，还有图形、声音、图像等。这些信息在计算机系统中都是以某种编码的方式来存储的。传统加密方法的主要应用对象是对文字信息进行加密解密。古典加密技术两个基本组成部分：代替与变换二、代替密码代替密码（SubstitutionCipher）在代替密码中,用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文,但保持明文字母的位置不变。2009-3-172网络工程专业06级Ⅱ传统密码技术代替密码就是将明文字母表P中的每个字母用密文字母表C中

2、的相应字母来代替这一类密码，包括移位密码、替换密码、仿射密码、乘数密码、多项式代替密码、密钥短语密码等。接收者对密文进行逆替换就恢复出明文来。在经典密码学中，有四种类型的代替密码。简单代替密码（SimpleSubstitutionCipher)Caesar多名码代替密码多字母代替密码多表代替密码Vigenère。2009-3-173网络工程专业06级Ⅱ传统密码技术1．单表代替密码单表代替密码的一种典型方法是凯撒（Caesar）密码，又叫循环移位密码。它的加密方法就是把明文中所有字母都用它右边的第k个字母代替，并认为Z后边又是A。这种映射关

3、系表示为如下函数：F(a)=(a+k)modn其中：a表示明文字母；n为字符集中字母个数；k为密钥。2009-3-174网络工程专业06级Ⅱ传统密码技术映射表中，明文字母中在字母表中的相应位置数为如A=0，B=1，…具体形式如下：设k＝3；对于明文P＝COMPUTESYSTEMS则f（C）=（2+3）mod26=5=Ff（O）=（14+3）mod26=17=Rf（M）=（12+3）mod26=15=P┆f（S）=（18+3）mod26=21=V所以，密文C=Ek（P）=FRPSXRWHUVBVWHPV。2009-3-175网络工程专业06

4、级恺撒密码的特点单字母密码（简单替换技术）简单，便于记忆令26个字母分别对应于0～25，a=0，b=1……y=24，z=25。缺点：结构过于简单，密码分析员只使用很少的信息就可预言加密的整个结构。已知加密与解密算法C=E(p)=(p+k)mod(26)p=D(C)=(C-k)mod(26)25个可能的密钥k,适用Brute-ForceCryptanalysis明文所用的语言是已知的，且其意义易于识别2009-3-176网络工程专业06级CaesarCipherCaesar密码的数学表示设：Athevalue0,B1,C2,...Y24,Z

5、25;加密算法：Ek:i->i+k(mod26)解密算法：Dk:i->i-k(mod26)2009-3-177网络工程专业06级例1:plain:meetmeafterthetogapartycipher:PHHWPHDIWHUWKHWRJDSDUWB1oggvogchvgtvjgvqicrctva2nffunfbgufsuifuphbqbsuz3meetmeafterthetogaparty4lddsldzesdqsgdsnfzozqsx56789qiixqiejxivxlixsketevxcBrute-forcecryptanalys

6、isiseasilyperformed:simplytryallthe25possiblekeys.作业1：用C编制上述程序2009-3-178网络工程专业06级2．多表代替密码多表代替密码使用从明文字母到密文字母的多个映射来隐藏单字母出现的频率分布，每个映射是简单代替密码中的一对一映射。维吉尼亚Vigenere密码和博福特Beaufort密码均是多表代替密码的例子。多表代替密码有多个单字母密钥，每一个密钥被用来加密一个明文字母。第一个密钥加密明文的第一个字母，第二个密钥加密明文的第二个字母等，所有密钥使用完后密钥又再循环使用。密钥k可以

7、通过周期性地延长反复进行以至无穷。2009-3-179网络工程专业06级VigenereCipherTableabcdefghijklmnopqrstuvwxyzaabcdefghijklmnopqrstuvwxyzbbcdefghijklmnopqrstuvwxyzaccdefghijklmnopqrstuvwxyzabddefghijklmnopqrstuvwxyzabceefghijklmnopqrstuvwxyzabcdffghijklmnopqrstuvwxyzabcdegghijklmnopqrstuvwxyzabcdefhh

8、ijklmnopqrstuvwxyzabcdefgiijklmnopqrstuvwxyzabcdefghjjklmnopqrstuvwxyzabcdefghikklmnopqrstuvwxyz