信息安全学第2章信息安全核心：密码技术

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1、第2章信息安全核心：密码技术海军工程大学第2章信息安全核心：密码技术主要内容2.1密码的起源和相关概念2.2古典密码体制2.3对称密码体制2.4非对称密码体制2.5小结第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念2.1.1密码的起源密码的起源，尚无确实可靠的资料。目前公认的是公元前五世纪斯巴达人使用一种叫“天书”（Skytale）的器械。它用一根木棍，将羊皮条紧紧缠在木棒上，密信自上而下写在羊皮条上，然后将羊皮条解开送出。除非把羊皮条重新缠在一根同样直径的木棍上，才能把密信的内容读出来。这是最早的一种移位密码。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相

2、关概念公元前两世纪，希腊历史学家波利比乌斯（Polybius）想出一种信号通信方法。他把字母排列在一个方表内，并把各横行和纵行标上数字，每个字母用它在横行的数字和它在纵行的数字代表，这些数字可用火把传送，右手举的火把数表示字母的第一个代码，左手举的火把数表示字母的第二个代码。这种方法可以把信号传送较远的距离。波利比乌斯方表密后来被作为一些密码体制的基础而广泛使用。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念密码产生以后，发展非常缓慢。密码编制较简单，且都用手工或简单器械进行操作。有线电、无线电的发明并作为战争工具在第一次世界大战中广泛应用后，密码才很快地发展

3、起来。第一次世界大战期间，出现了各式各样的机械密码机。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念第二次世界大战前后，随着晶体管的出现和通信技术的发展，开始出现电子密码机。1970年代初，电子技术进入微电子时代，大规模集成电路和微型处理机被引进到密码通信中，进一步加快了密码和密码机的发展进程。用程序实现编码的计算机密码也是从这个时代开始的。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念今后密码装置和密码通信的特点是：体积向微型化方向发展，速度向更高方向发展，操作向全自动化方向发展，编码向程序化方向发展，密钥量向无穷方向发展，加解密向后台化方向发展，通

4、信向网络化方向发展，所有操作向实时化方向发展。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念2.1.2密码学相关概念密码学（Cryptology）:是一门关于发现、认识、掌握和利用密码内在规律的科学，由密码编码学和密码分析学组成。密码编码学（Cryptography）:是研究密码编码的科学。密码分析学（Cryptanalytic）:是研究密码破译的科学。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念明文（消息）（Plaintext）:原始数据/信息密文（Ciphertext）:经过变换的数据加密（Encryption）:变换过程解密（Decryptio

5、n）:实施与加密变换相反的变换密钥（Key）:加密和解密通常都是在一组密钥控制下进行，分别称为加密密钥和解密密钥第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念窃听者（Eavesdropper）:在密码通信过程中,非授权用户通过搭线窃听、电磁窃听、声音窃听、计算机入侵等多种手段来窃取机密信息密码分析（Cryptanalysis）:通过分析有可能从截获的密文中推断出原来的明文或密钥的过程密码分析员（Cryptanalyst）:从事密码分析工作的人第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念被动攻击（PassiveAttack）:对一个密码通信系统采取截获

6、密文进行分析的攻击主动攻击（ActiveAttack）:攻击者采用删除、增加、重放、伪造等主动手段向密码通信系统注入假消息的攻击第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念一个密码系统，通常简称为密码体制（Cryptosystem）传统密码体制（ConventionalCryptographicSystem）所用的加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个密钥易于推出另一个，我们称其为单钥或对称密码体制（One-keyorSymmetricCryptosystem）。如果加密密钥与解密密钥不相同，即从一个难以推出另一个，则称该密码体制为双钥密码体制（Tw

7、o-keyCryptosystem）或非对称密码体制（AsymmetricCryptosystem）。第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念密码体制（Cryptosystem），由五元组（M,C,K,E,D）构成:明文空间M，它是全体明文的集合;密文空间C，它是全体密文的集合；第2章信息安全核心：密码技术2.1密码的起源和相关概念密钥空间K，它是全体密钥的集合,其中每一个密钥K均由加密密钥Ke和解密密钥Kd组成，即有K=;加密算法E，它是一簇由M到C的加密变换，即有C=E(M,Ke);解密算法D，它是一簇由C到M的解密变