对称密码学及其应用 第1章 概述

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1、第一章绪论密码学简史密码学的基本概念密码体制的安全性要素对称密码体制的概念与分类对称密码学的应用领域1.1密码学简史古密码时代机器密码时代Vernam密码机ENIGMA密码机SIGABA密码机PURPLE密码机现代密码时代“保密系统的通信理论”，仙农“密码学中的新方向”，W.Diffie&M.E.Hellman混沌密码量子密码1.2密码学的基本概念经典保密通信模型1.2密码学的基本概念专业术语发送者和接收者消息和加密消息（message）被称为明文（plaintext）。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密（encryption），被加密的消

2、息称为密文（ciphertext），而把密文转变为明文的过程称为解密（decryption）。使消息保密的技术和科学叫做密码编码学（cryptography），从事此行业的叫做密码编码者（cryptographer），密码分析者（cryptanalyst）是从事密码分析的专业人员，密码分析学（cryptanalysis）就是破译密文的科学和技术。密码学（cryptology）作为数学的一个分支，包括密码编码学和密码分析学两部分。1.2密码学的基本概念专业术语密码体制所有可能的明文的集合P，称为明文空间；所有可能的密文的集合C，称为密文空间；所有可能的密

3、钥的集合K，称为密钥空间；加密算法：解密算法：对有。五元组（P，C，K，E，D）称为一个密码体制。1.2密码学的基本概念常见的密码分析攻击有四类：唯密文攻击（ciphertext-onlyattack）密码分析者有一些密文，这些消息都是用一加密算法加密。已知明文攻击（know-plaintextattack）密码分析这不仅可以得到一些消息的密文，而且也知道这些消息的明文。选择明文攻击（chosen-plaintextattack）分析这不但可以得到一些消息的明文，而且它们可以选择被加密的明文。选择密文攻击（chosen-ciphertextattack

4、）密码分析者暂时获得对解密机的访问权限，可以选择一些密文，并可取得相应的明文。1.2密码学的基本概念完整的保密通信模型1.3密码体制的安全性要素理论安全性，完善保密性或无条件安全性实际的不可破译性，实际安全性一个密码体制的安全性涉及两方面的因素：所使用的密码算法的保密强度密码算法之外的不安全因素1.4对称密码体制的概念与分类密码算法分类按照保密的内容分: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。密码算法分类-ii基于密钥的算法，按照密钥的特点分类：对称密码算

5、法（symmetriccipher）：又称传统密码算法（conventionalcipher），就是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（asymmetriccipher）: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），简称私钥。密码算法分类-iii按照

6、明文的处理方法：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，也可以称为流密码。序列密码是手工和机械密码时代的主流1.5对称密码学的应用领域信息系统安全通信安全工业控制安全