06_密码技术-古典密码-2代替-hhai.pdf

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1、2011/12/7密码技术－－古典密码学智能信息安全n1，密码学简介IntelligentInformationSecurityn2，密码系统模型n3，古典密码黄海n置换密码北京邮电大学n代替密码n4，对称密钥（单钥）密码体制n5，非对称密钥（公钥）密码体制Email:huanghaibupt@gmail.com23.古典密码－－代替密码代替密码n单码加密（每个明文唯一地被一个密文所代替）代替密码n简单移位加密首先构造一个或多个密文字母表，然后用密文字n关键词加密n仿射加密母表中的字母或字母组来代替明文字母表中的字n多文字加密n多码加密（每个明文可以用多个

2、密文符号所代替，每个母或字母组。各字母或字母组的相对位置不变，密文符号也可以代替多个明文）但其本身内容改变了。nVigenere加密n自动密钥加密nNihilist加密nBazeries（圆柱面）加密n回转轮加密n多图加密（一次加密两个明文字母）nPlayfairnHill34单码加密单码加密使用一个密文符号表，且用密文字母表中的一个符n公元前200年，希腊作家Polybius创造了号来代替明文字母表中的一个字母。Polybius方格，这个是Nihilist加密法的起源n1，只有25个字母，i设A={a0,a1,…,an-1}为含n个字母的明文字母表，n1

3、2345和j共用B={b0,b1,…,bn-1}是含n个字母的密文符号表，n1abcden2，利用两个数字（行定义一个由A到B的一一映射n2fghIk列号）表示一个字母f：A→Bn3lmnopf(ai)→bi(i=0,1,…,n-1)n明文空间：字母设明文M(m0,m1,…,mn-1)，则相应的密文n4qrstun密文空间：双数字C=(f(m0),f(m1),…,f(mn-1))n5vwxyz5n运算规则：矩阵映射612011/12/7多文字加密思考：利用手机加密？n用一对字母代替一个明文字母n加密强度等同于Polybius方格(一对数字代替一个明文字母)

4、ncodesncabcdenofghIkndlmnopneqrstunsvwxyz78关键词（密钥词）加密n14世纪开始在欧洲流行n1，随机地选取一个词语作密钥，去掉密钥中n明文空间：字母的重复字母，把结果作为矩阵的第一行。n密文空间：字母n2，在明文字母表中除掉矩阵第一行中的各字n运算规则：利用关键词重排字母顺序母，并将剩余各字母依次写入矩阵的各行。n3，按某一顺序从矩阵中取出字母构成密文字母表。910密文符号表的构造示例HONGYEn密文字母表实际上是明文字母表的一种排列。例：密钥关键词HONGYEABCDFIn设明文字母表含n个字母，则共有n！种排列

5、，选出顺序：按列矩阵JKLMPQ对于明文字母表为英文字母表的情况，可能的RSTUVW密文字母表有25！≈1.55×1025XZn这种密码仅在传送短的消息时是保密的，一旦明文abcdefghijklmnopqrstuvwxyz消息足够长，密码分析者便可利用统计分析的密文HAJRXOBKSZNCLTGDMUYFPVEIQW方法迅速将其攻破。111222011/12/7双重（关键词重排+双数字映射）单表（任意顺序）n15世纪末，为教皇工作的Argentis家族改进了n任意的单表替换密码关键词加密法n明文空间：字母abcdefghijklmnopqrstuvwxy

6、zn密文空间：双数字n运算规则：利用关键词重排字母顺序，对其SDVJKLTIOXCFAWQZUPYREGHBNM进行数字编码n例子:crypt=>VPNZR1314双重：双表（单字母+单词）审判苏格兰玛丽女王n1586年，苏格兰女王玛丽使用Nomenclator加n时间:一五八六年十月十五日密法（命名加密法）n地点:FotheringhayCastle审判室n既有单字母替代，也有单词替代n起诉人：英格兰伊莉莎白女王（缺席）n被成功破译后并所截获的报文被篡改，导致n被告:苏格兰玛丽女王杀身之祸n罪名:密谋行刺英格兰伊莉莎白女王以夺取英格兰王位15审判苏格兰玛

7、丽女王审判苏格兰玛丽女王n主审人:英格兰国务大臣英格蘭王朝蘇格蘭王朝SirFrancisWalsingham华兴瑪麗的祖母翰(亨利八世的姐姐)│(身兼英格兰间谍首脑)亨利八世詹姆士五世n编码人:AnthonyBabington安东尼·贝平顿││(谋反计划核心人物人物)愛德華六世瑪麗女王(亨利八世之子)(詹姆士五世之女)n送信人:GilbertGifford基佛(双面间谍)││n破译人:ThomasPhelippe菲力普伊莉莎白一世詹姆士六世(英格兰破码第一高手)(亨利八世與凱薩琳之女)(瑪麗女王與丹利伯爵之子)32011/12/7审判苏格兰玛丽女王审判苏格

8、兰玛丽女王十天后，法庭判決有罪，建议处以死刑。一五八七年二月八日，