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1、黄杰信息安全研究中心第二讲传统加密技术上讲内容回顾信息安全的涵义信息安全的基本需求信息安全的措施信息安全与密码学之间的关系本讲内容2.1网络通信的安全模型2.2古典密码代替密码置换密码2.3古典密码设备与密码有关的历史事件公元前480年，波斯国王薛西斯与希腊的一场战争。十七世纪，玛丽女王事件。1917年，英国破译了德国外长齐默尔曼的电报，促成了美国对德宣战。1941年，池步州破译了日本即将偷袭珍珠港的密电。1942年，中途岛密码战。二战中的纳瓦霍语。2010年，轰动全球的俄罗斯间谍案，FBI在新泽西抓获了10名俄罗斯特工。密码学密码编码学密码分析学密码编码学系
2、统的三个特征转换明文为密文的运算模型。如何选择？所用的密钥数量。区分：对称密钥和非对称密钥处理明文的方法。分组密码和流密码2.1网络通信的安全模型信息通讯环境基本的通讯模型senderreceiver信源编码信道编码信道传输通信协议通信的保密模型 通信安全-60年代（COMSEC）信源编码信道编码信道传输通信协议密码senderreceiverenemy使用密码的目标：使一份消息或记录对非授权的人是不可理解传统密码的简化模型密钥(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。传统密码体制的模型消息源加密算法解密算法目的地密码
3、分析者密钥源XYXK安全通道密码体制的四个基本要素：s={x，y，k，p(x,k)，ek(x),x∈x，k∈k}（1）明文信源s=[X,p(x)]x明文字母X明文字母表（2）密文（3）密钥a、密钥的选择是随机的；b、密钥的选择与明文无关。（4）加密运算加密方法的组合复杂度取决于在此方法下密钥的数量。（5）解密算法传统密码安全使用需要满足的要求加密算法必须足够强。即使对手拥有一定数量的密文和与之对应的明文，他也不能破译密文或发现密钥。保证密钥传输和存储的安全。2.2古典密码古典密码的演进过程第一阶段：隐写术波希战争衣带诏技术隐写术语言隐写术符号码公开代码墨水洋葱
4、法牛奶法手写字体图形虚码漏格（cardano1550）代换密码和置换密码圣经密码预言北约炸中国大使馆中国深红字黄地(samek-yod-nun-yod) 大使馆红地黄字(shin-gimel-resh-yod-resh-vav-tav) 轰炸浅蓝地克字(mem-vav-resh-ayin-shin) 北约深蓝地白字(nun-aleph-teth-vav) 美国克地黄字(aleph-resh-hey-beth)甘地(Gandhi)刺杀事件（白鲸记）现代隐写术隐写术与密码的区别密码隐藏的是信息。隐写术隐藏的是传递信息的过程。古典密码代换密码（substitutio
5、ncipher)：就是明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复出明文。置换密码(permutationcipher)，又称换位密码（transpositioncipher)：明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。实例公元前400年，古希腊的斯巴达人使用一种称为Scytale的加密方法,Scytale是一根八角形的木棒凯撒密码明码表：a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y,z密码表：d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p,q,r,s,t,u,v,w,x,y
6、,z,a,b,c例如，明文“caesar”被加密成“fdhxdv”。代换密码简单代换密码（simplesubstitutioncipher),又称单字母密码（monoalphabeticcipher):明文的一个字符用相应的一个密文字符代替。多字母代换密码（polyalphabeticcipher)：明文中的字符映射到密文空间的字符还依赖于它在上下文中的位置。简单代换密码单表代换密码移位（shift）密码、乘数（multiplicative)密码仿射（affine)密码、多项式（Polynomial)密码密钥短语（KeyWord)密码多名代换密码多表代换密码维
7、吉尼亚（Vigenere)密码博福特（Beaufort）密码滚动密钥(running-key)密码弗纳姆(Vernam)密码转轮机(rotormachine)多字母代换密码可以用矩阵变换方便地描述多字母代换密码，有时又称起为矩阵变换密码。HillcipherPlayfaircipher单表代换密码移位密码算法数学描述：设P=C=K=Z/(26),对k∈K,定义ek(x)=x+k(mod26)=y∈C同时dk(y)=y-k(mod26)注1：26个英文字母与模26剩余类集合{0,….,25}建立一一对应：2*.当k=3时，为Caesar密码，即abcdefghi
8、jklmnopqrstuvwxyzDE
