密码的设计、解码与破译doc

《密码的设计、解码与破译doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、密码的设计、解码与破译密码的设计和使用至少可以追溯到四千多年前的埃及、巴比伦、罗马和希腊，历史极为久远。古代隐藏信息的方法主要有两大类：其一为隐藏信息载体，采用隐写术等；其二为变换信息载体，使之无法为一般人所理解。本节只涉及后者，介绍一些采用数学工具对信息加密、解密的方法。在密码学中，信息代码被称为密码，加密前的信息被称为明文，经加密后不为常人所理解的用密码表示的信息被称为密文（ciphertext），将明文转变成密文的过程被称为加密（enciphering），其逆过程则被称为解密（deciphering），而用以加密、解密的方法或算法则被称为密码体制（crytosystem）

2、。记全体明文组成的集合为U，全体密文组成的集合为V，称U为明文空间，V为密文空间。加密常利用某一被称为密钥的东西来实现，它通常取自于一个被称为密钥空间的含有若干参数的集合K。按数学的观点来看，加密与解密均可被看成是一种变换（或称映射）：取一k∈K，u∈U，令，v为明文u在密钥K下的密文，而解码则要用到K的逆变换K-1，。由此可见，密码体系虽然可以千姿百态，但其关键还在于密钥的选取。随着计算机与网络技术的迅猛发展，大量各具特色的密码体系不断涌现。离散数学、数论、计算复杂性、混沌、……，许多相当高深的数学知识都被用上，逐步形成了（并仍在迅速发展的）具有广泛应用面的现代密码学。本节不

3、准备涉及分组加密算法、身份证与消息认证、数字签名、椭圆曲线密码、量子密码、混沌密码、序列密码等具有某些独特功能的密码新体制。在这里我们只对古典密码、希尔密码作一个简要介绍，它们仅用到较为简单的线性代数知识。对需要用到其他数学知识的现代密码有兴趣的读者可以参阅密码学方面的专门书籍。早期密码大体可分三类：代替法密码、移位密码和代数密码，。（代替法密码）代替法密码采用另一个字母表中的字母来代替明文中的字母，明文字母与密文字母保持一一对应关系，但采用的符号改变了。加密时，把明文换成密文，即把明文中的字母用密文字母表中对应位置上的字母取代。解密时，则把密文换成明文，即把密文中的字母用明文

4、字母表中对应位置上的字母代回,解密过程是加密过程的逆过程。在代替法加密过程中，明文字母表、密文字母表及两者间的对应关系即为代替法密钥，密钥既可以采用标准字母表，也可以任意建立。例如，我们可采用以下的明文字母表和密文字母表：明文字母表ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文字母表KLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJ密钥还经常用一密钥字或密钥短语生成混淆字母表。密钥字或密钥短语可以存放在识别码、通行字或密钥的秘密表格中。混合一个字母表，常见的有两种方法，这两种方法都采用了一个密钥字或一个密钥短语。方法一：a)选择一个密钥字或密钥短语，例如：const

5、ructb)去掉其中重复的字母，得：construc)在修改后的密钥字后面接上从标准字母表中去掉密钥中的已有字母后剩下的字母，得：明文字母表ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文字母表CONSTRUABDEFGHIJKLMPQVWXYZ在设计密钥时，也可在明文字母表中选择一个特定字母，然后从该特定字母开始写密钥字并将密钥字隐藏于其中。例如，对于上例，选取特定字母k，则可得：明文字母表ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文字母表KLMPQVWXYZCONSTRUABDEFGHIJ方法二：a)选择一个密钥字或密钥短语，例如：constructb)

6、去掉其中重复的字母，得：construc)这些字母构成矩阵的第一行，矩阵的后续各行由标准字母表中去掉密钥字的字母后剩下的字母构成d)把所得矩阵中的字母按列的顺序选出，得：caivobjwndkxselytfmzrgpuhq按照此方法产生的字母表称为混淆字母表。在代替法加密中，除了使用混淆字母表外，还可以使用混淆数。混淆数由以下方法产生：a)选一密钥字或密钥短语，例如：constructb)按照这些字母在标准字母表中出现的相对顺序给它们编号，对序列中重复的字母则自左向右编号，得：construct143675928c)自左向右选出这些数字，得到一混淆数字组：143675928，混

7、淆字母表由从小到大的顺序取矩阵中相应列得出,先取第一列、再取第8列、……，依次得出秘文字母表。为增加保密性，在使用代替法时还可利用一些其他技巧，如单字母表对多字母表、单字母对多字母、多重代替等，这里就不再一一细说了。（移位密码体制）移位密码采用移位法进行加密，明文中的字母重新排列，本身不变，只是位置改变了。现在所知的最为古老的加密方法—天书就是移位法的一种。早在4000多年前，古希腊人就用一种名叫“天书”的器械来加密消息。该密码器械是用一条窄长的草纸缠绕在一个直径确定的圆筒上，明文逐行横写在