对称密码-- --古典密码.doc

. 第二讲对称密码-- -- 古典密码一、内容提要 1. 为什么需要密码 2. 基本的概念和术语 3. 密码学的历史 4. 传统加密的古典技术--- 代替密码--- 置换密码?为什么需要密码 1. 信息的存储:在公开的地方 2. 信息的交换:使用非隐秘介质 3. 信息的传输:通过不安全信道?基本概念 1. 密码学(Cryptology) : 是研究信息系统安全保密的科学。 2. 密码编码学(Cryptography) : 主要研究对信息进行编码( 压缩、保密和纠错), 实现对信息的隐蔽。 3. 密码分析学(Cryptanalytics) :主要研究加密消息的破译或消息的伪造。?基本术语 1. 消息被称为明文(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) ,被加密的消息称为密文(Ciphertext) ,而把密文转变为明文的过程称为解密(Decryption) 。 2. 对明文进行加密操作的人员称作加密员或密码员(Cryptographer) 。 3. 密码算法(Cryptography Algorithm) :是用于加密和解密的数学函数。 4. 密码员对明文进行加密操作时所采用的一组规则称作加密算法(Encryption Algorithm) 。 5. 所传送消息的预定对象称为接收者(Receiver) 。.6. 接收者对密文解密所采用的一组规则称为解密算法(Decryption Algorithm). 二、传统密码体制 1 、凯撒密表? 2) 加解密过程示意图加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进行的,分别称为加密密钥(EncryptionKey) 和解密密钥(Decryption Key) 。 3) 加密通信的模型 Y 加密机 Alice 解密机 Bob 密钥源 Oscar 安全信道 XX K . 密码学的目的: Alice 和 Bob 两个人在不安全的信道上进行通信,而破译者 Oscar 不能理解他们通信的内容。 4. 密码体制密码体制:它是一个五元组( P,C,K,E,D) 满足条件: (1)P 是可能明文的有限集; (明文空间) (2)C 是可能密文的有限集; (密文空间) (3)K 是一切可能密钥构成的有限集; (密钥空间) *(4 )任意 k∈ K, 有一个加密算法 e K∈E 和相应的解密算法 d K∈D ,使得 e K: PC和d K:CP 分别为加密解密函数,满足 d k (e k (x))=x, 这里 x∈P。 5. 密码算法分类-i 按照保密的内容分: 1 )受限制的( restricted) 算法:算法的保密性基于保持算法的秘密。 2 )基于密钥( key-based) 的算法:算法的保密性基于对密钥的保密。 6. 密码算法分类-ii 基于密钥的算法,按照密钥的特点分类: 对称密码算法( symmetric cipher) : 又称传统密码算法( conventional cipher) , 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( asymmetric cipher) :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-key cipher) 。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( private key) 私钥,简称私钥。 7、密码算法分类-iii 1 )按照明文的处理方法: 分组密码( block cipher) :将明文分成固定长度的组,每个分组都用相同的密钥进行加密产生相同、输出也是固定长度的密文。.?流密码( stream cipher) : 又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的明文, 然后用相关但不同密钥加密产生相应的密文, 相同的明文分组由于在明文序列中的位置不同对应的密文不同,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。密码学的历史?密码学的起源和发展(1) 三个阶段: 1)1949 年之前,密码学是一门艺术; 2)1949 ~1975 年,密码学成为科学; 3)1976 年以后,密码学的新方向——公钥密码学。?密码学的起源和发展(2) 1949 年之前:古典密码( classical cryptography) ?密码学还不是科学,而是艺术。?出现一些密码算法和加密设备。?密码算法的基本手段(substitution &permutation) 出现,针对的是字符。?简单的密码分析手段出现。?密码学的起源隐写术(steganography) :通过隐藏消息的存在来保护消息。 1)