密码学基础课件.ppt

1、密码学基础网络安全技术网络安全技术互联网上没人知道这是一条狗互联网上没人知道这是一条狗u 机密性机密性u 认证性认证性u 完整性完整性密码学是基础网络网络网络网络信息信息信息信息安全安全安全安全数据数据加密加密安全安全通信通信身份身份鉴别鉴别加解密算法加解密算法安全安全协议数数字字签名名主要内容密码学基础o初识密码学o古典密码学o现代密码学o密码学基本概念密码分析学了解密码学的基本概念掌握简单替换密码算法思想掌握简单替换密码算法分析方法掌握密码算法设计的基本原理和原则香农密码设计原理切克霍夫原则掌握要点初识密码学古代军事应用太公曰：太公曰：“主与将，有阴符，凡八等主与将，有阴符，凡八等。有大胜

2、克敌之符，长一尺。有大胜克敌之符，长一尺。破军擒将之符，长九寸。破军擒将之符，长九寸。八符者，主将秘闻，所以阴通言八符者，主将秘闻，所以阴通言语，不泄中外相知之术。敌虽圣智，莫之能识。语，不泄中外相知之术。敌虽圣智，莫之能识。”武王问太公曰：武王问太公曰：“符不能明；相去辽远，言语不通。为之符不能明；相去辽远，言语不通。为之奈何？奈何？”太公曰：太公曰：“诸有阴事大虑，当用书，不用符。主以书遗将，将以诸有阴事大虑，当用书，不用符。主以书遗将，将以书问主。书皆一合而再离，三发而一知。再离者，书问主。书皆一合而再离，三发而一知。再离者，分书为三部。分书为三部。三发而一知者，言三人，三发而一知者，言

3、三人，人操一分，相参人操一分，相参而不相知情也。此谓而不相知情也。此谓阴阴书书。敌虽圣智，莫之能识。敌虽圣智，莫之能识。”中国周朝兵书六韬龙韬中的阴符和阴书记载了周武王问姜子牙关于征战时与主将通讯的方式：信信息息隐藏藏2022/11/4凯撒(Caesar)密码l简单替换密码（单表代换密码）明文：明文：my students密文：密文：PBVWGHQWVA B C D EF G HIJK L M N O P Q RS T U V W X Y ZD EF G HIJK L M N O P Q RS T U V W X Y Z A B C明文明文/密文字母表密文字母表古典密码密码学的发展大致可以分为

4、两个主要阶段：1.从它的出现开始，到19世纪末为止。这个阶段的密码技术，无论是加密方法和实现手段都比较原始，主要采用人工处理和简单机械处理的方法来加密或解密信息，安全保密的强度无从估计。存在着保密性不高、抗破译的能力低、使用范围狭窄、科学性不强等问题。CaesarCaesar密码2022/11/4现代密码2.从20世纪起到如今。这个阶段的特点是：大多数加密、解密、破译的处理方法和手段基本上都采用了先进的计算技术，加密方案的研究和设计更加科学化、理论化，保密性有了很大的提高。德国的EnigmaEnigma密码机2022/11/4Claude ShannonThe founder of Infor

5、mation Theory1949 1949 paper:oCommunication Theory of Secrecy Communication Theory of Secrecy SystemsSystemsFundamental conceptsoConfusionConfusion（扰乱）obscure relationship between plaintext and ciphertextoDiffusionDiffusion（扩散）spread plaintext statistics through the ciphertext2022/11/4密码学基本概念密码学（Cry

6、ptoCryptologylogy）The artart and sciencescience of making and breaking“secret codes”o是研究编制密码和破译密码的技术科学。密码编码学（Crypto Cryptographygraphy ）making making“secret codes”o研究密码变化的客观规律，编制密码以保守通信秘密oDES，AES，RSA，密码分析学（CryptCryptanalysisanalysis）breakingbreaking“secret codes”o破译密码以获取通信情报o斯诺登，CIACIA，2022/11/4密码系统

7、 2022/11/4解密加密E加密算法D解密算法加密密钥 PK解密密钥 SK明文 X密文 Y=EPK(X)密钥产生源明文 X=DSK(EPK(X)KerckhoffKerckhoff原则：原则：系统的保密性不依赖于加密体制或算法系统的保密性不依赖于加密体制或算法的保密，而依赖于密钥的保密的保密，而依赖于密钥的保密密码分析I简单替换密码2022/11/4密钥可以是 n 0,1,2,25比如：n=7如何破解？Try Them AllTry Them AllDES(DES(Data Encryption Standard)，有效密钥长度为56bit56bita b c d e f g h i j k

8、 l m n o p q r s t u v w x yH I J K L M N O P Q R S T U V WX Y Z A B C D E FzGPlaintextCiphertext密密钥空空间密码分析II简单替换密码2022/11/4任意置换26!288 1026Try Them AllTry Them All？1千万亿次/秒=10151026 1015=1011秒 3000年密码分析II简单替换密码2022/11/4采用统计学的方法密码分析II简单替换密码2022/11/4PBFPVYFBQXZTYFPBFEQJHDXXQVAPTPQJKTOYQWIPBVWLXTOXBTFXQ

9、WAXBVCXQWAXFQJVWLEQNTOZQGGQLFXQWAKVWLXQWAEBIPBFXFQVXGTVJVWLBTPQWAEBFPBFHCVLXBQUFEVWLXGDPEQVPQGVPPBFTIXPFHXZHVFAGFOTHFEFBQUFTDHZBQPOTHXTYFTODXQHFTDPTOGHFQPBQWAQJJTODXQHFOQPWTBDHHIXQVAPBFZQHCFWPFHPBFIPBQWKFABVYYDZBOTHPBQPQJTQOTOGHFQAPBFEQJHDXXQVAVXEBQPEFZBVFOJIWFFACFCCFHQWAUVWFLQHGFXVAFXQHFUFHILTTAVWA

10、FFAWTEVOITDHFHFQAITIXPFHXAFQHEFZQWGFLVWPTOFFA密码分析II简单替换密码2022/11/4明文样本明文样本统计分布统计分布密文样本密文样本统计分布统计分布课后预习有没有好的办法能避免统计分析呢？Double TranspositionDouble Transposition（双置换）2022/11/4小结密码学的基本概念简单替换密码算法的设计思想简单替换密码算法分析方法密码算法设计的基本原理和原则香农密码设计原理切克霍夫原则2022/11/4Confusion（扰乱）统计学的规律世界闻名的密码美国中情局(CIACIA)弗吉尼亚州总部庭院中放置着一高10

11、英尺铜制的面板，上面布满了许多奇怪的字母。据了解，这其中暗藏了4段密码文字.该面板名为“克里普托斯”(KryptosKryptos，希腊文意思为“隐藏的”)，由艺术家桑伯恩于20世纪90年代制成。它分为两部分，左边的面板雕上有待解密的文字，暗藏4段谜语，右面两片面板则雕上用以解密的“提示”。2022/11/4世界闻名的密码比尔密码国家宝藏比尔密码是在1885年出版的一本小册子中提到的三份密码；根据被破解的第二份密码，第一份密码说明了财宝的位置，第二份密码则说明了财宝的内容，第三份密码则列出了财宝所有者的姓名；财宝的价值达6,5006,500万美元。然而，至今仍然未有人破解到其余两份密码或者找到第二份密码中所指明的财宝。2022/11/4世界闻名的密码达芬奇密码2022/11/42022/11/4THANKS!THANKS!