資源描述：
《《古典密碼學(xué)》ppt課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第2章古典密碼學(xué)2.1古典密碼學(xué)體制2.1.1定義和分類一個(gè)密碼系統(tǒng)（Cryptosystem）是一個(gè)五元組（P,C,K,E,D)滿足條件：（1）P是可能明文的有限集；（明文空間）（2）C是可能密文的有限集；（密文空間）（3）K是一切可能密鑰構(gòu)成的有限集；（密鑰空間）（4）任意,有一個(gè)加密算法和相應(yīng)的解密算法，使得和分別為加密、解密函數(shù)，滿足。xxAlice加密解密密鑰源安全信道竊聽者OscarkyBob實(shí)用密碼體系每個(gè)加密函數(shù)和每個(gè)解密函數(shù)應(yīng)當(dāng)能有效地被計(jì)算。即使看到密文串y，竊聽者Oscar確
2、定所用的密鑰k或明文串x是不可行的。已知密文串y的情況下試圖計(jì)算密鑰k的過程稱為密碼分析（Cryptanalysis）。古典密碼學(xué)分類代換（Substitution）密碼和置換（Permutation）密碼2.1.2代換密碼將明文字母表Θ抽象地表示為一個(gè)整數(shù)集。在加密時(shí)通常將明文消息劃分成長(zhǎng)為L(zhǎng)的消息單元，稱為明文組，以m表示，如。m也稱作L－報(bào)文，它可以看作是定義在上的隨機(jī)變量這時(shí)明文空間。密文字母表Ξ抽象表示成整數(shù)集。密文單元或組為。c是定義在上的隨機(jī)變量。密文空間。一般地，明文和密文由同一字
3、母表構(gòu)成。代換密碼可以看作是從到的映射。L＝1時(shí)，稱作單字母代換，也稱作流密碼（Streamcipher）。L>1時(shí)，稱作多字母代換，亦稱分組密碼（Blockcipher）。1.單表代換密碼單表代換密碼是對(duì)明文的所有字母都用一個(gè)固定的明文字母表到密文字母表的映射，即。令明文,則相應(yīng)地密文為。幾類簡(jiǎn)單的單表代換密碼移位密碼（ShiftCipher）設(shè)定義且例2．1愷撒（Caesar）密碼是k＝3的情況。即通過簡(jiǎn)單的向右移動(dòng)源字母表3個(gè)字母則形成如下代換字母表若明文為：pleaseconfirmrec
4、eipt則密文為：SOHDVEFRQILUPUHFHLSWΘ:abcdefghijklmΞ:DEFGHIJKLMNOPnopqrstuvwxyzQRSTUVWXYZABC安全性分析移位密碼是極不安全的（mod26），因?yàn)樗杀桓F舉密鑰搜索所分析：僅有26個(gè)可能的密鑰，嘗試每一個(gè)可能的加密規(guī)則，直到一個(gè)有意義的明文串被獲得。平均地說，一個(gè)明文在嘗試26/2＝13解密規(guī)則后將顯現(xiàn)出來。替換密碼設(shè)，密鑰空間K由所有可能的26個(gè)符號(hào)0，1，…….，25的置換組成。對(duì)每一個(gè)置換，定義則，其中的逆置換。例2.
5、2密鑰句子為：themessagewastransmittedanhourago。源字母表為：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz代換字母表為：THEMSAGWRNIDOUBCFJKLPQVXYZ明文：pleaseconfirmreceipt密文：CDSTKSEBUARJOJSESRCL安全性分析替換密碼的密鑰是由26個(gè)字母的置換組成。這些置換的數(shù)目是26！，超過，一個(gè)非常大的數(shù)。這樣即使對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)來說，窮舉密鑰搜索也是不可行的。然而，以后我們會(huì)看到，替換密碼容易被其他的分析方法
6、所破譯。仿射密碼設(shè)，且對(duì)，定義且例2.3假定，，加密函數(shù)為，則相應(yīng)的解密函數(shù)為，其中所有的運(yùn)算都是在中。容易驗(yàn)證。加密明文hot。首先轉(zhuǎn)化這三個(gè)字母分別為數(shù)字7，14和19。然后加密密文串為AGX。多表代換密碼多表代換密碼是以一系列（兩個(gè)以上）代換表依次對(duì)明文消息的字母進(jìn)行代換的加密方法。令明文字母表為，為代換序列，明文字母序列，則相應(yīng)的密文字母序列為。若f是非周期的無限序列，則相應(yīng)的密碼稱為非周期多表代換密碼。這類密碼，對(duì)每個(gè)明文字母都采用不同的代換表（或密鑰）進(jìn)行加密，稱作一次一密密碼（One
7、-timepadcipher）,這是一種理論上唯一不可破的密碼。有名的多表代換密碼有Vigenère、Beaufort、Running-Key、Vernam和轉(zhuǎn)輪機(jī)（Rotormachine）等密碼。Vigenère密碼設(shè)m是某固定的正整數(shù)，定義，對(duì)一個(gè)密鑰，我們定義且所有的運(yùn)算都在中。例2.4設(shè)m＝6，且密鑰字是CIPHER,這相應(yīng)于密鑰。假定明文串是thiscryptosystemisnotsecure首先將明文串轉(zhuǎn)化為數(shù)字串，按6個(gè)一組分段，然后模26“加”上密鑰字得：相應(yīng)的密文串將是:VP
8、XZGIAXIVWPUBTTMJPWIZITWZT解密過程與加密過程類似,不同的只是進(jìn)行模26減,而不是模26加。多字母代換密碼（Polygramsubstitutioncipher）——Hill密碼設(shè)m是某個(gè)固定的正整數(shù)，，又設(shè)；對(duì)任意，定義，則。其中所有的運(yùn)算都是在中進(jìn)行。例2.5假定密鑰是，則。現(xiàn)在我們加密明文july分為兩個(gè)明文組（9，20）（相應(yīng)于ju）和（11，24）（相應(yīng)于ly）。計(jì)算如下：因此，july的加密是DELW。2.1.3置換密碼（PermutationCi
