《密碼學(xué)基礎(chǔ)》PPT課件(I)

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1、計算機安全與保密信息安全原理與應(yīng)用袁靜波東北大學(xué)秦皇島分校第2章密碼學(xué)基礎(chǔ)密碼學(xué)的發(fā)展歷史密碼學(xué)的基本概念密碼系統(tǒng)的分類密碼分析經(jīng)典密碼學(xué)加密技術(shù)概述以密碼學(xué)為理論基礎(chǔ)，基本思想是偽裝信息，使非法接入者無法理解信息的真正含義一般應(yīng)用于政治、經(jīng)濟、軍事、外交、情報等重要部門，20世紀(jì)80年代后，得到廣泛重視和普及信息安全中的數(shù)據(jù)安全主要采用現(xiàn)代加密技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動的安全保護(hù)是保護(hù)大型網(wǎng)絡(luò)傳輸信息安全的重要實現(xiàn)手段是信息安全保障的基礎(chǔ)工具，解決信息安全問題的根本基礎(chǔ)是密碼學(xué)；密碼學(xué)實質(zhì)屬于數(shù)學(xué)范疇，利用數(shù)學(xué)代數(shù)知識探討信息的隱藏與恢復(fù)

2、機制，是研究如何保護(hù)信息安全的一門學(xué)科；密碼學(xué)的作用和地位已成為一門綜合性的尖端技術(shù)科學(xué)維持機密性用于鑒別保證完整性用于抗抵賴2.1密碼學(xué)的發(fā)展歷史自人類社會出現(xiàn)戰(zhàn)爭便產(chǎn)生了密碼公元前1900年，古埃及石碑記載Phaistos圓盤，一種直徑約為160mm的Cretan-Mnoan粘土圓盤，始于公元前17世紀(jì)。表面有明顯字間空格的字母，至今還沒有破解。公元前1世紀(jì)，JuliusCaesar發(fā)明了凱撒密碼密碼學(xué)的發(fā)展歷史1834年，倫敦大學(xué)的實驗物理學(xué)教授惠斯頓發(fā)明了電機，這是通信向機械化、電氣化躍進(jìn)的開始，也為密碼通信采用在線加密技術(shù)

3、提供了前提條件。1920年，美國電報電話公司的弗納姆發(fā)明了弗納姆密碼。其原理是利用電傳打字機的五單位碼與密鑰字母進(jìn)行模2相加。密碼學(xué)的發(fā)展歷史兩次世界大戰(zhàn)大大促進(jìn)了密碼學(xué)的發(fā)展。二戰(zhàn)中美國陸軍和海軍使用的條形密碼設(shè)備M-138-T4。根據(jù)1914年P(guān)arkerHitt的提議而設(shè)計。25個可選取的紙條按照預(yù)先編排的順序編號和使用，主要用于低級的軍事通信。Kryha密碼機大約在1926年由AlexandervoKryha發(fā)明。這是一個多表加密設(shè)備，密鑰長度為442，周期固定。一個由數(shù)量不等的齒的輪子引導(dǎo)密文輪不規(guī)則運動。密碼學(xué)的發(fā)展歷史

4、兩次世界大戰(zhàn)大大促進(jìn)了密碼學(xué)的發(fā)展。轉(zhuǎn)輪密碼機ENIGMA，由ArthurScherbius于1919年發(fā)明，面板前有燈泡和插接板；4輪ENIGMA在1942年裝備德國海軍，英國從1942年2月到12月都沒能解讀德國潛艇的信號。英國的TYPEX打字密碼機，是德國3輪ENIGMA的改進(jìn)型密碼機。它在英國通信中使用廣泛，且在破譯密鑰后幫助破解德國信號。密碼學(xué)的發(fā)展歷史1949年香農(nóng)發(fā)表了一篇題為《保密系統(tǒng)的通信理論》的著名論文，該文首先將信息論引入了密碼，從而把已有數(shù)千年歷史的密碼學(xué)推向了科學(xué)的軌道，奠定了密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)。1976年，

5、美國密碼學(xué)家W.Diffie和M.Hellman在一篇題為《密碼學(xué)的新方向》一文中提出了一個嶄新的思想，不僅加密算法本身可以公開，甚至加密用的密鑰也可以公開。1977年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布了數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES2001年11月26日，正式頒布AES為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。密碼學(xué)的發(fā)展手工密碼機械密碼電子電路密碼計算機密碼物理、生物密碼2.2密碼學(xué)的基本概念密碼學(xué)(Cryptology)：研究信息系統(tǒng)安全保密的科學(xué)。它包含兩個分支：?密碼編碼學(xué)(Cryptography)，對信息進(jìn)行編碼實現(xiàn)隱蔽信息的一門學(xué)問?密碼分析學(xué)(Cryptanalyti

6、cs)，研究分析破譯密碼的學(xué)問。二者相互獨立，又相互依存，在矛盾與斗爭中發(fā)展，對立統(tǒng)一。明文(消息)(Plaintext)：被隱蔽消息。密文(Ciphertext)或密報(Cryptogram)：明文經(jīng)密碼變換成的一種隱蔽形式。加密(Encryption)：將明文變換為密文的過程。解密(Decryption)：加密的逆過程，即由密文恢復(fù)出原明文的過程。加密算法(Encryptionalgorithm)：密碼員對明文進(jìn)行加密時所采用的一組規(guī)則。解密算法(Decryptionalgorithm)：接收者對密文進(jìn)行解密時所采用的一組規(guī)則。

7、密鑰(Key)：控制加密和解密算法操作的數(shù)據(jù)處理，分別稱作加密密鑰和解密密鑰。密碼學(xué)的基本概念密碼學(xué)的基本概念加密員或密碼員(Cryptographer)：對明文進(jìn)行加密操作的人員。接收者(Receiver)：傳送消息的預(yù)定對象。截收者(Eavesdropper)：在信息傳輸和處理系統(tǒng)中的非受權(quán)者，通過搭線竊聽、電磁竊聽、聲音竊聽等來竊取機密信息。密碼分析(Cryptanalysis)：截收者試圖通過分析從截獲的密文推斷出原來的明文或密鑰。密碼分析員(Cryptanalyst)：從事密碼分析的人員。Key密鑰在計算機上實現(xiàn)的數(shù)據(jù)加密

8、算法，其加密或解密變換是由一個密鑰來控制的。密鑰key是由使用密碼體制的用戶隨機選取的，密鑰成為唯一能控制明文與密文之間變換的關(guān)鍵，它通常是由一串隨機字符串組成。Kerckhoffs’slaw柯克霍夫定律：只要加密算法使用的密鑰保持安