密碼學的起源與基本概念

1、一些古老的加密方法：

1.隱寫術----將祕密的消息隱藏在其餘消息中

最多見的是隱形墨水：發送者用洋蔥或牛奶在紙上書寫祕密消息，接收者在紙的背面稍稍加熱，看到密文。

 

2.希臘的波利比阿的方格

	1	2	3	4	5
1	A	B	C	D	E
2	F	G	H	IJ	K
3	L	M	N	O	P
4	Q	R	S	T	U
5	V	W	X	Y	Z

 

 

 

 

 

 

明文	A	P	P	L	E
密文	11	35	35	31	15

 

 

 

 

思想：替換

只要記住密碼錶，可以加密解密。

 

3.凱撒密碼

 

A	B	C	D	E	F	G	...	X	Y	Z
D	E	F	G	H	I	J	...	A	B	C

 

 

 

 

 

明文	A	P	P	L	E
密文	D	S	S	O	H

 

 

 

思想：替換

凱撒密碼錶比上面的希臘方格更容易記，由於只是將明文右移3位。

 

2、密碼學的基本概念：

研究信息系統安全技術的科學，包含兩個分支：密碼編碼學，對信息進行編碼實現隱藏信息的學問；密碼分析學：研究分析破解密碼或僞造的學問。二者相互對立，又互相促進地向前發展。

發送者：消息的發送方

接受者：消息的發送目標

竊聽者：信息傳輸過程和處理系統中的非受權者

明文：將被隱藏的消息

密文：明文經變換後的形式

加密：將明文變換爲密文的過程

解密：將密文恢復爲明文的過程

加密算法：對明文進行加密時採用的一組規則

解密算法：對密文進行解密採用的一組規則

密鑰：控制加密和解密算法操做的數據，分別有加密密鑰和解密密鑰

 

3、保密系統模型：

保密系統（M,C,K_1，K₂，E_k1，D_k2）：

明文消息空間M

密文消息空間C

密鑰空間K₁和K₂、在單鑰體制下K₁=K₂=K，此時密鑰k屬於K

 

 

4、密碼算法分類：

按保密性依賴的基礎分爲：

1.受限制的算法：算法的保密性基於保持算法的祕密（保密算法不公開）。

2.基於密鑰的算法：算法的保密性基於對密鑰的保密。

按密鑰的特色分爲：

對稱密碼算法：加密密鑰和解密密鑰相同，或實質上等同，即從一個易於推出另外一個。又稱單密鑰算法。

非對稱密鑰算法：加密密鑰和解密密鑰不相同，從一個很難推出另外一個，又稱公鑰密鑰算法。

 

 5、密碼算法的安全性：

1.無條件安全：破譯者即使擁有無限的資源，也沒法解出對應的明文

2.計算上安全：破譯的代價超出信息自己價值，破譯時間超過信息的有效期