第2章常规加密的经典技术

第2章常规加密的经典技术内容要点：常规加密模型常规加密的经典技术替代、置换、转子机第2章常规加密的经典技术2.1常规加密模型2.2隐写术2.3经典加密技术2.3.1替代技术2.3.2置换技术2.3.3转子机第2章常规加密的经典技术2.1常规加密模型2.2隐写术2.3经典加密技术2.3.1替代技术2.3.2置换技术2.3.3转子机2.1常规加密模型明文加密密文解密明文密钥密钥图2-1常规加密的简化模型2.1常规加密模型消息源加密算法解密算法目的地密钥源密码破译者XKKXYX图2-2常规密码系统的模型第2章常规加密的经典技术2.1常规加密模型2.2隐写术2.3经典加密技术2.3.1替代技术2.3.2置换技术2.3.3转子机2.2隐写术隐写术与密码编码学隐写术的方法是隐藏某消息的存在密码编码学是通过各种文本转换的方法使得消息为外部不可理解常用方法：字符标记、不可见墨水、打小孔、打字机改正带缺点：开销大、保密性差2.3经典加密技术从古到今有无数种加密技术，但归类起来，古代主要是替代技术、置换技术以及两者的结合。2.3.1替代技术替代技术的定义替代技术是把明文中的字母用其他字母或数字或符号所代替。2.3.1.1凯撒密码凯撒密码是把字母表中的每个字母用该字母后面的第3个字母进行代替例如：sendhelp的凯撒密码是VHQGKHOSABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC明文字母表：密文字母表：2.3.1.1凯撒密码凯撒密码的算法：C=E（p）=（p+3)mod(26)如果移位可以是任何量，这个量用k表示那么凯撒算法可以表示为：C=E（p）=（p+k)mod(26)相应的解密算法是：p=D（C）=（C-k）mod（26）2.3.1.2单一字母替代法密码例如：破解方法：英文字母的相对频率英文字母的相对频率网格式密码同音字/多名码替代同音字替代和单字母密码类似，不同的是单个明文字符可用一些不同的密文符号，而每一个同音字能够循环使用或随机使用。特点：比单字母替代法更难破解，单仍不能掩盖明文的统计特性，可以用已知明文攻击一次一密乱码本一次一密乱码本ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ12345678910111213141516171819202122232425262.3.1.3多字母密码多字母密码处理明文消息时使用不同的单字母替代。替代规则：1、使用一系列相关的单字母替代规则。2、一个密钥决定对一个给定的变换选择哪种特定的规则。典型的例子：Vigenere密码Vigenere密码算法：相隔的单字母替代规则集合由26个凯撒密码组成，其位移为可从0到25。构造Vigenere表格（教材p18表2-2），密钥字母对应“行标字母”，明文字母对应“列标”字母。通过查找行标和列标确定密文字母。Vigenere密码密钥：明文：密文：deceptivedhelloworldKINPDPWMPGPlayfair密码Playfair方法将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合。这个算法基于一个5×5字母矩阵,该矩阵使用一个关键词构造。这里的关键词是monarchy,使用如下所例：MONARCHYBDEFGI/JKLPQSTUVWXZPlayfair密码Playfair密码的特点：采用双字母组合，最多有256×256种组合，识别各种双字母比要比单字母困难得多各个字母的相对频率要比双字母组合呈现出大得多的范围，使得频率分析困难得多但是由于密文使许多明文语言的结构保存完好，所以比较容易攻破。2.3.2置换技术置换密码(Transposition)：明文字母不变，但顺序打乱。置换密码2.3.3转子机转子机例如：Enigma转子机Enigma转子机带反射器的Enigma