密码学第一次课

密码趣谈计算机系李莉[e-mail]1234《饮食密码》，《健康密码》，《风水密码》……？？？刷银行卡、登录计算机、登录电子邮箱、登录论坛、登录QQ……？？？密码是什么？密码？？口令iloveyouLORYHBRX00001110011011100111101100011101010010111001001010111100101011100001101001100101100111000010111001100101011000000100001100011001CLUPQYUM明文密文算法+密钥凯撒密码、仿射密码、DES课程内容简介密码技术是信息安全的关键技术之一。密码技术是一门古老的技术，大概自人类社会出现战争便产生了密码。战争和科学技术的进步推动了密码学的发展。计算机和计算机网络的广泛应用，电子政务、电子商务的发展给密码学开拓了广泛的应用空间，从而使密码学进入了空前繁荣的阶段。本课程是面向全校各专业学生开设的一门公共选修课程。课程教学立足于信息安全知识体系的框架之下，讲授密码学的历史、现状及展望未来技术，以及基本的密码学理论和应用技术。课程基本要求了解密码学的发展历史、现状，理解古典密码、序列密码、分组密码、公钥密码、数字签名、密钥管理等主要知识，掌握密码学系统相关的一些重要概念，熟悉密码学技术在日常生活中的应用。教材及参考书籍教材参考书籍课程安排学时：16学时时间：13-20周，周三第四大节密码导论通信是人类社会的重要活动之一。保密通信的两种基本方法：密码术和隐写术。现代密码学信息隐藏和数字水印密码学要解决的基本问题:(1)信息的保密传输和存储问题;(2)信息的认证问题。例:我收到你写给我1封信,那么我问:----信的内容是否被改动?----是否真是你写的信?----是否真是写给我信?----有没有人看过这封信？密码学能够解决的问题信息系统的安全与保密问题；电子商务、电子政务中的安全和保密问题；银行系统、证券系统、保险系统等的安全问题；商品、票据、信用卡等的防伪与审核问题。密码学的发展1949年之前密码学是一门艺术1949～1975年密码学成为科学1976年以后密码学的新方向——公钥密码学密码学已经成为结合物理、量子力学、电子学、语言学等多个专业的综合科学，出现了如“量子密码”、“混沌密码”等先进理论，在信息安全中起着十分重要的角色。凯撒的密信凯撒又被称为凯撒大帝，是杰出的军事统帅、政治家，被视为罗马帝国的奠基者。他曾经出任高卢总督，花了8年时间征服了高卢全境（基本就是现在的法国），公元前44年，凯撒遭到众多元老院成员暗杀身亡。盖乌斯·尤利乌斯·恺撒明文：caesar密文：fdhvdu他的《高卢战记》中包含了第一次有史料记载的加密信息的使用的事例。密码学基本概念明文(plaintext)密文(ciphertext)加密算法(encryptionalgorithm)解密算法(decryptionalgorithm)密钥(key)明文：caesar密文：fdhvduC=Ek(P)P=Dk(C)PEkCDk密码技术发展的3个时期古典密码时期从古代到19世纪末，长达几千年纸、笔或简单器械实现的代替和换位通信手段：信使近代密码时期从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期手工或电动机械实现的复杂的代替或换位通信手段：电报通信现代密码时期从20世纪50年代初至今分组密码、序列密码及公开密钥密码，有数学理论基础通信手段：无线通信、有线通信、计算机网络等古典密码换位密码列换位密码周期换位密码代替密码单表代替密码多表代替密码列换位密码将明文序列以矩阵[m*n]方式写出，再按密钥指示逐列写出每列字符而得到密文的加密方法。明文：areyouastudentareyouastudentzz密钥：3421yearsaouedtuzznt密文：yearsaouedtuzznt解密密钥：4312周期换位密码将明文按密钥长度分组，每组中的字符按密钥K中的数字的指示位置进行换位的一种加密方法。明文：canyouunderstand密钥：4312canyouunderstand4312431243124312nyacunuorsedndatP:K:C:古典密码换位密码列换位密码周期换位密码代替密码单表代替密码多表代替密码建立一个明-密文对照表，加密时依次将需要加密的明文字符通过查表替换为相应的密文字符。单表代替密码加密时没有密钥参与，一个明文字符永远用固定的一个密文字符代替。凯撒密码是单表代替密码的典型实例。数学描述：P(明文)，C(密文)，E(加密变换)，D(解密变换)设a=0，b=1，c=2，…，x=23，y=24，z=25则：C=E(P)=(P+3)mod26P=D(C)=(C-3)mod26(a+3)mod26=3=d(c-3)mod26=(-1)mod26=25=z单表代替密码—字典密码针对汉字加密设计的一种特殊的单表代替密码。常用一级汉字3400多个，二级汉字有6700多个。字典密码：每个汉字用4位数字进行编码，按照字典的方式印制成一本书的形式。简介区位码1980年，为了使每一个汉字有一个全国统一的代码，我国颁布了第一个汉字编码的国家标准：GB2312-80《信息交换用汉字编码字符集》基本集，这个字符集是我国中文信息处理技术的发展基础，也是目前国内所有汉字系统的统一标准。国标码是一个四位十六进制数，区位码是一个四位的十进制数，每个国标码或区位码都对应着一个唯一的汉字或符号，但因为十六进制数我们很少用到，所以大家常用的是区位码，它的前两位叫做区码，后两位叫做位码。汉字库分布情况如下：一级汉字10-55区（3755个最常用的汉字，按拼音次序排列）二级汉字56-87区（3008个汉字，按部首次序排列）三级汉字1-9区空闲未用10-15区例1:汉字和符号的区位码(单表代替)22112277多表代替密码加密时有密钥参与，且明—密对照表有若干个，加密时根据密钥的指示使用不同的明—密对照表加密。这样同一个明文字符可由不同的密文字符来代替。Vigenere（维吉尼亚）密码以16世纪法国密码学家BlaisedeVigenere的名字命名。原理：对给定的明文字符和密钥，以明文为列号，以密钥为行号查表所得的字符即为对应的密文。如果密钥长度比明文短时，密钥可周期性地重复使用。维吉尼亚密码的代替表为明文字母密钥字母密钥字母为d,明文字母为b时查表得密文字母为eVigenere（维吉尼亚）密码—举例明文：thisistheplaintext密钥：holdPthisistheplaintextKholdholdholdholdhoCavtvpgekldwdpbehdh明文字符为列号，密文字符为行号古典密码换位密码列换位密码周期换位密码代替密码单表代替密码多表代替密码思考：Vigenere密码的解密过程。思考：换位密码和代替密码有什么弱点，如何破解？密文：wsmyvwpmyfx密钥：yes隐写术将秘密消息隐藏在公开消息中通过公开渠道来传送的方法。暗示隐语隐形墨水微缩技术信息伪装（信息隐藏）数字水印天王盖地虎宝塔镇河妖信息伪装（信息隐藏）栅格法离合诗图像隐藏技术音频隐藏技术上联：二三四五下联：六七八九横批：南北629KBBMP70KBGIF