古典密码学概述研讨.ppt

计 算 机 网 络 安 全 技 术 计 算 机 网 络 安 全 技 术 计 算 机 网 络 安 全 技 术 古典密码学 下面我们介绍古典密码体制发展演化的过程。 1、古典加密方法 最为人们所熟悉的古典加密方法，莫过于隐写术。它通常将秘密消息隐藏于其它消息中，使真正的秘密通过一份无伤大雅的消息发送出去。隐写术分为两种，语言隐写术和技术隐写术。技术方面的隐写比较容易想象：比如不可见的墨水,洋葱法和牛奶法也被证明是普遍且有效的方法（只要在背面加热或紫外线照射即可复现）。 古希腊的斯巴达人曾将军事情报刻在普通的木板上，用石蜡填平，收信的一方只要用火烤热木板，融化石蜡后，就可以看到密信。可以说，人类早期使用的必威体育官网网址通信手段大多数属于隐写而不是密码。数字水印技术的基本思想就源于古代的隐写术。数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。 语言隐写术与密码编码学关系比较密切，它主要提供两种类型的方法：符号码和公开代码。  符号码是以可见的方式，如手写体字或图形，隐藏秘密的书写。在书或报纸上标记所选择的字母，比如用点或短划线，这比上述方法更容易被人怀疑，除非使用显隐墨水，但此方法易于实现。一种变形的应用是降低所关心的字母，使其水平位置略低于其它字母，但这种降低几乎让人觉察不到。 一份秘密的信件或伪装的消息要通过公开信道传送，需要双方事前的约定，也就是需要一种公开代码。 特定行业或社会阶层经常使用的语言，往往被称为行话。一些乞丐、流浪汉及地痞流氓使用的语言还被称为黑话，它们是这些社会群体的护身符。其实也是利用了伪装，伪装的秘密因此也称为专门隐语。 代替密码 代替密码就是将明文字母表中的每个字符替换为密文字母表中的字符。这里对应密文字母可能是一个，也可能是多个。接收者对密文进行逆向替换即可得到明文。代替密码有五种表现形式： A.单表代替即简单代替密码或者称为单字母代替，明文字母表中的一个字符对应密文字母表中的一个字符。这是所有加密中最简单的方法。 B.多名码代替就是将明文字母表中的字符映射为密文字母表中的多个字符。C.多音码代替就是将多个明文字符代替为一个密文字符。D.多表代替就是使用了两个或两个以上的代替表。比如使用有5个简单代替表的代替密码，明文的第一个字母用第一个代替表，第二个字母用第二个表，第三个字母用第三个表，以此类推，循环使用这五张代替表。著名的维吉尼亚密码和博福特密码均是多表代替密码。  F.密本密本不同于代替表，一个密本可能是由大量代表字、片语、音节和字母这些明文单元和数字密本组组成。如1563- baggage，1673-bomb，2675-catch，2784-custom，3645-decide to，4728-from then on等等。在某种意义上，密本就是一个庞大的代替表，其基本的明文单位是单词和片语，字母和音节主要用来拼出密本中没有的单词。实际使用中，密本和代替表的区别还是比较明显的，代替表是按照规则的明文长度进行操作的，而密本是按照可变长度的明文组进行操作的。密本的最早出现在1400年左右，后来大多应用于商业领域。二战中盟军的商船密本，美国外交系统使用的GRAY密本就是典型的例子。 换位密码 在换位密码中，明文字符集保持不变，只是字母的顺序被打乱了。比如简单的纵行换位，就是将明文按照固定的宽度写在一张图表纸上，然后按照垂直方向读取密文。这种加密方法也可以按下面的方式解释：明文分成长为m个元素的块，每块按照n来排列。这意味着一个重复且宽度为m的单字母的多表加密过程，即分块换位是整体单元的换位。简单的换位可用纸笔容易实现，而且比分块换位出错的机会少。尽管它跑遍整个明文，但它并不比整体单元换位提供更多的密码安全。 在第二次大世界中，德军曾一度使用一种被称为bchi的双重纵行换位密码，而且作为陆军和海军的应急密码，只不过密钥字每天变换，并且在陆军团以下单位使用。此时英国人早就能解读消息了，两个不同的密钥字甚至三重纵行换位的使用也无济于事。  转轮密码 随着电动打字机的使用，电动密码机开始在必威体育官网网址通信中大显身手。在第二次世界大战中，转轮密码机的使用相当普遍。它主要利用机械运动和简单电子线路，有一个键盘和若干转轮，实际上它是维吉尼亚密码的一种实现。 每个转轮由绝缘的圆形胶板组成，胶板正反两面边缘线上有金属凸块，每个金属凸块上标有字母，字母的位置相互对齐。胶板正反两面的字母用金属连线接通，形成一个置换运算。不同的转轮固定在一个同心轴上，它们可以独立自由转动，每个转轮可选取一定的转动速度。例如，一个转轮可能被导