Lecture02-古典密码.pptVIP

第2章 古典密码 学习要点 了解古典密码的基本概念 了解隐写术 了解代替及其实现方法 了解换位及其实现方法 §2-1 隐写术 诗情画意传“密语” 　早妆未罢暗凝眉， 迎户愁看紫燕飞， 无力回天春已老， 双栖画栋不如归。 诗情画意传“密语” 　水洗尘埃道未甞，甘于名利两相忘。 　心怀六洞丹霞客，口诵三清紫府章。 　十里采莲歌达旦，一轮明月桂飘香。 　日高公子还相觅，见得山中好酒浆。 诗情画意传“密语” 牛郎织女会佳期下弹琴又赋诗寺静惟闻钟鼓響停始觉星斗移多少黄冠归道观幾而作尽忘机几时得到桃源洞彼仙人下象棋 隐写术（信息隐藏）的另外一些例子 悠扬琴声奏响“进军号角” 显微镜里传递情报 魔术般的密写术 网络与数字幽灵 量子技术隐形传递信息 隐写术的优点 ☆能够被某些人使用而不容易被发现他们间在进行秘密通信 ☆加密则很容易被发现谁与谁在进行秘密通信，这种发现本身可能具有某种意义或作用 隐写术的缺点 ☆形式简单但构造费时，要求有大量的开销来隐藏相对较少的信息 ☆一旦该系统的构造方法被发现，就会变得完全没有价值 ☆隐写术一般无稳健性 §2-2 代替 就是明文中的字母由其他字母、数字或符号所取代的一种方法 具体的代替方案称之为密钥。 代替密码体制 加密： 解密： 著名的Caesar密码举例 设明文为：China，对应的数字为：2 7 8 13 0。 加密: C：对应着字母F； h：对应着字母K； i：对应着字母L； n：对应着字母Q； a：对应着字母D。 所以明文“China”基于Caesar密码被加密为“FKLQD”。 解密： F：对应着C； K：对应着H； L：对应着I； Q：对应着N； D：对应着A。 即“FKLQD”经Caesar密码解密恢复为“CHINA” 不区分大小写 Caesar密码的特点 属于单字母简单替换密码 已知加密与解密算法： C E P P+3 mod26 P D C C-3 mod26 明文语言集已知且易于识别 结构过于简单 代替密码的实现方法分类 单表代替密码 使用密钥的单表代替加密 仿射加密 多表代替密码 Playfair密码 Hill密码 Vigenere密码 使用密钥的单表代替加密 设密钥为：spectacular。 明文： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 对应的密文：spectaulrbdfghijkmnoqvwxyz 如果明文为“China”，则对应的密文为： elrhs 仿射加密 加密： 解密： 仿射加密要求， , 否则映射不唯一 。故密钥空间大小为: 仿射加密的例子 密钥：　　　　，7-1 mod 26 15 加密函数： 解密函数： 设明文：China,首先转换为数字：2,7,8,13,0 加密： “China”经仿射加密变换成“RAHQD” 解密： 原始消息“China”得到恢复 单表代替密码的特点： 密钥量很小，不能抵抗穷尽有哪些信誉好的足球投注网站攻击 没有将明文字母出现的概率掩藏起来，很容易受到频率分析的攻击 频率分析攻击 常见的三字母组合：THE、ING、AND、HER、ERE、ENT、THA、NTH、WAS、ETH、FOR、DTH等。 频率分析攻击的一般方法： 第一步：对密文中出现的各个字母进行出现的频率统计 第二步：根据密文中出现的各个字母的频率，和英语字母标准频率进行对比分析，做出假设，推论加密所用的公式 第三步：证实上述假设或继续作其他假设 Playfair密码 基于一个5×5字母矩阵 该矩阵使用一个关键词（密钥）来构造 构造方法：从左至右，从上至下依次填入关键词的字母（去除重复的字母），然后再以字母表顺序依次填入其他的字母。字母I和J被算作一个字母 加密方法： P1、P2同行： 对应的C1和C2分别是紧靠P1、P2右端的字母。其中第一列被看作是最后一列的右方。（解密时反向） P1、P2同列： 对应的C1和C2分别是紧靠P1、P2下方的字母。其中第一行看作是最后一行的下方。（解密时反向） P1、P2不同行、不同列： C1和C2是由P1和P2确定的矩形的其它两角的字母，并且C1和P1、C2和P2同行。（解密时处理方法相同） P1＝P2： 则插入一个字母于重复字母之间，并用前述方法处理 若明文字母数为奇数时： 则在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充 例子： 密钥是：PLAYFAIR　IS　A　DIGRAM　CIPHER。 如果明文是：P＝playfair cipher 明文两个一组： pl ay fa ir ci ph er 对应密文为: 　 LA YF PY RS MR AM CD Playfair密