1.密码学概念及古典密码

一、前言  

  信息安全面临的威胁无处不在,多为人为威胁,也就是对信息的人为攻击,人为攻击可分为被动攻击和主动攻击。

被动攻击:即为窃听,分为两类:一类是消息内容获取;另一类是业务流分析,如获取消息的格式,长度及位置等敏感信息。该攻击因为对消息没有做出变动,难以检测,所以被动攻击重点在于预防而不是检测。

主动攻击:为对数据流的改动或产生假的数据流,分为三类:①中断,对系统可用性进行攻击,如破坏管理系统等;②篡改,对系统的完整性攻击,如修改传送的消息内容等;③伪造,对系统真实性攻击,如插入伪造的消息。

上述攻击一般多为通过恶意软件进行破坏,多为病毒、蠕虫等恶意程序。

恶意软件可分为两类:一类需要主程序,一类不需要。需要主程序的恶意软件是某个程序中的一段,例如,特洛伊木马、病毒、逻辑炸弹等;不需要主程序的恶意软件是能够单独运行的程序,如细菌和蠕虫。

正因有诸多的恶意软件所在,在互联网中安全措施尤为重要且关键,即为对恶意软件的防范,称为安全业务,可有以下五种:

1.保密业务。保护数据防止被动攻击。

2.认证业务。保证通信的真实性。

3.完整性业务。保证所接受的消息和所发出的消息是完全一致的。

4.不可否认业务。防止通信双方中某一方对所传输消息的否认。

5.访问控制。防止对网络资源的非授权访问。

二、密码学概念

2.1 保密通信系统

采用保密通信系统可以隐蔽和保护需要发送的消息,使没有得到授权的人不能提取信息。

明文:发送方将要发送的消息;

密文:明文被变换成无意义的随机消息。

明文变换成密文称为加密(encryption),密文恢复为明文称为解密(decryption)。加密与解密的操作一般在一组密钥控制下进行。

2.2 密码体制分类

  密码体制可分为两大类,即单钥体制和双钥体制。

  系统的保密性主要取决于密钥的安全性,与所要的算法保密性无关,所以在整个过程中,需保密的仅是密钥即可。

    单钥体制对明文消息的加密有两种方式,分别为流密码和分组密码;

    双钥体制,有一对选定的密钥,一个是公开,一个是秘密的。

2.3密码攻击

  攻击者对密码系统的攻击,类型划分由攻击者可获取的信息量决定。

  通常来说,加密算法只要满足以下两条准则之一就可称为是计算上安全的:

    (1)破译密文的代价超过被加密信息的价值;

    (2)破译密文所花的时间超过信息的有用期。

三、古典密码

  古典密码的加密是将明文的每个字母代换为字母表的另一个字母,用等价的十进制数字代替。

  古典密码分为单表代换密码和多表代换密码。

3.1单表代换密码

(1)凯撒密码

  加密和解密代换分别为:

    c=E3(m) ≡ m+3(mod 26)

    m=D3(c) ≡ c-3(mod 26)

(2)移位变换

    c=Ek(m) ≡ m+k (mod 26)

    m=Dk(c) ≡ c-k (mod 26)

(3)仿射变换

    c=Ea,b(m) ≡ am+b (mod 26)

    m=Da,b(c) ≡ a^-1(c-b) (mod 26)

3.2多表代换密码

  多表代换密码首先将明文M分为由n个字母构成的分组M1,M2...Mn,对每个分组Mi的加密为:

    Ci ≡ AMi+B (mod 26)  i=1,2...n

  对密文分组Ci的解密为:

    Mi ≡ A^-1(Ci-B) (mod 26)   i=1,2...n

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时间: 2024-11-10 16:13:05

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密码学基础知识(三)古典密码

说完了前面那些,想起个事,本系列依据内容主要来自<现代密码学>马春光编著.我就是学这本书的. 好了,古典密码就是古时候的密码,哈哈,逗你玩的,shannon的保密系统的通信理论发表前的都是古典密码,会在密码学简史中介绍这位牛人的. 学习古典密码学的意义:学习设计原理和分析方法 古典密码也是,俩门派:置换和代换,顾名思义,一个是换了个原来有的,一个是换了个原来没有的.学术点讲就是前者明文和密文空间一样,后者 不一样.你要是问我啥是明文空间和密文空间啊,我就呵呵.是M 和 C.m明文的集合,c密文

古典密码简介

从密码学发展历程来看,可分为古典密码(以字符为基本加密单元的密码)以及现代密码(以信息块为基本加密单元的密码)两类.而古典密码有着悠久的历史,从古代一直到计算机出现以前,古典密码学主要有两大基本方法: ①置换密码(又称易位密码):明文的字母保持相同,但顺序被打乱了. ②代替密码:就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符,接收者只要对密文做反向替换就可以恢复出明文. 古典密码是密码学的根源,虽然都比较简单而且容易破译,但研究古典密码的设计原理和分析方法对于理解.分析以及设计现代密码技术是十分有益

古典密码(Hill加密算法)

"Hill的加密与解密" Hill加密是另一种多字母代替密码,与多表代替密码不同的是,Hill密码要求将明文分成同等规模的若干个分组(最后一个分组涉及到填充),每一个分组被整体的加密代换,即希尔密码属于分组加密.Hill密码的算法思想是:将一个分组中的d个连续的明文字母通过线性变换转换为d个密文字母.这种变换由d个线性方程决定,其中每个字母被分配一个数值(0,1,...,25).解密只需要做一次逆变换就可以了,密钥就是变换矩阵本身. 设明文为一维矩阵m,密文为一维矩阵c,密钥用k矩阵表

古典密码

古典密码是对字母间相互代替或相互换位来进行加密.分代替密码和换位密码两种. 代替指将明文中的字符用其它字符代替,分单表代替和多表代替.代替方案称为秘钥. 单表代替密码的安全性不高,一个原因是一个明文字母只由一个密文字母代替.可以利用频率分析来破译. 多表代换密码,即构造多个密文字母表,在密钥的控制下用以一系列代换表依次对明文消息的字母序列进行代换. Playfair密码,用密钥控制生成矩阵,然后每两个字符为单位进行代换.若相邻字符相同要插入一个特殊的字符隔开,若最终字符数为奇数也要填充一个特殊的

【转载】古典密码

题目:密文内容如下{79 67 85 123 67 70 84 69 76 88 79 85 89 68 69 67 84 78 71 65 72 79 72 82 78 70 73 69 78 77 125 73 79 84 65}请对其进行解密提示:1.加解密方法就在谜面中         2.利用key值的固定结构 答案:CTF{COULDYOUEXCHANGETHEINFORMATION}分析:将Ascii码转换为字母,得到OCU{CFTELXOUYDECTNGAHOHRNFIENM}I

密码学--概念1.0

从概念开始吧.. 加密的安全目标: (1)不可区分性:敌手选择两个明文,加密者随机选一个,返回其密文,则敌手不能以明显大于1/2的概率正确猜测选择的是哪一个明文;(2)语义安全性:敌手在知道密文的条件下能有效计算出的有关明文的信息量并不比它不知道密文时的多,除了明文的长度;(3)不可展性:敌手不能以一个不可忽略的概率将一个密文变换成另一个密文,使得它们相应的明文有一定的联系:(4)明文可意识性:敌手不能以一个不可忽略的概率,在不知道相应明文的情况下,构造一个密文. 攻击的类型:(攻击的类型有很多

密码学补充学习简记之古典密码

1 密码体制 2 代替密码 2.1 代替密码的定义和分类 2.2 代替密码的构造 1.构造单表代替密码的关键是构造一张明密代替表. 2.代替表构造方法:密码字法.洗牌法.仿射法.广义仿射法. 1.多表代替密码的构造可分为底表的构造和密钥序列的构造. 2.底表必须为拉丁方阵. 3.密钥的构造方法:主观密钥序列(一本书).客观密钥序列.伪随机密钥序列. 3 移位密码 3.1 移位密码的定义和分类 3.2 移位密码的构造 移位密码的构造可归结为n元置换的构造,置换的构造与代替表的构造类似. 4 乘积密

《密码学》 凯撒密码和栅格密码(0)

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古典密码-单表密码体制

如果明文中不同的位置的同一明文字母在密文中对应的密文字母相同,则称其为单表密码体制. 代表性的单表密码: 1.移位或加法密码 2.乘数或乘法密码 3.仿射密码 4.密钥短语密码 下面分别举一个例子: 1.加法密码算法: P=C=K=Zm   (Zm∈{0,1,...,m-1}) Ek(x)=x+k(mod m)=y∈C Dk(y)=y-k(mod m)=x∈P 当k=3时,该密码算法就是凯撒密码. E3(1)=1+3(mod 26)=4   1代表A,4代表D,所以就把明文A加密成D D3(4)