第1讲_密码学概述

密码学基础深圳职业技术学院ZhofrphWrWkhFrxuvhRiFubswrorjbWelcomeToTheCourseOfCryptology如果你能读懂这个消息你就是一个成功的密码破译者了可以给你考试加分分这是密可加懂就的了试读你功者考能息成译你消个破给果个一码以如我闻西方大士，为人了却凡心。秋来明月照蓬门，香满禅房幽径。屈指灵山会后，居然紫竹成林。童男童女拜观音，仆仆何嫌荣顿？隐写术隐写术是将秘密消息隐藏在其他消息中，这样真正存在的信息被隐藏了。农户、鸡快吃吧，这是你最后一顿！鸡躺倒并留遗书：爷已吃老鼠药，你们别想吃爷了，爷也不是好惹的。当对手知道了你的决定之后，就能做出对自己最有利的决定。——纳什均衡理论保密、信息安全很重要劉邦打下天下之後，害怕韓信造反，所以打算把他殺了。又怕他帶的士兵太多，所以問了一下韓信目前帶了多少兵？韓信感覺氣氛詭異，因此回答：兵不知數，三三數之剩二，五五數之剩三，七七數之剩二這個回答讓劉邦不知所措，連軍師張良一下子也算不出，想到一个数136,0128(一百多万)，不敢輕舉妄動。跨下之辱、多多益善、明修栈道暗渡陈仓、四面楚歌、成也萧何，败也萧何三人同行七十稀，五树梅花廿一枝，(“廿念”“卅sà”)七子团圆正半月，除百零五便得知。2*70+3*21+2*15=23mod105=2*35*(35-1mod3)+3*21*(21-1mod5)+2*15*(15-1mod7)韓信所帶的兵，人數可以少到23人，當然也可能是千萬人，通解為23+105t105=[3,5,7]中国剩余定理第一讲密码学概述G学科认识G密码学简史G密码学的意义G密码学应用环境G密码学基本概念G密码体制的安全性密码学学：学科，应用数学，数学在信息保护中的应用码：编码，信息从一种形式到另一种形式的转变密：秘密，目的是使信息处于秘密的状态学科认识Cryptologycryptos(隐藏之意)logos(词语之意)希腊词汇学科认识11学科认识加密解密密码分析加密密钥解密密钥明文原始明文密文原始部落间的秘密通信大约4000年以前，古埃及贵族密码学简史信息载体：奴隶的头,剃光,信息传递：长出头发的奴隶在书写墓碑上的铭文时,使用了变形的而不是普通的象形文字，揭开了有文字记载的密码史。公元前５世纪，古斯巴达人用一条带子缠绕在一根木棍上，沿木棍纵轴方向写好明文，解下来的带子上就只有杂乱无章的密文字母。解密者只需找到相同直径的木棍，再把带子缠上去，沿木棍纵轴方向即可读出有意义的明文。这种叫做“天书”的器械堪称人类历史上最早使用的密码器械。密码学简史公元前1世纪，著名的恺撒密码(古罗马统帅恺撒:约公元前100～44)被用于高卢战争中，这是一种简单易行的单字母替代密码。密码学简史密码学简史9世纪，阿拉伯的阿尔.金迪提出频度分析的方法来解密，通过分析计算密文字符出现的频率来破译密码。16世纪晚期，苏格兰女王玛丽→密码信，策划暗杀英国女王伊丽莎白。英国的菲利普斯利用频度分析法成功破解这次解密将玛丽送上了断头台。•看”【著名密码战】【1】苏格兰玛丽女王密码”•【著名密码战】【1】苏格兰玛丽女王密码.flv密码学简史16世纪中期，意大利的卡尔达诺发明了卡尔达诺漏格板，覆盖在密文上，可从漏格中读出明文，这是较早的一种分置式密码。追杀令：YOUKILLATONCE情书密钥16世纪晚期，法国的维吉尼亚Vigenere提出著名的维吉尼亚方阵密表、维吉尼亚密码，这是一种多表加密的替代密码，可使阿尔.金迪和菲利普斯的频度分析法失效。密码学简史密码学简史维吉尼亚方阵密表19世纪，英国的巴贝奇、普鲁士的卡西斯基Kasiski发展了更复杂的频度分析法，可破解维吉尼亚密码密码学简史密码学简史17世纪，英国著名的哲学家弗朗西斯·培根《学问的发展》最早给密码下了定义：“所谓密码应具备三个必要的条件，即易于翻译、第三者无法理解、在一定场合下不易引人生疑。”密码学简史1883年，荷兰密码学家A.Kerckhoffs密码设计规则《军事密码学》：G密码系统应该是计算安全的；G密钥由通信双方事先约定好，并根据一定协议进行更换；G密码系统应该易于使用；G密码系统应该精确而有效；G除了密钥，密码系统的所有细节都为对手所知。Kerckhoffs原则在今天看来仍然具有十分重要的现实意义。11世纪兵书《武经总要》中国历史上第一部有关密码的记述介绍了一个小型却名副其实的密码本。密码学简史密码学简史劉邦打下天下之後，害怕韓信造反，所以打算把他殺了。又怕他帶的士兵太多，所以問了一下韓信目前帶了多少兵？韓信感覺氣氛詭異，因此回答：兵不知數，三三數之剩二，五五數之剩三，七七數之剩二」這個回答讓劉邦不知所措，連軍師張良一下子也算不出，想到一个数136,0128(一百多万)，不敢輕舉妄動。韓信所帶的兵，人數可以少到23人，當然也可能是千萬人，通解為23+105t105=[3,5,7]中国剩余定理成也萧何，败也萧何。吕后用萧何诱杀韩信密码学简史•道家心法密籍《天仙金丹心法》•密文如下：○茫天：摹然月终为鼎半是真灭器轮假不但伸净著定分泥万○无○光人经法一从尘色返我权自法中妙大空照生屈来好路形神海○便还未归•明文(从上向下竖着读)：天然鼎器净无尘，大海茫茫月半轮。著色空摹终是假，定光返照便为真。不分人我生还灭，但泥经权屈未伸。万法自来归一法，好从中路妙形神。密码学简史一战前，密码研究还只限于一个小领域，没有得到各国应有的重视。第一次世界大战是世界密码史上的第一个转折点。随着战争的爆发，各国逐渐认识到密码在战争中发挥的巨大作用，积极给予大力扶持，使密码很快成为一个庞大的学科领域。第一次世界大战进行到关键时刻，英国破译密码的专门机构“40号房间”利用缴获的德国密码本破译了著名的“齐默尔曼电报”，促使美国放弃中立参战，改变了战争进程。•【著名密码战】【4】英國白廳破譯一戰德國密碼在线观看-酷6视频.flv密码学简史第二次世界大战爆发后，世界各国开始重视对密码破译的研究工作，纷纷成立专门的研究和破译机构，在战争中发挥重要的作用。德国潜艇指挥部德尼茨的B机关泄露了太多的军事情报。波兰人和英国人破译了德国著名的“恩尼格玛”密码机密码，德国的许多重大军事行动对盟军都不成为秘密。美军成功地破译了日本的通讯密码，从而导致日本在中途岛海战中失利，既报了珍珠港的一箭之仇，又使太平洋战场的局面得到彻底扭转。二战期间，美军破译日本海军密码多达75种，由于密码被破译，日本总吨数约三之二的商船被美国潜艇击沉，给日本军队带来了严重的战争后果。密码学简史山本五十六之死“山本五十六于1943年4月13日下午5时55分到所罗门岛视察”的日程用称为“紫密”的日本“九七式”密码机加密，播给第一基地部队等。美军截获，通过破译JN25密码的专用IBM设备破译出。尼米兹上将经研究决定出击：4月13日7时25分出动18架战斗机将山本座机击落偷袭珍珠港的元凶日本舰队总司令山本五十六死亡5月21日日本才广播这一消息。密码学简史密码学简史二战结束后，一位深知战时密码破译价值的美国官员说，密码破译使第二次世界大战缩短了几年。这种说法虽有些夸张，但重要情报的破译确实影响了战争的进程，挽救了成千上万的生命。第二次世界大战促进了密码的飞速发展。由于密码对于战争的胜负具有越来越重要的影响，各国不惜花大量的人力物力进行密码的研究和破译。密码的编制结构更加科学，编制方法愈加复杂，各种密码的保密性出现了飞跃性的提高。在此期间，许多国家开始使用密码机进行加密，密码告别人工加密，走向机械加密的开始。1948年以前的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，那时的密码专家是凭直觉和信念来进行密码设计和分析的，而不是靠推理证明。1948年，C.E.Shannon(1916~2002)在贝尔系统技术杂志上发表论文《通信的数学理论》，创立了著名的新理论——信息论，标志着密码术到密码学的转变。密码学简史•ClaudeShannonwasbornonApril30,1916inthetownofGaylord,Michigan.•Bythe1980's,ShannonbeganhavingproblemswithhismemoryandhewaslaterdiagnosedwithAlzheimer'sdisease.•Inhisfinalyearshewas“good-naturedasusual”andenjoyeddailyvisitswithhiswife,Betsy.EventuallyhisbodyfailedandhepassedawayinFebruary2001.•AMathematicalTheoryofCommunication.BellSyst.Tech.J.,27:379-423,1948•CommunicationTheoryofSecrecySystems.BellSyst.Tech.J.,28:656-715,949信息论与密码学20世纪70年代中期，密码学界发生了两件跨时代的大事：Diffie和Hellman发表的题为“密码学新方向”文章，提出了“公钥密码”新体制，冲破了传统“单钥密码”体制的束缚。传统密码体制主要功能是信息的保密，双钥(公钥)密码体制不但赋予了通信的保密性，而且还提供了消息的认证性新的双钥密码体制无需事先交换秘密钥就可通过不安全信道安全地传递信息，大大简化了密钥分配的工作量。双钥密码体制适应了通信网的需要，为保密学技术应用于商业领域开辟了广阔的天地。密码学简史20世纪70年代中期，密码学界发生了两件跨时代的大事：美国国家标准局NBS于1977年公布实施美国数据加密标准DES，保密学史上第一次公开加密算法，并广泛应用于商用数据加密这两件引人注目的大事揭开了保密学的神秘面纱，标志着保密学的理论与技术的划时代的革命性变革为保密学的研究真正走向社会化作出了巨大贡献，同时也为保密学开辟了广泛的应用前景。从此，掀起了现代密码学研究的高潮。密码学简史自从人类有了战争，就有了密码。自古以来，通信安全保密在国家的军事和安全部门一直受到十分广泛的关注。从原始的手工作业到采用机械设备、电器机械设备，进而发展到今天的以使用电子计算机及微电子技术为标志的电子时代。密码学简史(小结)密码学的作用和意义历史上的战争，特别是两次世界大战，对于保密学的理论与技术的发展起了巨大的推动作用。在通信安全、保密、密码分析上的优势，被认为是赢得历史上许多主要军事冲突(包括二次世界大战)胜利的关键因素之一。密码学的作用和意义我们正在步入一个崭新的信息社会，信息在社会中的地位和作用越来越重要，信息就是生命“9.11”信息就是时间“137670348315732568089372384837mod13”信息就是财富“炒股”每个人的生活都与信息的产生、存储、处理和传递密切相关“谁掌握了信息，控制了网络，谁就将拥有整个世界！”信息的安全与保密问题成了人人都关心的事情，使密码学脱去神秘的面纱，成为大家感兴趣并为更多人服务的科学。密码学应用环境大量信息用数据形式存放在计算机系统里信息的传输则通过公共信道这些计算机系统和公共信道是不设防的，是很脆弱的，容易受到攻击和破坏信息的丢失不容易被发现，而后果是极其严重的安全功能(1)认证：提供某个实体(人或系统)的身份的保证。(2)访问控制：保护资源以防止对它的非法使用和操纵。(3)保密：保护信息不被泄露或暴露给非授权的实体。(4)数据完整性：保护数据以防止未经授权的增删、修改或替代。(5)不可否认：防止参与某次通信交换的一方事后否认本次交换曾经发生过。密码学应用环境基本安全机制•加密(Encryption)•数字签名(Digitalsignature)•访问控制(Accesscontrol)•数据完整性技术(Dataintegrity)•认证交换(Authenticationexchange)•数据流填充(Trafficpadding)•路由控制(Routingcontrol)•防否认技术(Notarization)密码学应用环境密码技术不仅可以保证信息的