密码学——第1章 密码学概述

《密码学——第1章 密码学概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2007~2008学年《密码学》讲义第1章密码学概述1.1信息安全nAlvinToffler在《第三次浪潮》中预言：计算机网络的建立和普及将彻底改变人类生存和生活模式。n信息化以它有别于传统方式的信息获取、存储、处理、传输和使用，给现代社会的正常发展带来了一系列的前所未有的风险和威胁。n传统的一切准则在电子信息环境中如何体现与维护，到现在并没有根本解决，一切都在完善中。n今天，人们一方面享受着信息技术带来的巨大变革，同时也承受着信息被篡改、泄露、伪造的威胁，以及计算机病毒及黑客入侵等安全问题。信息安全的风险制约着信息的有效使用，并对经

2、济、国防乃至国家的安全构成威胁。n一方面：没有信息安全，就没有完全意义上的国家安全。另一方面：信息安全还涉及个人权益、企业生存和金融风险防范等。n密码技术和管理是信息安全技术的核心，是实现保密性、完整性、不可否认性的关键。n“9.11事件”后，各国政府纷纷站在国家安全的角度把信息安全列入国家战略。重视对网络信息和内容传播的监控，更加严格的加固网络安全防线，把信息安全威胁降到最低限度。n2000年我国开始着力建立自主的公钥基础设施，并陆续启动了信息系统安全等级保护和网络身份认证管理服务体系。n因此，密码学的基本概念和技术已经成为信息科学

3、工作者知识结构中不可或缺的组成部分。2007~2008学年《密码学》讲义1.2密码学引论1.密码学的发展概况n密码学是一门既古老又年轻的学科。n自有了战争，就有了加密通信。交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方的情报而研究各种信息加密技术和密码分析技术。n古代行帮暗语和一些文字游戏等，实际上就是对信息的加密。这种加密方法通过原始的约定，把需要表达的信息限定在一定的范围内流通。古典密码主要应用于政治、军事及外交等领域。n电报发明以后，商业方面对密码学的兴趣主要集中在密码本的编制上。n20世纪初，集中在与机械和电动机械加密的设计和制造

4、上。n进入信息时代，大量敏感信息要通过公共通信设施或计算机网络进行交换，密码学的应用已经不仅仅局限在政治、军事、外交等领域，其商业和社会价值日益显著，并与人们的日常生活紧密相关。n密码学被当作应用数学和计算机科学的一个分支，其理论和技术已经得到迅速发展。2.密码学发展的里程碑:n1949年，C．E．Shannon发表了“保密系统的通信理论（CommunicationTheoryofSecrecySystems）”一文，为密码学奠定了坚实的理论基础，是密码学成为一门真正的科学。n1975年，W．Diffie和M．E．Hellman发表了

5、“密码学中的新方向（NewDirectionsinCryptography）”一文，提出了一种崭新的密码设计思想，导致了密码学的一场革命。首次证明了从发送端到接收端无密钥传输的保密通信的可能，开创了公钥密码学的新纪元。n1977年，美国国家标准局（NationalBureauofStandards）正式公布了数据加密标准DES(DataEncryptionStandard)，将DES算法公开，揭示了密码学的神秘面纱，密码学研究进入了一个崭新的时代。2007~2008学年《密码学》讲义3.密码学的基本概念一、基本术语（1）明文：没有加密

6、的信息称为明文（plaintext）；（2）密文：加密后的信息称为密文（ciphertext）；（3）加密：从明文到密文的变换成为加密（encryption）；（4）解密：从密文到明文的变换成为解密（encryption）。n加密和解密都是在密钥（key）的控制下进行的。给定一个密钥，就可确定一对具体的加密变换和解密变换。二、密码体制的组成n一个密码体制（cryptosystem）通常有五部分组成：（1）明文空间M：全体明文的集合。（2）密文空间C：全体密文的集合。（3）密钥空间K：全体密钥的集合。通常每个密钥k都有加密密钥ke和解密

7、密钥kd组成，，ke与kd可能相同也可能不相同。（4）加密算法E：由加密密钥控制的加密变换的集合。（5）解密算法D：由解密密钥控制的解密变换的集合。设是一个明文，是一个密钥，则其中是由加密密钥确定的加密变换，是由解密密钥确定的解密变换。在一个密码体制中，要求解密变换是加密变换的逆变换。因此，对任意的都有成立。n密钥空间中不同密钥的个数成为密钥量，它是衡量密码体制安全性的一个重要指标。2007~2008学年《密码学》讲义三、密码体制分类（1）单密钥密码密码体制（或对称密码体制）：如果一个密码体制的加密密钥与解密密钥相同，则称该密码体制为

8、~。（2）双密钥密码密码体制（或非对称密码体制）：如果一个密码体制的加密密钥与解密密钥不相同，则称该密码体制为~。（3）公钥密码体制（public-keycryptosystem）：在一个双密钥密码密码体制中，有加密密钥