《传统加密方法》PPT课件

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1、1古典加密系統黃志雄2/46對稱式加密系統使用同一種演算法及金鑰進行加密、解密明文明文演算法及金鑰演算法及金鑰加密解密以密文傳輸3/46對稱式加密系統加密程序C=EK(P)P為明文(Plaintext)訊息K為金鑰(Key)E為加密演算法(Encryptalgorithm)C為密文(Ciphertext)解密程序P=DK(C)D為解密演算法(Decryptalgorithm)4/46對稱式加密系統加解密演算法原則取代(substitution)：將明文中的每個元素，對應到另一個元素(如一個位元、字母)置換(transposition)：將明文中的元素重新排列5/46密碼破

2、解想還原P或K的行為就稱為「密碼破解」密碼破解方式僅知密文(Ciphertextonly)已知明文(Plaintextonly)自選明文(Knownplaintext)自選密文(Chosenciphertext)自選文字(Chosentext)6/46計算上的安全計算上的安全(Computationallysecure)破解密文所需成本>密文本身價值破解密文所需時間>訊息有效壽命7/46暴力破解逐一嚐試可能的金鑰如學生Email密碼僅設成數字四位數猜測：0000~9999最大猜測數：10000次每秒猜測10次，需10000/10秒約17分鐘內便能破解8/46暴力破解金鑰長

3、度(bit)可能的金鑰數費時每微秒測試一次32232=4.3*1092.15毫秒56256=7.2*101610.01小時1282128=3.4*10385.4*1018年秒=1000毫秒=1000000微秒9/46古典加密技術10/46埃及象形文字西元前19世紀，埃及人將象形文字寫在各處以聯絡族人11/46埃及象形文字因此埃及象形文字乃是我們有知以來最早的加密系統12/46舊約聖經西元前5世紀，Adbash密文轉換成希伯來文使用“替換”方式加解密“HSIUPING”“SHRFKRMT”13/46斯巴達加密西元前5世紀，於希臘斯巴達，使用一種名為“Scytale”的權仗

4、，並將長條皮革寫上訊息，捲在權仗上便能解密。14/46PolybiusSquarePolybius(201BC~120BC)希臘人，發明一5x5方格加密，將字母轉換成數字。先取得列號，再取得欄號“TAIWAN”“441124521133”123451ABCDE2FGHI/JK3LMNOP4QRSTU5VWXYZ15/46凱撒加密法JuliusCaesar(100BC~44AD)，羅馬皇帝，發明「凱撒加密法」，亦稱「凱撒位移」將每個字元往後推三個字元明文：Meetmeafterthetogaparty密文：PHHWPHDIWHUWKHWRJDSDUWB16/46凱撒加密法

5、將每一字母設定為數字(A=0,B=1…)加密方法C=E(P)=(P+3)mod26解密方法P=D(C)=(C–3)mod26ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ01234567891011121314151617181920212223242517/46凱撒加密法應用將Caesar加密演算法表示為C=Ek(P)=(P+k)mod26解密P=Dk(C)=(C–k)mod26暴力破解必須嘗試25種k值k=1,2,…,2518/46凱撒加密法暴力破解PHHWPHDIWHUWKHWRJDSDUWBoggvogchvgtvjgvgicrctvanffunfbgufs

6、uifuphbqbsuzmeetmeafterthetogapartylddsldzesdqsgdsnfzozqsxkccrkcydrcprfcrmeynyprwjbbqjbxcqboqebqldxmxoqv：qiixqiejxivxlixsketevxc密文k=1k=2k=3k=4k=5k=6k=2519/46凱撒加密法凱撒加密法課堂練習密文為“QXFTXK”明文為？20/46Monoalphabetic加密法有別於Caesar加密法的全部位移k個位置改為單一字母個別位移固定的位置如aSbAcHdV21/46破解Monoalphabetic密文UZQSOVUOH

7、XMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZVUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSXEPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ明文=?利用統計方式，分析字母出現頻率P13.33H5.83F3.33B1.67C0.00Z11.67D5.00W3.33G1.67L0.00S8.33E5.00Q2.50Y1.67K0.00U8.33V4.17T2.50I0.83N0.00O7.50X4.17A1.67J0.83R0.00M6.6722