《应用密码学》学习笔记

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1、以下是我对《应用密码学》这本书的部分学习笔记，比较简单。笔记中对现代常用的加密技术进行了简单的归类和解释，有兴趣的同学可以看一下，没看过的同学就当普及知识了，看过的同学就当复习了。笔记里面可能有错别字，有的话请各位看客帮忙指正。  第1章密码学概述1-1、1-21.密码技术的发展历史大致可以划分为三个时期：古典密码、近代密码和现代密码时期。2.公元前440多年的斯巴达克人发明了一种称为“天书”的加密器械来秘密传送军事情报。这是最早的移位密码。3.1919年德国人亚瑟·谢尔比乌斯利用机械电气技术发明了一种能

2、够自动编码的转轮密码机。这就是历史上最著名的德国“埃尼格玛”密码机。4.1949年香农的奠基性论文“保密系统的通信理论”在《贝尔系统技术杂志》上发表。5.1977年，美国国家标准局正式公布实施了美国的数据加密标准（DES）。6.1976年11月，名美国斯坦福大学的著名密码学家迪菲和赫尔曼发表了“密码学新方向”一文，首次提出了公钥密码体制的概念和设计思想。7.1978年，美国的里韦斯特（R.L.Rivest）、沙米尔（A.Shamir）和阿德勒曼（L.Adleman）提出了第一个较为完善的公钥密码体制——R

3、SA体制，成为公钥密码的杰出代表和事实标准。8.2000年10月，比利时密码学家JoanDaemen和VincentRijmen提出的“Rijndael数据加密算法”被确定为AES算法，作为新一代数据加密标准。1-31.密码学的主要任务：密码学主要为存储和传输中的数字信息提供如下几个方面的安全保护：机密性、数据完整性、鉴别、抗抵赖性。2.密码体制中的有关基本概念：明文（plaintext）：常用m或p表示。密文（ciphertext）：常用c表示。加密（encrypt）:解密（decrypt）：密码算法（

4、cryptographyalgorithm）：简称密码（cipher）。密钥（secretkey）:常用k表示。3.通常一个密码体制可以有如下几个部分：（1）消息空间M，又称明文空间。（2）密文空间C。（3）密钥空间K。（4）加密算法E。（5）解密算法D。4.密码分析者破译或攻击密码的方法主要有：①穷举攻击法：又称强力或蛮力攻击。这种攻击方法是对截获到的密文尝试遍历所有可能的密钥，知道获得一种从密文到明文的可理解的转换。或使用不变的密钥对所有可能的明文加密直刀得到与截获的密文一致为止。②统计分析法：就是指

5、密码分析者根据明文、密文和密钥的统计规律来破译密码的方法。③数学分析法：是指密码分析者针对加解密算法的数学基础和某些密码学特征，通过数学求解的方法来破译密码。5.评估密码系统安全性主要有三种方法：①无条件安全性。②计算安全性。③可证明安全性。6.一个提供机密性服务的密码系统是实际可用的，必须满足如下基本条件：①系统的保密性不依赖于对加密体制或算法的保密，而仅依赖于密钥的安全性，“一切秘密寓于密钥之中”是密码系统设计的一个忠告原则。②满足实际安全性，使破译者取得密文后在有效时间和成本范围内，确定密钥或相应明

6、文在计算上是不可行的。③加密和解密算法应适用于明文空间、密钥空间中的所有元素。④加密和解密算法能有效地计算，密码学系统易于实现和使用。6.密码体制的分类①根据密码算法所用的密钥数量：对称密码体制、非对称密码体制。②根据对明文信息的处理方式：分组密码、序列密码（也称为流密码）。③根据是否能进行可逆的加密变换：单向函数密码体制和双向变换密码体制。7.对称密码体制的主要优点是加密、解密的处理速度较快，效率搞，算法安全性高，不足之处有以下几点：①对称密码算法的密钥分发过程复杂，所花代价高。②密钥管理量的困难。③保

7、密通信系统的开放性差。④存在数字签名的困难性。8.非对称密码体制的主要有点有以下几点：①密钥分发简单。②系统密钥量少，便于管理。③系统开放性好。④可以实现数字签名。缺点：加密、解密算法复杂，处理速度较慢，同等安全强度下，非对称密码体制的密钥位数较多。第2章古典密码技术2-11.替代密码的分类：单表替代密、多表替代密码。2.移位密码是一般单表替代密码的一个特例。当移位密码的密钥k=3时，就是历史上著名的凯撒密码。3.弗吉尼亚密码是最古老而且著名的多表替代密码体制之一。4.典型的置换密码算法：周期置换密码、列

8、置换密码。第3章分组密码1.分组密码的设计原则：①针对安全性的一般设计原则：分组长度和密钥长度、扰乱原则、扩散原则。②针对实现的设计原则：软件实现的设计原则、硬件实现的设计原则。2.分组密码常见的设计方法①Feistel结构（BIowfish、RC5、DES）②SPN结构（SAFER、SHARK、AES）。SPN结构分为两层：第一层为S层，也称为替换层，主要起扰乱的作用。第二层为P层，也称为置换层，主要起扩散的作用。3.DES