第二讲____古典密码学

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1、第二讲古典密码学第二讲的主要内容经典密码替代技术置换技术分组密码的原理Feistel密码DESDES加密DES分析分组密码的设计准则6/15/20212加密与信息隐藏信息隐藏：不知道信息存在于传输介质的何处。(InformationHiding)加密：知道信息在何处，却不能理解信息的意义。6/15/20213信息隐藏的框架6/15/20214信息隐藏的媒体纯文本格式文本多媒体介质，如图像，音频，视频6/15/20215信息隐藏的范围6/15/20216信息隐藏的例子第二次世界大战从日本战俘营寄给美国联邦调查局的明信片：Dscf0053.jpg6/15/2

2、0217信息隐藏的例子小时候玩的游戏：老板催我早一点决定毕业去向的时候，已是初夏树，我还是感到一阵阵凉意。看着老板已经斑白的头发，心里不禁酸楚。可这毕竟掩盖不了心底的无奈和郁闷，不过我知道我终究改变不了什么，我清楚老板很器重我，私下里常对他朋友说我是他最得意的弟子，是最有可能继承他衣钵的人。可是老板娘更喜欢文国，因为他既将成为她的爱婿。我和文国都是老板今年要毕业的研究生，老板只能从两人中留下一个，老板说会为我努力。今天看到他从院长办公室出来的神色，一切都清楚地写在脸上，我已经没有什么机会了。6/15/20218信息隐藏的例子藏头诗：神箭一飞入蓝天，舟中载

3、人国力显。五岳三山河九曲，号子响彻长江边。扬眉吐气歌且舞，我握巨笔作诗篇。国运昌盛民安乐，威龙狂舞万万年。6/15/20219替代和置换(易位)替代技术明文字母由其他字母或数字或符号所代替，进行逆运算恢复明文。置换技术对明文字母的某种置换取得一种类型完全不同的映射，即明文中字母重新排列，本身未变，位置发生改变。6/15/202110一代替密码1.单表替换移位替换乘法密码放射变换密钥短语密码2.多表代替Vigenere密码Vername密码Hill密码6/15/202111单表替换对明文中胡所有字符都使用一个固定胡映射，即：6/15/202112移位密码之

4、恺撒密码恺撒密码－－把字母表中的每个字母用该字母后面第三个字母进行代替明文：密文：一个例子：明文：wearestudents密文：zhduhvwxghqwv恺撒密码的数学表示c=E(m,k)=(m+k)modqm=D(c,k)=(c-k)modq6/15/202113恺撒密码对恺撒密码进行强行攻击密码分析加密和解密算法已知密钥空间大小为25，为什么明文容易识别攻击增大恺撒密码的密钥空间随机替换，密钥空间26!，为什么利用语言的规律性6/15/202114密码分析人类语言有冗余度字母使用频率不相同在英文中，e的使用率最高其次，T,R,N,I,O,A,S其他

5、字母使用频率较低密文反应了明文字母出现的规律性6/15/202115英文字母使用频率6/15/202116英文字母中常见的组合6/15/202117恺撒密码的分析方法首先单字频率确定e，t的范围。然后使用双字频率。如有可能还可以使用3字频率，the。6/15/202118乘法密码加密变换为：解密变换为：其中，例如：英文字母表n=26,选择密钥k=9,则k-1=3,明文字母到秘文字母替换为下表：6/15/202119ABCDEFGHIJKLMAJSBKTCLUDMVENOPQRSTUVWXYZNWFOXGPYHQZIR设明文为：m=amanliberali

6、nhisviews则秘文为：c=aeanvujkxunlughukqg0123456789101112131415161718192021222324256/15/202120密钥短语密码选择一个英文短语作为密钥，去掉其中重复胡字母，得到一个无重复的字母串，依次写在明文字母表下，而后在将字母表中未出现胡字母依次写于此短语之后，构造一个字母替换表。例如：6/15/202121例短语：happynewyearhapynewr明文：persionabcdefghijklmhapynewrbcdfgnopqrstuvwxyzijklmoqstuvxz6/15/2

7、02122单表密码安全性分析密钥量小词频特性没将明文字母出现胡概率掩蔽起来。6/15/202123二多表代替单表是明文字母与密文字母一一对应，明文中字母统计特性在密文中没有得到改变，所以容易破译。多表定义：以一系列代替表依次对明文消息的字母进行替换的加密算法。6/15/202124Vigenere密码6/15/202125Vigenere密码Vigenere加密密钥deceptivedeceptivedecepitve明文wearedicoveredsaveyourself密文zicvtwqngrzgvtwavzhcqyglmgj6/15/202126V

8、igenere密码密码分析猜测关键字长度两个相同明文字母序列出现在一定距离里，该