经典加密算法、DES课件.ppt

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1、替代置换转子机经典加密技术明文的字母由其它字母或数字或符号代替若该明文被视为一个比特序列，则替代涉及到用密文比特模式代替明文比特模式替代（代替）代替密码简单代替密码（simplesubstitutioncipher),又称单字母密码（monoalphabeticcipher):明文的一个字符用相应的一个密文字符代替。多表代替密码（ployalphabeticcipher）：以一系列（两个及以上）代换表依次对明文消息的字母进行代换的方法。明文中的字符映射到密文空间的字符还依赖于它在上下文中的位置。恺撒密码破译以下密文：wuhdwblp

2、srvvleohTREATYIMPOSSIBLECi=E(Pi)=Pi+3加密算法：字母表：(密码本）ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZdefghijklmnopqrstuvwxyzabc恺撒密码已知加密与解密算法C=E(p)=(p+k)mod(26)p=D(C)=(C-k)mod(26)25个可能的密钥k，适用Brute-ForceCryptanalysis明文的语言是已知的且易于识别恺撒密码的特点单字母密码（简单替换技术）简单，便于记忆缺点：结构过于简单，密码分析员只使用很少的信息就可预言加密的整个结构其它单字

3、母替换使用密钥keyABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZkeyabcdfghijlmnopqrstuvwxzspectacularABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZspectaulrbdfghijkmnoqvwxyz泄露给破译者的信息更少其它单字母替换对字母进行无规则的重新排列E(i)=3*imod26ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZadgjmpsvybehknqtwzcfilorux单字母变换任意替换：26！>4x1026可能的key，大于56位DES的密钥空间。基于语言统计规

4、律仍可破译例：UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZVUEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSXEPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ对抗频率分析的办法多名或同音代替密码多字母代替密码多表代替密码多名代替密码与简单代替密码类似，只是映射是一对多的，每个明文字母可以加密成多个密文字母。例如，A可能对应于5、13、25B可能对应于7、9、31、42当对字母的赋值个数与字母出现频率成比例时。这是因为密文符号的相关分布会近

5、似于平的，可以挫败频率分析。然而，若明文字母的其它统计信息在密文中仍很明显时，那么同音代替密码仍然是可破译的。多字母代替密码定义：以一系列（两个以上）代换表依此对明文消息的字母进行代换的方法。非周期多表代替密码：代换表是非周期的无限序列一次一密密码（onetimepadding):对每个明文每次采用不同的代换表。周期多表代替密码：代换表个数有限，重复使用。双字母代替密码-PlayfairPlayfair:将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文的双字母组合。5×5变换矩阵:I与J视为同一字符CIPHERABDFG

6、KLMN(cipher)OQSTUVWXYZ加密规则:按成对字母加密相同对中的字母加分隔符(如x)balloonbalxloon同行取右边:heEC同列取下边:dmMT其他取交叉:ktMQODTRPlayfair密码分析Playfair有26×26=676种字母对组合字符出现几率一定程度上被均匀化基于字母频率的攻击比较困难依然保留了相当的结构信息多字母代替密码：Hill密码（1929）取m个连续的明文字母，并且用m个密文字母替代，如何替代由m个线性方程决定，每个字母对应一个数值(a=0,b=1,…,z=25)。如m=3，则

7、C=KP，K：3*3矩阵，操作执行摸26运算。定义mxm的方阵X=（Pij)Y=(Cij),得到Y=KX，K=YX-1K是一个m*m矩阵,在Z/(26)上可逆,即存在K-1使得:KK-1=I(在Z/(26))。模为26例子：当m=2时，明文元素x=(x1,x2),密文元素y=(y1,y2)：(y1,y2)=(x1,x2)K若K=,可得K-1=若对明文july加密，它分成2个元素（j,u),(l,y),分别对应于（9,20）＝（99＋60,72＋140）＝（3,4）且（11,24）＝(121＋72,88＋168)＝（11,22）于是对

8、july加密的结果为DELW。为了解密，Bob计算且因此，得到了正确的明文“july”Hill密码特点完全隐藏了字符(对)的频率信息线性变换的安全性很脆弱，易被已知明文攻击击破。对于一个m*m的hill密码，假定有m个明文-密文对，即