安徽工程大学 信息安全原理与应用 第2讲 密码学理论基础ppt课件.ppt

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1、第2讲密码学基础案例：莫尔斯电码里的爱情早已被新科技所取代的莫尔斯密码，却在中国的互联网世界里演绎了一段费尽周折的爱情猜谜传奇。一男子向一女子表白，女子却给了一段莫尔斯密码，以及很少的提示，并表示，破译这个密码，才答应和他约会。男子死活不得求解，又在百度贴吧里将密码贴出以求助网友。电码如下：“****-/*----/----*/****-/****-/*----/---**/*----/****-/*----/-****/***--/****-/*----/----*/**---/-****/**---/*

2、*---/***--/--***/****-/”“她唯一给我的提示就是这个是5层加密的密码，也就是说要破解5层密码才是答案。最终语言是英语。”网友贴出了莫尔斯密码对照表，然后发现相应密码对应的数字组合和英文字母组合分别是：“4194418141634192622374”、“daiddahadafcdaibfbbcgd”网友“片羿天使”将莫尔斯密码对应的数字“4194418141634192622374”转换成了手机键盘字母,以41为例，它对应的就是传统手机键盘上的“4”的第一个字母，“94”则是“9”的第4个

3、字母。这样片羿天使得到了第二步的答案：“GZGTGOGXNCS”。片羿天使说“因为QWE的格式是被世人所认可的，也就有可能成为密码的码表。码表QWE=ABC依次类推。”按照这样的次序，上面的来自于手机键盘的字母，就转换到了第三步答案：“OTOEOIOUYVL”。案例：莫尔斯电码里的爱情在第四步中，片羿天使用了包括凯撒、乘法等等方法，对第三步几乎可以看出来的答案进行了进一步的解码，最后发现只有栅栏密码才能读得通。片羿天使将这组字母分成了“OTOEOI”和“OUYVL”两排，然后对插重组得到第四步的字母排列：“O

4、OTUOYEVOLI”。第五步于是变得最为简单起来，那便是将“OOTUOYEVOLI”倒序排列，即“ILOVEYOUTOO”。案例：莫尔斯电码里的爱情密码学的发展历史(1)自人类社会出现战争便产生了密码Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。JuliusCaesar发明了凯撒密码密码学的发展历史(2)1834年，伦敦大学的实验物理学教授惠斯顿发明了电机，这是通信向机械化、电气化跃进的开始，也为密码通信采用在线

5、加密技术提供了前提条件。1920年，美国电报电话公司的弗纳姆发明了弗纳姆密码。其原理是利用电传打字机的五单位码与密钥字母进行模2相加。密码学的发展历史(3)两次世界大战大大促进了密码学的发展。二战中美国陆军和海军使用的条形密码设备M-138-T4。根据1914年ParkerHitt的提议而设计。25个可选取的纸条按照预先编排的顺序编号和使用，主要用于低级的军事通信。Kryha密码机大约在1926年由AlexandervoKryha发明。这是一个多表加密设备，密钥长度为442，周期固定。一个由数量不等的齿的轮子

6、引导密文轮不规则运动。密码学的发展历史(4)两次世界大战大大促进了密码学的发展。转轮密码机ENIGMA，由ArthurScherbius于1919年发明，面板前有灯泡和插接板；4轮ENIGMA在1942年装备德国海军，英国从1942年2月到12月都没能解读德国潜艇的信号。英国的TYPEX打字密码机，是德国3轮ENIGMA的改进型密码机。它在英国通信中使用广泛，且在破译密钥后帮助破解德国信号。密码学的发展历史(5)1949年香农发表了一篇题为《保密系统的通信理论》的著名论文，该文首先将信息论引入了密码，从而把已

7、有数千年历史的密码学推向了科学的轨道，奠定了密码学的理论基础。1976年，美国密码学家W.Diffie和M.Hellman在一篇题为《密码学的新方向》一文中提出了一个崭新的思想，不仅加密算法本身可以公开，甚至加密用的密钥也可以公开。1977年美国国家标准局颁布了数据加密标准DES2001年11月26日，正式颁布AES为美国国家标准。2.2基本概念什么是密码学密码学是关于加密和解密变换的一门科学，是保护数据和信息的有力武器。密码是什么?密码就是变换。（信息代码变换、数据电平变换）变换是什么？变换是一种算法实现过

8、程。谁来做变换？变换可以由硬件和软件实现。（人、器件部件、计算机）2.2基本概念什么是密码学密码学是研究密码系统或通信安全的一门学科，分为密码编码学和密码分析学。密码编码学是使得消息保密的学科密码分析学实际要研究加密消息破译的学科Shannon模型X,明文（plain-text）：作为加密输入的原始信息。Y,密文（cipher-text）：对明文变换的结果。E,加密（encrypt）：是一组含有参数