古典密码课件.ppt
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- 古典 密码 课件
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1、第二章第二章 古典密码古典密码解放军信息工程大学电子技术学院二系解放军信息工程大学电子技术学院二系20052005年年3 3月月2 2日日应用密码学课程幻灯片(电院24队)第1页,共31页。lE-mail:lQQ:32874546lTel:38532(O)lAdr:1701第2页,共31页。上节课内容复习上节课内容复习第3页,共31页。保密内容保密内容l受限制的(受限制的(restricted)算法算法 算法的保密性基于保持算法的秘密算法的保密性基于保持算法的秘密l 基于密钥(基于密钥(key-based)的算法的算法 算法的保密性基于对密钥的保密算法的保密性基于对密钥的保密第4页,共31页。
2、密钥密钥l对称密码算法(对称密码算法(symmetric cipher)加密密钥和解密密钥相同,或实质上等同,即从一个易于加密密钥和解密密钥相同,或实质上等同,即从一个易于推 出 另 一 个,又 称 秘 密 密 钥 算 法 或 单 密 钥 算 法推 出 另 一 个,又 称 秘 密 密 钥 算 法 或 单 密 钥 算 法l 非对称密钥算法(非对称密钥算法(asymmetric cipher)加密密钥和解密密钥不相同,从一个很难推出另一个加密密钥和解密密钥不相同,从一个很难推出另一个 又称公开密钥算法(又称公开密钥算法(public-key cipher)。公开密钥算法用一个密钥进行加密公开密钥算
3、法用一个密钥进行加密,而用另一个进行解而用另一个进行解密其中的加密密钥可以公开密其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥(又称公开密钥(public key),简称公钥。解密密钥必须保密,简称公钥。解密密钥必须保密,又称私人密钥又称私人密钥(private key)私钥,简称私钥私钥,简称私钥第5页,共31页。明文处理方式明文处理方式l分组密码(分组密码(block cipher)将明文分成固定长度的组,用同一密钥将明文分成固定长度的组,用同一密钥和算法对每一块加密,输出也是固定长度的密和算法对每一块加密,输出也是固定长度的密文。文。l 流密码(流密码(stream cipher)又称序列密码。序
4、列密码每次加密一位又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的明文。或一字节的明文。第6页,共31页。第二章第二章 古典密码古典密码n1.学习基本的密码编制原理;n2.了解早期编制密码的基本方法;n3.为进一步学习现代密码的编制打下基础。第7页,共31页。第8页,共31页。我们将重点介绍我们将重点介绍代替密码代替密码 第9页,共31页。一、单表代替密码:一、单表代替密码:利用预先设计的利用预先设计的固定固定代替规则代替规则,对明文对明文逐逐字符字符或或逐逐字符组字符组进行代替的密码进行代替的密码.字符组称为一个代替单位字符组称为一个代替单位.这里这里代替规则代替规则又称为又称为代替函数代替函数
5、、代替表代替表或或S S盒。盒。它的它的固定性固定性是指这个代替规则与是指这个代替规则与密钥因素密钥因素和和被加密的明文字符的被加密的明文字符的序号序号无关。无关。即即相同的相同的明文字符组产生明文字符组产生相同的相同的密文字符密文字符组组.第10页,共31页。例例1:1:汉字和符号的区位码汉字和符号的区位码(单表代替单表代替)第11页,共31页。例例2 2 以十进值数为代替单位的代替函数则明文则明文晨五点总攻晨五点总攻 先变换为区位码先变换为区位码 1931 4669 2167 5560 1505 再被加密成密文 4624 1996 8497 0095 4050单表代替的缺点:明文字符相同,
6、则密文字符也相同9,2,1,09,2,1,0:S105,4,8,2,1,0,9,7,3,6S假设明文 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9密文 5 4 8 2 1 0 9 7 3 6即代替表为即代替表为:第12页,共31页。qkmmEckmod)()(加密变换加密变换:1,2,1,0qZq 例例3 3 加法密码加法密码 选定选定常数常数 q 和和 k.明文空间明文空间=密文空间密文空间=qkccDmkmod)()(脱密变换脱密变换:其中其中 读作读作 n 模模q,它是它是n n被被q q除后所得的余数除后所得的余数.如如18 mod7=4 18 mod7=4 上述加法称为上述加法称为模模q加
7、加.qn mod第13页,共31页。90,10mod)3()(3mmmEc加密变换为加密变换为:特别地特别地,若取若取q=10 和和 k=3,则则脱密变换为脱密变换为:90,10mod)3()(3cccDm 此时此时,明文明文:晨五点总攻晨五点总攻 变换为区位码变换为区位码1931 4669 2167 5560 1505后就被加密成密文4264 7992 5490 8893 4838 缺点:密文差=明文差10mod)(10mod)3()3(10mod)3(10mod)3(21212121mmmmmmcc第14页,共31页。(凯撒密码)这是一种对英文字母的典型逐字母加密的的加法密码,其密钥k=3
8、。英文字母被编码为该字母的序号 英文 A B C D X Y Z 数字 0 1 2 3 23 24 25250,26mod)3()(3mmmEc加密变换为加密变换为:脱密变换为脱密变换为:250,26mod)3()(3cccDm第15页,共31页。这是一种对英文字母的典型逐字母加密的密码,它利用一个密钥字来构造代替表。如如:若选择cipher作为密钥字,则对应代替表为:明文明文 A B C D E F G H I J K L M N O P A B C D E F G H I J K L M N O P 密文密文 C I P H E RC I P H E R A B D F G J K L M
9、 N A B D F G J K L M N 第16页,共31页。10mod)()(kmmEck例例4 4:加密变换为加密变换为:二、多表代替密码二、多表代替密码 根据密钥的指示,来选择加密时使用的单表的根据密钥的指示,来选择加密时使用的单表的方法,称为方法,称为多表代替多表代替密码。密码。但但 k 不再是固定常数而是密钥。不再是固定常数而是密钥。加密算法:加密算法:明明 文:文:晨晨 五五 点点 总总 攻攻明文序列:明文序列:1931 4669 2167 5560 1505密钥序列:密钥序列:4321 5378 4322 3109 11074321 5378 4322 3109 1107密文
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