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传统加密技术 密码学的演变历史(1) William Friedman 1918, William Friedman’s The Index of Coincidence and its Applications in Cryptography William Frederick Friedman (Sept. 24,1891 – Nov. 12, 1969) 美国陆军密码专家。1930年代，他领导了陆军的一个研究部门Signals Intelligence Service (SIS)，其中一部分服务一直延续到五十年代。三十年代晚期，在他的指导下，Frank Rowlett 破解了日本人的PURPLE加密机(紫密)，截获了日本的大量外交和军事的秘密。 密码学的演变历史(2) 香农的贡献 1948年, Claude Shannon发表 “A Mathematical Theory of Communication ”，成为现代密码学理论基础。 1949年，Shannon在其著名的“信息论” 发表一年之后，又发表了论文“保密系统的通信理论”， 首次将密码学研究置于坚实的数学基础上。 该理论的重大贡献在于： 建立了通信保密/密码学严格的理论基础； 证明了一次一密(one-time pad)的密码系统是完善保密的，导致了对流密码的研究和应用； 提出分组密码设计应该遵循的准则，如扩散性和混淆性； 证明了消息冗余使得破译者统计分析成功的理论值(唯一解距离) 密码学的演变历史(2) Claude Elwood Shannon (Apr. 30, 1916 – Feb. 24, 2001), 美国电气工程师和数学家，被誉为信息论之父 the father of information theory. 香农之有名在于他以1948年发表的那篇旷世论文而奠定了现代信息论基础。其实早在1937年，当21岁的香农还是MIT的硕士研究生时，他便在他的硕士论文中论述了布尔代数的电子实现和应用，可以构建和解决任何逻辑的和数字的关系，因此奠定了数字计算机和数字电路设计理论的基础。他的硕士论文一直被认为是迄今最重要的硕士论文。 1949-1967，密码学研究处于沉寂时期 密码学的演变历史(3)Feistel, Whitfield Diffie, Matin Hellman 1971, IBM发明Luciffer Cipher, 128位密钥作分组加密。这项发明是由Horst Feistel(Jan.30, 1915–Nov.14,1990)领导的，他是密码学家，当时在IBM负责设计加密器，他的工作最终激发了70年代Data Encryption Standard (DES)的研发高潮 1976-1977，美国国家标准局正式公布实施DES 1975, Whitfield Diffie 和 Matin Hellman, 发表A New Direction in Cryptography, 首次提出适应网络保密通信的公开密钥思想，揭开现代密码学研究的序幕，具有划时代的意义 密码学的演变历史(4)R.S.A., Abbas El Gamal, Lai Xuejia 1977-1978，罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）第一次提出公开密钥密码系统的实现方法RSA 1981，成立International Association for Cryptology Research 1985，Abbas El Gamal提出概率密码系统ElGamal方法 1990-1992，Lai Xuejia and James: IDEA, The International Data Encryption Algorithm 2000, AES, Advanced Encryption Standard 简单加密系统模型 什么是密码？简单地说它就是一组含有参数K的变换E。设已知消息m，通过变换Ek得密文C，这个过程称为加密，E为加密算法，k不同，密文C亦不同。传统的保密通信机制： 理论安全和实际安全 理论安全，或无条件安全Theoretical Secure (or Perfect Secure) 攻击者无论截获多少密文，都无法得到足够的信息来唯一地决定明文。Shannon用理论证明：欲达理论安全，加密密钥长度必须大于等于明文长度，密钥只用一次，用完即丢，即一次一密，One-time Pad，不实用。 实际安全，或计算上安全Practical Secu