现代密码学第2章：经典密码学讲解.ppt

经典密码学;本章主要内容;1. 密码体制的定义;密码体制的理解;密码体制的理解;密码体制的理解;一般性说明;一般性说明;简单密码举例;简单密码举例;简单密码举例;简单密码举例;简单密码举例;恺撒密码的一般形式;Caesar密码分析（Cryptanalysis of Caesar ciphers）;语言冗余度与密码分析;英语字母使用频率;字母频率在密码分析中的应用;英语字母中常见的组合;简单密码举例;简单密码举例;密码体制的分类;密码体制的分类;密码体制的分类;密码体制的分类;密码体制的分类;密码体制的分类;密码体制的分类;早期密码体制大都比较简单，其中许 多经不起计算机的破译攻击。这些体制一般 都是直接针对原始的信息单元（字母或符号 等）设计，而并不象现代密码体制那样非常 重视和体现信息的数字化与数学处理。 但对早期密码体制的讨论可以说明构造和破译的基本原理和方法，对于理解、构造和分析现代复杂的实用密码体制有着起码的利益。;早期密码体制基本上可以按照下述分 类笼统起来： 代替密码 移位密码 以下我们便按照这样的分类来依次学习早 期的密码体制及其破译。;2. 代替密码;单表代替密码;单表代替密码举例;单表代替密码;单表代替密码的密码分析;单表代替密码构造方法;单表代替密码构造方法;;;;;（2）多表代替密码;（2）多表代替密码;周期多表代替密码;Blaise de Vigenère 发明了多字母替换密码（polyalphabetic substitution cipher） 使用多个单字母替换表 因此一个字母可以被多个字母替换。 方法：用一个密钥选择对每个字母使用哪个字母表，密钥的第I个字母表示使用第 ith 个字母表，依次使用每个字母表，当密钥的字母使用完后，在从头开始。;例： 写出明文，在明文下重复写出密钥字； 依次使用每个字母作为caesar cipher 的密钥，加密对应的明文字母。 Plaintext THISPROCESSCANALSOBEEXPRESSED Keyword CIPHERCIPHERCIPHERCIPHERCIPHE Plaintext VPXZTIQKTZWTCVPSWFDMTETIGAHLH ;C - CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB I - IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGH P - PQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNO H - HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFG E - EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD R - RSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ to map the above plaintext letters. T uses key C maps to V ‘ H uses key I maps to P ‘ I‘ ises key ’P‘ maps to ’X‘。; 可以看出，越安全的密码使用起来越复杂，因此，在有些场合还可以看到单码替换密码，随着破译单码密码的技术提高，使得vigenère cipher 逐渐被各国使用，1854年，首次被 Charles Babbage 攻破，但没有公开。 Friedrich Kasiski 与1863年攻破并发表了此密码的各种变形被沿用到20世纪。;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;周期多表代替密码;多表代替密码的特点;3. 变换密码 transposition ciphers;（1）Scytale 密码;以不同的行写下消息字母 按行读取消息 Plain: I A E S W C N U R D C M I A I O Q E E Cipher: IAESW CNURD CMIAI OQEE ;以一种形式写下消息，以另一种形式读取消息 ;变换密码的关键思想 按一定规则写出明文，按另一规则读出密文。 密钥：用于读密文的方法和写明文的方法;（4）行变换密码-Row transposition ciphers;Plain: THESIMPLESTPOSSIBLETRANSPOSITIONSXXKey (R): 2 5 4 1 3 Key (W):?????????????? 4 1 5 3 2 ?????? ? ?T