密码学的起源与基本概念

一、一些古老的加密方法：

1.隐写术----将秘密的消息隐藏在其他消息中

最常见的是隐形墨水：发送者用洋葱或牛奶在纸上书写秘密消息，接收者在纸的背面稍稍加热，看到密文。

2.希腊的波利比阿的方格

	1	2	3	4	5
1	A	B	C	D	E
2	F	G	H	IJ	K
3	L	M	N	O	P
4	Q	R	S	T	U
5	V	W	X	Y	Z

明文	A	P	P	L	E
密文	11	35	35	31	15

 

思想：替换

只要记住密码表，能够加密解密。

3.凯撒密码

A	B	C	D	E	F	G	...	X	Y	Z
D	E	F	G	H	I	J	...	A	B	C

 

 

 

 

 

明文	A	P	P	L	E
密文	D	S	S	O	H

 

 

 

思想：替换

凯撒密码表比上面的希腊方格更容易记，因为只是将明文右移3位。

 

二、密码学的基本概念：

研究信息系统安全技术的科学，包含两个分支：密码编码学，对信息进行编码实现隐藏信息的学问；密码分析学：研究分析破解密码或伪造的学问。两者相互对立，又互相促进地向前发展。

发送者：消息的发送方

接受者：消息的发送目标

窃听者：信息传输过程和处理系统中的非授权者

明文：将被隐藏的消息

密文：明文经变换后的形式

加密：将明文变换为密文的过程

解密：将密文恢复为明文的过程

加密算法：对明文进行加密时采用的一组规则

解密算法：对密文进行解密采用的一组规则

密钥：控制加密和解密算法操作的数据，分别有加密密钥和解密密钥

 

三、保密系统模型：

保密系统（M,C,K_1，K₂，E_k1，D_k2）：

明文消息空间M

密文消息空间C

密钥空间K₁和K₂、在单钥体制下K₁=K₂=K，此时密钥k属于K

 

 

四、密码算法分类：

按保密性依赖的基础分为：

1.受限制的算法：算法的保密性基于保持算法的秘密（保密算法不公开）。

2.基于密钥的算法：算法的保密性基于对密钥的保密。

按密钥的特点分为：

对称密码算法：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。又称单密钥算法。

非对称密钥算法：加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个，又称公钥密钥算法。

 

 五、密码算法的安全性：

1.无条件安全：破译者即便拥有无限的资源，也无法解出对应的明文

2.计算上安全：破译的代价超出信息本身价值，破译时间超过信息的有效期