密码学入门知识
密码学——第1章密码学概述
第 1 章密码学概述1.1 信息安全Alvin Toffler 在《第三次浪潮》中预言：计算机网络的建立和普及将彻底改变人类生存和生活模式。
信息化以它有别于传统方式的信息获取、存储、处理、传输和使用，给现代社会的正常发展带来了一系列的前所未有的风险和威胁。
传统的一切准则在电子信息环境中如何体现与维护，到现在并没有根本解决，一切都在完善中。
今天，人们一方面享受着信息技术带来的巨大变革，同时也承受着信息被篡改、泄露、伪造的威胁，以及计算机病毒及黑客入侵等安全问题。
信息安全的风险制约着信息的有效使用，并对经济、国防乃至国家的安全构成威胁。
一方面：没有信息安全，就没有完全意义上的国家安全。
另一方面：信息安全还涉及个人权益、企业生存和金融风险防范等。
密码技术和管理是信息安全技术的核心，是实现保密性、完整性、不可否认性的关键。
“ 9.11 事件”后，各国政府纷纷站在国家安全的角度把信息安全列入国家战略。
重视对网络信息和内容传播的监控，更加严格的加固网络安全防线，把信息安全威胁降到最低限度。
2000 年我国开始着力建立自主的公钥基础设施，并陆续启动了信息系统安全等级保护和网络身份认证管理服务体系。
因此，密码学的基本概念和技术已经成为信息科学工作者知识结构中不可或缺的组成部分。
1.2 密码学引论1. 密码学的发展概况密码学是一门既古老又年轻的学科。
自有了战争，就有了加密通信。
交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方的情报而研究各种信息加密技术和密码分析技术。
古代行帮暗语和一些文字游戏等，实际上就是对信息的加密。
这种加密方法通过原始的约定，把需要表达的信息限定在一定的范围内流通。
古典密码主要应用于政治、军事及外交等领域。
电报发明以后，商业方面对密码学的兴趣主要集中在密码本的编制上。
20 世纪初，集中在与机械和电动机械加密的设计和制造上。
进入信息时代，大量敏感信息要通过公共通信设施或计算机网络进行交换，密码学的应用已经不仅仅局限在政治、军事、外交等领域，其商业和社会价值日益显著，并与人们的日常生活紧密相关。
密码学基础(一)常见密码算法分类
密码学基础（一）常见密码算法分类对称算法是指一种加密密钥和解密密钥相同的密码算法，也称为密钥算法或单密钥算法。
该算法又分为分组密码算法（Block cipher）和流密码算法（Stream cipher）。
•分组密码算法o又称块加密算法o加密步骤一：将明文拆分为 N 个固定长度的明文块o加密步骤二：用相同的秘钥和算法对每个明文块加密得到 N 个等长的密文块o加密步骤三：然后将 N 个密文块按照顺序组合起来得到密文•流密码算法o又称序列密码算法o加密：每次只加密一位或一字节明文o解密：每次只解密一位或一字节密文常见的分组密码算法包括 AES、SM1（国密）、SM4（国密）、DES、3DES、IDEA、RC2 等；常见的流密码算法包括 RC4 等。
•AES：目前安全强度较高、应用范围较广的对称加密算法•SM1：国密，采用硬件实现•SM4：国密，可使用软件实现•DES/3DES：已被淘汰或逐步淘汰的常用对称加密算法二、非对称密码算法（Asymmetric-key Algorithm）非对称算法是指一种加密密钥和解密密钥不同的密码算法，也称为公开密码算法或公钥算法。
该算法使用一个密钥进行加密，另一个密钥进行解密。
•加密秘钥可以公开，又称为公钥•解密秘钥必须保密，又称为私钥常见非对称算法包括 RSA、SM2（国密）、DH、DSA、ECDSA、ECC 等。
三、摘要算法（Digest Algorithm）算法是指将任意长度的输入消息数据转换成固定长度的输出数据的密码算法，也称为哈希函数、哈希函数、哈希函数、单向函数等。
算法生成的定长输出数据称为摘要值、哈希值或哈希值，摘要算法没有密钥。
算法通常用于判断数据的完整性，即对数据进行哈希处理，然后比较汇总值是否一致。
摘要算法主要分为三大类：MD（Message Digest，消息摘要算法）、SHA-1（Secure Hash Algorithm，安全散列算法）和MAC（Message Authentication Code，消息认证码算法）；另国密标准 SM3 也属于摘要算法。
密码学基础与实践教程
密码学基础与实践教程第一章：密码学基础概述密码学作为一门研究如何保护信息安全的学科，是现代通信和计算机科学领域的重要组成部分。
本章将介绍密码学的基本概念、目标和分类，并简要介绍几个密码学的关键术语。
1.1 密码学的定义与目标密码学旨在研究如何设计算法和协议，以确保信息在传输和存储过程中的保密性、完整性和可用性。
其目标主要包括保密性、完整性、身份认证和不可否认性。
1.2 密码学基本概念本节将介绍几个密码学中常用的基本概念，包括明文、密文、密钥和加密算法。
1.2.1 明文与密文明文是指未经加密处理的原始信息，而密文是指经过加密算法处理后的不易被理解的信息。
1.2.2 密钥密钥是密码学中用于加密和解密的参数。
在对称加密算法中，使用相同的密钥进行加密和解密；而在非对称加密算法中，使用公钥进行加密，私钥进行解密。
1.2.3 加密算法加密算法是密码学中用于对明文进行加密的数学算法。
常见的对称加密算法有DES、AES等，非对称加密算法有RSA、ECC等。
第二章：对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密方法。
本章将介绍DES和AES两个常见的对称加密算法，并分析其优缺点及应用场景。
2.1 DES算法DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于各种信息系统的数据加密。
本节将介绍DES算法的基本原理、特点和应用场景。
2.2 AES算法AES（Advanced Encryption Standard）是一种高级加密标准算法，是目前应用最广泛的对称加密算法之一。
本节将介绍AES算法的设计思路、安全性和性能分析，并介绍其在信息安全中的应用。
第三章：非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的加密方法，包括公钥加密和数字签名等技术。
本章将介绍RSA和ECC两个常见的非对称加密算法，并讨论其应用场景。
3.1 RSA算法RSA算法是一种基于大数分解困难性的加密算法，被广泛应用于数字证书、安全通信等领域。
密码学知识要点
1. 安全服务有哪些？认证、访问控制、数据加密性、数据完整性、不可否认性和可用性。
2. 密码学研究的主要问题？pl密码学研究确保信息的秘密性和真实性技术。
密码学（密码技术）分类：密码编码学：对信息进行编码实现信息隐蔽：密码分析学：研究分析破译密码4. 何谓Kerckhoff假设？假定密码分析中或敌手知道除密钥外所有的密码系统，这个假设称作Kerckhoff 假设。
一个系统的基本设计目标就是在Kerckhoff假设下是安全的，即一个密码系统的安全性不依赖于算法，而仅与密钥有关。
5. 无条件的安全性？如果无论破译员有多少密文，仍无足够信息能恢复明文，这样的算法是无条件安全的。
事实上只有一次一用的密码本是不可攻破的。
其它所有密码系统在惟密文攻击下都是可以攻破的。
6. 攻击密码体制的一般方法？惟密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击，选择文本，选择密文攻击，选择密钥攻击，软磨硬泡式破译。
7. 传统密码学使用的技术？对称密码加密、代换技术、置换技术转轮机、隐写术8. 密码体制的构成要素？明文空间、密文空间、密钥空间和密码算法。
9. 密码体制的分类？根据密钥的特点：分为传统和公钥密码体制；按照对明文发消息的加密方式的不同：分为分组密码和流密码。
10•计算上安全的准则？。
破译该密码的成本超过被加密信息的价值。
破译该密码的时间超过该信息有用的生命周期。
11. 分组密码的工作模式？电码体（ECB、密文组链接（CBQ、密文反馈（CFB、输出反馈（OFB和计时器（CTR）12. Feistle密码的理论基础？基于1945年Shannon理论引进的混淆和扩散p46,使用乘积密码的概念来逼近简单代换密码，交替的使用代换和置换。
13. 雪崩效应？明文或密钥的一点小的变动都引起密文的较大的变化。
14. DES的强度？使用64比特的分组和56比特的密钥（56位的密钥共有2的56次方种可能，这个数字大约是7.2X10的16次方）穷举攻击：2人56次尝试、强力攻击：2人55次尝试、差分密码分析法：47,线性密码分析法：43次尝试。
密码学基础知识
密码学基础知识密码学是一门研究数据的保密性、完整性以及可用性的学科，广泛应用于计算机安全领域、网络通信以及电子商务等方面。
密码学的基础知识是研究密码保密性和密码学算法设计的核心。
1. 对称加密和非对称加密在密码学中，最基本的加密方式分为两类：对称加密和非对称加密。
对称加密通常使用一个密钥来加密和解密数据，同时密钥必须保密传输。
非对称加密则使用一对密钥，分别为公钥和私钥，公钥可以公开发布，任何人都可以用它来加密数据，但只有私钥持有人才能使用私钥解密数据。
2. 散列函数散列函数是密码学中常用的一种算法，它将任意长度的消息压缩成一个固定长度的摘要，称为消息摘要。
摘要的长度通常为128位或更长，主要用于数字签名、证书验证以及数据完整性验证等。
常见的散列函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
3. 数字签名数字签名是一种使用非对称加密技术实现的重要保密机制，它是将发送方的消息进行加密以保证消息的完整性和真实性。
发送方使用自己的私钥对消息进行签名，然后将消息和签名一起发送给接收方。
接收方使用发送方的公钥来验证签名，如果消息被篡改或者签名无法验证，接收方将拒绝接收消息。
4. 公钥基础设施（PKI）PKI是一种包括数字证书、证书管理和证书验证的基础设施，用于管理数字证书和数字签名。
数字证书是将公钥与其拥有者的身份信息结合在一起的数字文件，它是PKI系统中最重要的组成部分之一。
数字证书通过数字签名来验证其真实性和完整性，在通信和数据传输中起着至关重要的作用。
总之，密码学是计算机科学中重要的领域之一，其应用广泛，影响深远。
掌握密码学基础知识非常有必要，对于安全性要求较高的企业和组织来说，更是至关重要。
密码学基础知识
密码学基础知识
• 密码学概述 • 传统的密码学 • 对称密码 • 公钥密码 • 序列密码
• 基本的通讯模型
发方
收方
• 通信的保密模型 通信安全-60年代（COMSEC）
信源编码 信道编码 信道传输 通信协议
发方
敌人
收方
信源编码 信道编码 信道传输 通信协议 密码
信息安全的含义
• 接收者对密文解密所采用的一组规则称为解密算法 (Decryption Algorithm).
密钥
密钥
密文
明文 加密算法
解密算法
明文
加解密过程示意图
• 加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的 控制下进行的,分别称为加密密钥(Encryption Key) 和解密密钥(Decryption Key).
20 17 4 2 8 15 22 25 19
相应的密文串将是:
VPXZGIAXIVWPUBTTMJPWIZITWZT
解密过程与加密过程类似,不同的只是进行模26减,而不是模26 加。
使用Vigenère表可以方便地进行加密和解密。
➢ 流密码 每次对一位或一字节加密 手机 One-time padding,Vigenére,Vernam
密码算法分类-v
• 公开密钥密码: ➢ 大部分是分组密码，只有概率密码体制属于
流密码 每次对一块数据加密 数字签名,身份认证 RSA,ECC,ElGamal 加密解密速度慢
密码学的起源和发展-i
A BC D EF GH I
J. K. .L M. N. .O P. Q. .R
.
S: T: :U V: W: :X Y: Z: :.
古典实例
• 双轨密码：1861~1865年 例：明文：Discrete and System 密文：Dsrtadytm Iceensse 加密方法： D s r t a d y t m iceensse
密码学知识点总结csdn
密码学知识点总结csdn1. 密码学基础密码学基础包括对称加密、非对称加密、哈希函数、消息认证码等概念的介绍。
对称加密即加密和解密使用相同的密钥，常用算法有DES、AES、RC4等；非对称加密则分为公钥加密和私钥解密，常用算法有RSA、ECC等；哈希函数则是将任意长度的消息压缩为固定长度的摘要信息，常用算法有MD5、SHA-1、SHA-256等；消息认证码是在消息传输中保障数据完整性的重要手段，主要分为基于对称加密的MAC和基于非对称加密的数字签名。
2. 随机数生成密码学安全性的基础在于随机数的生成，常用的随机数生成算法有伪随机数生成器（PRNG）和真随机数生成器（TRNG）。
PRNG是通过确定性算法生成随机数，安全性依靠其内部逻辑结构；TRNG则是依靠物理过程生成随机数，如放射性衰变、指纹图像等，安全性更高。
密码学攻击主要分为三类：密码分析攻击、椭圆曲线攻击和量子攻击。
密码分析攻击是通过推测、猜测等方法攻破密码；椭圆曲线攻击是因为非对称加密算法中的基于椭圆曲线离散对数问题存在可解性，从而破解密码；量子攻击则是通过量子计算机的强大计算能力破解传统密码学算法。
4. 密码学综合应用密码学在实际应用中广泛应用于电子邮件加密、数字证书、数字签名、数字支付、VPN安全通信等领域。
其中，AES算法被广泛应用于SSL/TLS等加密通信协议中；RSA算法则是数字证书和电子邮件加密中最常用的算法；数字签名则应用于身份认证、电子合同、电子票据等领域；数字支付则依赖于密码学原理来保证支付的安全性。
5. 密码学的未来发展当前，密码学面临着来自量子计算机的挑战，需要进一步开发抗量子攻击的加密算法。
同时，在移动互联网、物联网等领域中，新的安全需求也对密码学技术提出了挑战。
未来发展的重点可能包括量子密码学研究、密码学与人工智能技术的结合等方面。
总之，密码学是信息安全的重要组成部分，掌握相关知识点将有助于提高信息安全意识和防范风险能力。
密码学基本概念
密码学基本概念
密码学是一门研究保护信息安全的学科，其基本目标是保证信息在传输过程中不被非法获取和篡改。
在密码学中，有一些基本概念需要了解。
1. 密码学基础
密码学基础包括加密、解密、密钥、明文和密文等概念。
加密是将明文转换为密文的过程，解密则是将密文还原为明文的过程。
密钥是用于加密和解密的秘密码，明文是未经过加密的原始信息，密文则是加密后的信息。
2. 对称加密算法
对称加密算法指的是加密和解密时使用同一个密钥的算法，如DES、AES等。
在对称加密算法中，密钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
3. 非对称加密算法
非对称加密算法指的是加密和解密时使用不同密钥的算法，如RSA、DSA等。
在非对称加密算法中，公钥用于加密，私钥用于解密。
公钥可以公开，私钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
4. 数字签名
数字签名是用于保证信息的完整性和真实性的技术。
数字签名使用非对称加密算法，签名者使用私钥对信息进行加密，接收者使用公钥进行验证。
如果验证通过，则说明信息未被篡改过。
5. Hash函数
Hash函数是一种将任意长度的消息压缩成固定长度摘要的函数，常用于数字签名和消息验证。
Hash函数具有不可逆性，即无法通过消息摘要还原出原始数据。
以上就是密码学的基本概念，掌握这些概念对于理解密码学的原理和应用非常重要。
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~密码学入门知识~发现密码学挺有意思啊一、几种常见密码形式：1、栅栏易位法。
即把将要传递的信息中的字母交替排成上下两行，再将下面一行字母排在上面一行的后边，从而形成一段密码。
举例：TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHV AED解：将字母分截开排成两行，如下T E O G S D Y U T A E N NH L N E T A M S H V A E D再将第二行字母分别放入第一行中，得到以下结果THE LONGEST DAY MUST HA VE AN END.课后小题：请破解以下密码Teieeemrynwetemryhyeoetewshwsnvraradhnhyartebcmohrie2、恺撒移位密码。
也就是一种最简单的错位法，将字母表前移或者后错几位，例如：明码表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密码表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC这就形成了一个简单的密码表，如果我想写frzy（即明文），那么对照上面密码表编成密码也就是iucb（即密文）了。
密码表可以自己选择移几位，移动的位数也就是密钥。
课后小题：请破解以下密码dtzwkzyzwjijujsixtsdtzwiwjfrx3、进制转换密码。
比如给你一堆数字，乍一看头晕晕的，你可以观察数字的规律，将其转换为10进制数字，然后按照每个数字在字母表中的排列顺序，拼出正确字母。
举例：110 10010 11010 11001解：很明显，这些数字都是由1和0组成，那么你很快联想到什么？二进制数，是不是？嗯，那么就试着把这些数字转换成十进制试试，得到数字6 18 26 25，对应字母表，破解出明文为frzy，呵呵~课后小题：请破解以下密码11 14 17 26 5 254、摩尔斯密码。
翻译不同，有时也叫摩尔密码。
*表示滴，-表示哒，如下表所示比如滴滴哒就表示字母U，滴滴滴滴滴就表示数字5。
另外请大家不要被滴哒的形式所困，我们实际出密码的时候，有可能转换为很多种形式，例如用0和1表示，迷惑你向二进制方向考虑，等等。
摩尔斯是我们生活中非常常见的一种密码形式，例如电报就用的是这个哦。
下次再看战争片，里面有发电报的，不妨自己试着破译一下电报内容，看看导演是不是胡乱弄个密码蒙骗观众哈~由于这密码也比较简单，所以不出小题。
A *-B -***C -*-*D -**E *F **-*G --*H **** I ** J *--- K -*- L *-** M -- N -*O --- P *--* Q --*- R *-* S *** T -U **- V ***- W *-- X -**- Y -*-- Z --**数字0 ----- 1 *---- 2 **--- 3 ***-- 4 ****-5 *****6 -****7 --***8 ---**9 ----*常用标点句号*-*-*- 逗号--**-- 问号**--**长破折号-***- 连字符-****- 分数线-**-*5、字母频率密码。
关于词频问题的密码，我在这里提供英文字母的出现频率给大家，其中数字全部是出现的百分比：a 8.2b 1.5c 2.8d 4.3e 12.7f 2.2g 2.0h 6.1i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2y 2.0 z 0.1词频法其实就是计算各个字母在文章中的出现频率，然后大概猜测出明码表，最后验证自己的推算是否正确。
这种方法由于要统计字母出现频率，需要花费时间较长，本人在此不举例和出题了，有兴趣的话，参考《跳舞的小人》和《金甲虫》。
6、维热纳尔方阵。
上面所说的频率分析，很容易破解较长篇幅的密文，于是维热纳尔继承前人的经验，创造出了这个维热纳尔方阵，从而克服了词频分析轻易能够破解密码的弊端，成为一种较为强大的密码编译形式。
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 明文B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A 1C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B 02D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C 3E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D 04F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E 05G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F 6H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G 07I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H 8J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I 09K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J 1L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K 11M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L 12N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M 13O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N 14P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O 151Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P61R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q 7S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R 181T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S 9U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T 22V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U 12W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V 22X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W 3Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X 24Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y 25以上就是维热纳尔方阵，它由明码表（第一行的字母）、密码表（下面26行）和密钥组成，下面我举个例子说明。
举例：密钥：frzy密码：qfuc解：第一个字母，看以f开头第五行，对应明码表查找q字母所标示的字母为l。
以此类推找出后面字母。
所得明文为love。
这个也不出小题了，只要有密钥，再复杂的密码也能查出来，就是个查表的问题~二、一些新兴的密码形式：1、利用键盘无论是计算机键盘，还是收集键盘，都是出密码的好工具哦，可以用错位、或者排列形状等。
使用手机键盘和这个同理。
另外手机键盘还可以在键盘的字母上做文章，例如你可以用51表示字母j，用73表示字母r等。
举例：r4a6这个密码利用计算机键盘，将明文字母分别向上移动一个位置，得到密文。
破解结果为frzy。
852 74123 741236987 426978974123456 7412369这排数字是不是很晕？其实很简单，对照小键盘，依次打这些字母，看组成的形状就行了。
答案是I L O V E U。
课后小题：请破解以下密码18 29 19 34 13 172、字母形状本人曾经收到过这样一个密码短信，不幸被破解，导致发短信人被我非常严肃地奚落了一番!前面我不记得了，只记得后面是hep poo6。
这个你可以从手机里打出来，然后把手机倒过来看，形成了密码的明文，good day~~~课后小题：请破解以下密码AnnAW T2ULTHpin boop YA2T99W2 A 9V AHMA37b三、密码印象（本文写于2004年的学生时代）前言：本文是一篇人文性质的文章，并非技术文章。
对密码学感兴趣的读者，可以去图书馆查阅相关的书籍，或者去报考我校密码学权威——杨义先教授的研究生。
本篇重在宣扬人文理念，主要讲述了我这些年对密码方面的一些了解和随想，古典的味道比较浓。
好了，诸位看官，我们开始。
Case 1 达·芬奇密码13-3-2-21-1-1-8-5O Draconian devil !（啊，严酷的魔王！）Oh Lame Saint !（噢，瘸腿的圣徒！）这是畅销小说《达·芬奇密码》里面出现的第一段密码。
在故事中，卢浮宫博物馆馆长被人杀害，临死前用隐写笔在地上写下了这样一段令人费解的文字，其中隐藏了重要的信息。
主角是如何破译这段密码的呢？他通过分析发现开头的“13-3-2-21-1-1-8-5”是解密的关键所在。
将这一串数字从小到大重新排列，得到“1-1-2-3-5-8-13-21”，恰好是数学中著名的斐波那契数列。
这就暗示着，谜题中的文字也是经过乱序排列的。
于是，经过对文字的重新排序，主角得到了明文：Leonardo da Vinci !（莱昂纳多·达·芬奇！）The Mona Lisa !（蒙娜丽莎！）故事在这里终于出现了转机，读者从此开始了惊心动魄的密码之旅。
真是给人一种茅塞顿开的感觉。
当然，这只是浩如烟海的密码世界的一个比较典型的例子。
下面，就让我们切入正题。
Case 2 密码释义使用电脑多了的人，听到“密码”一词总会想到password。
其实在英语中，主要有两种对密码的解释。
一个就是password，还有一个是code。
后者比较不常用一点，不过程序员（coder）对这个词还是有着比较深的感情的（笑）。