密碼學是信息安全技術的核心
在當前的網絡環境下,信息安全體系是保證信息安全的關鍵,本篇文章所講的主要是密碼技術,這是對計算機信息進行保護的最實用和最可靠的方法。
密碼學發展的簡史
古代加密技術
近代加密技術 ?應用于美國獨立戰爭、美國內戰和兩次世界大戰
German Enigma 密碼機
1949年,Shannon發表《保密系統的通信理論》
1977年美國頒布數據加密標準(DES)
1976年,迪菲(Diffie)和赫爾曼(Hellman)建立公鑰密碼系統的新概念
數據加密
對原來是明文的文件或者數據按某種算法進行處理,使其成為不可讀的數據(密文)。
密文只有在輸入密鑰之后,經過相應的解密算法之后,恢復成原來的明文。
即使有人通過截獲得到了數據的密文,但是沒有相應的密鑰,也無法得到明文,無法理解其中的含義。
加密解密通訊模型
密碼學的基本概念
密碼學(Cryptography):基本思想是偽裝信息,使局外人不能理解它的真實含義,而局內人卻能夠理解偽裝信息的基本含義。
明文(Plaintext):源信息。
密文(Ciphertext):經過偽裝后的信息。
加密(Encrypt):把明文轉換為密文的過程。
解密(Decrypt):把密文轉換為明文的過程。
密鑰(Key):由數字、字母或特殊符號組成的字符串,可以控制加密和解密的過程。
常用密碼分類
對稱式密碼
加密密鑰 = 解密密鑰
非對稱式
密碼加密密鑰 ≠ 解密密鑰
對稱式加密與非對稱式加密技術
對稱式加密技術:加密和解密使用同一個密鑰,也叫單鑰密碼。
非對稱式加密技術:加密和解密所使用的密鑰不同,也叫雙鑰密碼。
密碼的分類
流密碼 Stream Cipher
序列密碼塊密碼 Block Cipher
理論上保密的密碼:不管獲取多少密文和多大的計算能力,對明文始終不能得到唯一解的密碼。一次一密是理論上保密的。
實際上保密的密碼:在現有客觀條件下,無法通過計算來確定唯一解的密碼。
經典密碼技術
單表換字式
構造一個明密字母表,用明密字母表中的密文字母代替明文字母。
例如:
m, ? m2, ? m3, ? m4, …………..明文
| ? ?| ? ? | ? ? |
c, ? c2, ? c3, ? c4, …………. 密文
凱撒密碼
加密:i+k = j (mod n)
解謎:j- k = i (mod n)
例:k = 3, n = 26
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
defghijklmnopqrstuvwxyzabc
多表換字式:Vigenere 密碼


簡單異或加密
異或運算的規律
a ^ a = 0
a ^ b ^ b = a

一次密碼本
一次密碼本:真隨機密鑰字母集,比要加密的消息長。
發送者和接收者具有相同的密碼本,發送者加密后銷毀密碼。
僅用在安全性特別高的領域,可以對抗任意強大的計算機的攻擊。