第2章 传统密码系统

《第2章 传统密码系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、密码学基础赵海燕zhaohaiyan@ccniit.com第2章　传统密码系统§2-1隐写术隐写术隐藏消息的存在密码编码学隐藏消息的含义代替换位水洗尘埃道未甞，甘于名利两相忘。心怀六洞丹霞客，口诵三清紫府章。十里采莲歌达旦，一轮明月桂飘香。日高公子还相觅，见得山中好酒浆。洗尘埃道未甞于名利两相忘怀六洞丹霞客诵三清紫府章里采莲歌达旦轮明月桂飘香高公子还相觅得山中好酒浆藏头拆字诗牛郎织女会佳期下弹琴又赋诗静惟闻钟鼓響停始觉星斗移少黄冠归道观幾而作尽忘机时得到桃源洞彼仙人下象棋牛郎织女会佳期，月下弹琴又赋诗。寺静惟闻钟鼓響，音停始觉星

2、斗移。多少黄冠归道观，见幾而作尽忘机。几时得到桃源洞，同彼仙人下象棋。王先生：来信收悉，你的盛情真是难以报答。我已在昨天抵达广州。秋雨连绵，每天需备伞一把方能上街，苦矣。大约本月中旬我才能返回，届时再见。王先生：来信收悉，你的盛情真是难以报答。我已在昨天抵达广州。秋雨连绵，每天需备伞一把方能上街，苦矣。大约本月中旬我才能返回，届时再见。网格式密码传统信息隐藏和现代高技术手法的结合现代信息隐藏技术－数字水印人类贯穿未来战争与和平的智慧大较量信息隐藏技术隐写术的优点☆能够被某些人使用而不容易被发现他们间在进行秘密通信☆加密则很容易被发现谁

3、与谁在进行秘密通信，这种发现本身可能具有某种意义或作用隐写术的缺点☆形式简单但构造费时，要求有大量的开销来隐藏相对较少的信息☆一旦该系统的构造方法被发现，就会变得完全没有价值☆隐写术一般无稳健性§2-2代替明文中的字母由其他字母、数字或符号所取代的一种方法具体的代替方案称之为密钥。代替密码体制加密：解密：著名的Caesar密码举例设明文为：China，对应的数字为：278130。加密:C：对应着字母F；h：对应着字母K；i：对应着字母L；n：对应着字母Q；a：对应着字母D。所以明文“China”基于Caesar密码被加密为“FKLQD

4、”。解密：F：对应着C；K：对应着H；L：对应着I；Q：对应着N；D：对应着A。即“FKLQD”经Caesar密码解密恢复为“CHINA”(不区分大小写)Caesar密码的特点属于单字母简单替换密码已知加密与解密算法：C=E(P)=(P+3)mod26P=D(C)=(C-3)mod26明文语言集已知且易于识别结构过于简单易被蛮力（穷举搜索）攻击方法分析练习：请用穷举搜索法，破译如下用移位密码加密的密文。IXEVZUMXGVNEOYBKXEOTZKXKYZOTM动手试试请看我的代替密码的实现方法分类单表代替密码使用密钥的单表代替加密仿射

5、加密多表代替密码Playfair密码Hill密码Vigenere密码使用密钥的单表代替加密设密钥为：spectacular。明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ对应的密文：spectaulrbdfghijkmnoqvwxyz如果明文为“China”，则对应的密文为：elrhs练习：设密钥为：key。加密明文“cipher”得到的结果是什么？动手试试请看我的仿射加密加密：解密：仿射加密要求，,故密钥空间大小为:当k1=1时为通用Caesar变换（移位密码），如果同时k2=3，则为Caesar变换仿射加密仿射加密的例

6、子密钥：　　　　，7-1(mod26)=15加密函数：解密函数：设明文：China,首先转换为数字：2,7,8,13,0加密：“China”经仿射加密变换成“RAHQD”解密：原始消息“China”得到恢复单表代替密码的特点：密钥量很小，不能抵抗穷尽搜索攻击没有将明文字母出现的概率掩藏起来，很容易受到频率分析的攻击汉语在加密方面的特性优于英语频率分析攻击常见的三字母组合：THE、ING、AND、HER、ERE、ENT、THA、NTH、WAS、ETH、FOR、DTH等。常见的双字母组合：TH、HE、IN、ER、RE、AN、ON、EN、A

7、T；频率分析攻击的一般方法：第一步：对密文中出现的各个字母进行出现的频率统计第二步：根据密文中出现的各个字母的频率，和英语字母标准频率进行对比分析，做出假设，推论加密所用的公式第三步：证实上述假设或继续作其他假设一般单表代替密码频率分析攻击案例《福尔摩斯探案》——跳舞的小人《金甲虫》爱伦·坡Playfair密码基于一个5×5字母矩阵该矩阵使用一个关键词（密钥）来构造构造方法：从左至右，从上至下依次填入关键词的字母（去除重复的字母），然后再以字母表顺序依次填入其他的字母。字母I和J被算作一个字母。加密方法：P1、P2同行：对应的C1和C

8、2分别是紧靠P1、P2右端的字母。其中第一列被看作是最后一列的右方。（解密时反向）P1、P2同列：对应的C1和C2分别是紧靠P1、P2下方的字母。其中第一行看作是最后一行的下方。（解密时反向）P1、P2不同行、不同列：C