密码学-传统加密技术

传统加密技术

对称密码模型

• 明文 plaintext
• 加密算法 encryption
• 密钥 key
• 密文 cipher
• 解密算法 decryption

传统密码的要求：加密算法足够强，密钥安全

采用对称密码，首要的安全问题是密钥的保密性。

密码学是研究信息的保密和复原保密信息以获取其真实内容的学科。

密码编码学和密码分析学统称密码学。

密码编码学 Cryptography

研究对信息进行编码实现隐蔽信息。

• 转换明文为密文的运算类型

  加密算法的两个原理：代替、置换

• 密钥

  • 对称密码、单钥密码、秘密钥密码、传统密码

    基于计算安全性

  • 非对称密码、双钥密码、公钥密码

    基于可证明安全

• 处理明文的方法

  • 分组密码
  • 流密码

密码分析学和穷举攻击

密码分析学

利用算法的性质、明文的一般特征或某些明密文对

穷举攻击

尝试所有可能密钥，复杂度在可能密钥的一半

算法至少要抵抗已知明文攻击。

已知密文攻击

• CCA1 午餐攻击
• CCA2 凌晨攻击

所有的加密算法都不是无条件安全的，加密算法是计算上安全：

• 破译密文的代价超过加密信息的价值
• 破译密文的时间超过信息的有用期

代替技术

对称密码的两个基本模块：代替、置换

代替指将明文字母替换成其他字母、数字、符号。

单表代替密码

凯撒密码 Caesar

凯撒密码，又称加法密码，属于单表代替密码。

• 加密算法
  c = E ( p , k ) = ( p + k ) m o d    26 c = E(p, k)=(p+k)\mod 26 c=E(p,k)=(p+k)mod26

• 解密算法
  p = D ( c , k ) = ( c − k ) m o d    26 p=D(c,k)=(c-k)\mod 26 p=D(c,k)=(c−k)mod26
  平凡密钥 k = 0 k=0 k=0，密钥空间25。

采样密码

采样密码，又称乘法密码，属于单表代替密码。

• 加密算法
  c = E ( p , k ) = k p m o d    26 c = E(p, k)=kp\mod 26 c=E(p,k)=kpmod26

• 解密算法
  p = D ( c , k ) = k − 1 c m o d    26 p=D(c,k)=k^{-1}c\mod 26 p=