密碼技術簡述

Word文檔密碼技術簡述1、密碼技術

什么是密碼技術？

密碼技術是實現(xiàn)信息平安的重要手段。

從傳統(tǒng)意義上來說，討論信息加密和解密的科學與技術被稱為密碼學。

現(xiàn)代密碼技術不僅僅供應信息的加密與解密功能，還能有效地愛護信息的完整性和不行否認性。

1.1古典密碼

（1）古代的密碼技術

密碼技術算是一門古老的技術。早在古羅馬時期，愷撒大帝（公元前100～前44年）就利用密碼技術來愛護重要的軍事情報。

凱撒密碼

凱撒密碼的思想是通過把字母移動肯定的位數(shù)來實現(xiàn)加密和解密。

例如，加密的時候，把一個字母向后移動三位，那么字母C變成了F，字母H變成了K，字母I變成了L，字母N變成了Q，字母A變成了D。于是英語單詞CHINA（中國）就被加密成為FKLQD。

解密的時候，把一個字母向前移動三位即可。于是，F(xiàn)KLQD就被解密成為CHINA。

為了加密和解密便利，可以把26個字母移動后的變化都寫下來：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

（2）近代密碼技術

19世紀后期電報的創(chuàng)造及其在軍事中的廣泛應用極大地富強了密碼技術。這一時期始終持續(xù)到計算機的創(chuàng)造和廣泛應用。

一方面，研制各種電報密碼以確保電報能夠平安牢靠地傳遞；另一方面，分析截獲的密電碼以破解密碼，獵取有價值的信息。

在我們看過的一些諜戰(zhàn)影視劇中，以及一些紀錄片中，或多或少地反映了這個時期的一些密碼技術。

（3）現(xiàn)代密碼技術

其次次世界大戰(zhàn)后，電子計算機的創(chuàng)造并漸漸得到廣泛應用，使得密碼技術發(fā)生了變革。

在具有強大計算力量的電子計算機面前，全部的古典密碼方法都變得不堪一擊。

在電子計算機時代，必需研制并使用新的密碼技術。

到了20世紀70年月，信息數(shù)字化進展趨勢顯著。文本、聲音、圖像和視頻等信息都能轉化成數(shù)字形式，利用計算機來存儲和處理。

如何保證存儲在電子計算機中的數(shù)字文件不被偷看、竊取和篡改，成為了計算機時代密碼學的任務。

現(xiàn)代密碼技術：數(shù)據(jù)加密標準

20世紀70年月，為了解決存儲在電子計算機中的越來越多的數(shù)字信息的加密問題，美國國家標準局于1975年公布了“數(shù)據(jù)加密標準”DES。

DES是第一個被公布出來的數(shù)據(jù)加密標準算法，被美國批準用于非軍事場合的各種政府機構。

現(xiàn)代密碼技術：高級加密標準

數(shù)據(jù)加密標準DES使用20多年，由于它的平安性問題，美國標準技術討論所于1997年公開征集新的數(shù)據(jù)加密標準，被稱為”高級加密標準”AES，用于代替DES。

通過充分討論和篩選，美國標準技術討論在2021年公布高級加密標準AES。

AES目前仍舊是使用最為廣泛的數(shù)據(jù)加密標準之一。

現(xiàn)代密碼技術：信息網絡時代

進入到，信息網絡化時代，密碼技術再次經受變革。密碼學已從傳統(tǒng)的外交、諜報和軍事領域，滲透到人類社會活動的各種領域，進入到一般民眾的日常生活。

如見，在因特網上享受數(shù)字信息服務、網上購物和交易，以及支付和收取賬款，都離不開密碼技術。

現(xiàn)代密碼技術的基本概念

密碼技術包括密碼編碼和密碼分析兩個方面。

密碼編碼是討論加密原理與方法，使消息保密的技術和科學，其目的是掩蓋消息內容。

密碼分析則是討論破譯密碼的原理與方法。

密碼學的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。

現(xiàn)代密碼技術中的常見術語

明文：需要加密的信息。

密文：經過加密后的信息。

密鑰：由數(shù)字、字母或特別符號組成的字符串，用于掌握加密和解密的過程。

實現(xiàn)加密和解密的算法（運算過程）稱為密碼體制或密碼系統(tǒng)，有時就被簡稱為密碼。

再看凱撒密碼

明文：26個字母的各種有意義的組合，例如，英語單詞CHINA。

密文：26個字母的各種可能的組合，例如，F(xiàn)KLQD本身不表示任何意思。

密鑰：每個字母移動的位數(shù)，即3。

分組密碼體制

數(shù)據(jù)加密標注DES和高級加密算法AES，從密碼技術上說，都屬于分組密碼。

分組密碼是指將處理的明文根據(jù)固定的長度進行分組，在固定長度密鑰的掌握下，每次加密或解密一個分組。

一般地，在分組密碼中，加密使用的密鑰和解密使用的密鑰相同。

序列密碼體制

序列密碼體制也被稱為流密碼。

與分組密碼體制不同，序列密碼將待加密的明文看成連續(xù)的字符，然后用相關的密鑰流序列對明文進行加密。密鑰流由種子密鑰（或稱為初始密鑰）通過密鑰流生成器產生。

基于硬件實現(xiàn)的流密碼體制加密速度通常比基于軟件實現(xiàn)分組密碼快。

1.2對稱密碼

（1）對稱密碼體制

在現(xiàn)代密碼學中，假如加密用的密鑰和解密用的密鑰相同（或者通過加密密鑰簡單推出解密密鑰），則該密碼為對稱密碼。

依據(jù)對稱密碼的定義，古典密碼、分組密碼和序列密碼都屬于對稱密碼。

假如張三和李四使用對稱密碼進行保密通信，那么張三和李四必需事先商議?好一個密鑰。

（2）對稱密碼體制的缺點

通信雙方在通信之前必需使用一個平安的信道交換密鑰，而實際上這是不簡單實現(xiàn)的。例如，通信雙方相距很遠。

多個用戶相互通信時密鑰的安排和交換工組更加不便利，即若有n個用戶參加保密通信，則有n(n-1)/2對密鑰需要安排和交換。

對稱密碼不能解決密鑰的安排和交換問題。

1.3公鑰密碼

（1）公鑰密碼思想的產生

在對稱密碼密碼體制中，加密密鑰和解密密鑰的相同性，要求密鑰交換必需在一個平安的信道中進行。

假如可以使得加密密鑰和解密密鑰不相同，通過加密密鑰推出解密密鑰特別困難，并且還能夠保證加密和解密的順當進行，那么就無需一個平安的信道來進行密鑰交換了。

（2）公鑰密碼體制

假如加密密鑰和解密密鑰不相同，并且通過加密密鑰推出解密密鑰特別困難，則密碼為非對稱（公鑰）密碼。

在公鑰密碼中，用于加密的加密密鑰是公開的，稱為公鑰，而用于解密的解密密鑰是保密的，稱為私鑰。通過公鑰想得到私鑰是特別困難的。

1）公鑰私鑰不一樣

2）公鑰公開，用來加密信息

3）私鑰保密，用來解密信息

4）通過公鑰得到私鑰特別困難

（3）公鑰密碼體制的基本思想

現(xiàn)代現(xiàn)代公鑰密碼的思想類似于：市面上有一批鎖子，任何人都可買到，但只有李四有開這批鎖的鑰匙。張三想給李四發(fā)送隱秘信息，張三不需要事先和李四商議?，只要把隱秘放到箱子里并用這種鎖子鎖上箱子，然后再設法把箱子交給李四。李四收到箱子后，只有他自己能打開鎖取出箱子中的隱秘。

（4）常見的公鑰密碼體制

RonaldRivest，AdiShmair和LeonardAdleman在1976年設計的RSA公鑰密碼。

Miller和Koblitz在20世紀80年中期分別提出的橢圓曲線公鑰密碼。

RSA公鑰密碼是目前使用最廣泛的公鑰密碼體制，橢圓曲線公鑰密碼也得到越來越多的應用。

（5）公鑰密碼體制與數(shù)學理論

公鑰密碼體制與數(shù)學理論有親密聯(lián)系，越來越多的深刻數(shù)學理論被應用到密碼技術中。

RSA公鑰密碼與“大整數(shù)分解問題”有親密聯(lián)系。

橢圓曲線密碼體制，顧名思義，與數(shù)學中的“橢圓曲線”有關。

2、Hash函數(shù)、數(shù)字簽名、身份認證

2.1Hash函數(shù)

（1）愛護信息的完整性和不行否認性

信息認證的目的有兩個方面：

一是驗證信息的發(fā)送者是合法的，而不是冒充的，即實體認證，