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文章编号:11281 更新时间:2024-03-16 分类:互联网资讯 阅读次数:

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21世纪是科学技术频出的时代。其中,又以密码学尤为一门既古老又年轻的科学。密码学最初用于军事保护及外交。密码技术的最早使用,更可以追溯到人类历史的几千年前。直到1949年,美国数学家发表了本文《保密系统的通信理论》()密码学才真正步入了科学的轨道。香农在本文中,对他本文中所创立的信息论的概念和方法作了进一步发挥,并精辟地阐明了关于密码系统的分析、评价和设计的科学思想,为现代密码学研究与发展奠定了坚实的理论基础,将已有数千年历史的密码技术数学化、理论自洽化——从此,密码学(Cryptology)才真正开天辟地成为了一门科学。香帅克劳伍德·香农(ClaudeShannon)。香帅为密码科学、信息论之父。因笔者为高校在读生学业繁忙的缘故,笔者的更新时间紧迫。尽管笔者再为尽力做到专业仔细,但也难免出现错误及不尽人意之处;因此,欢迎广大知友于评论区、私信等途径广泛留言批评指正。笔者也会及时查看并于互联网上勘误更新,便于广大知友传播、学习和阅读。

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密码学基本概念经典密码学是指秘密书写的科学,密码(Cipher)则是一种秘密书写的方法。将明文(Plaintext)转化为密文(Ciphertext),这种变幻称为加密(Encipherment);而将密文变换为明文的逆过程,则被称之为解密(Decipherment)。加密与解密互为一对逆映射。无论是加密和解密,都要通过密钥(Key)的控制。

加密/解密流程示意图密码学的研究领域可分为密码编码学(Cryptography)和密码分析学(Cryptanalysis)两个分支。前者研究密码的编制问题,后者研究密码的破译问题。密码编码学和密码分析学是密码科学的一体两面,两者呈现辩证的发展关系。二者既为互相对立,又为互相促进和融合发展。

密码编码学对称密码系统主要是对信息提供秘密性保护、防止敌手于信道上进行窃听后产生泄密的防护手段。对称密码系统同时还能保护数据的完整性,检测敌手对数据进行的篡改、伪造和破坏。定义开始之前,让我们先进行推导一个典型的密码编码学实例。一个对称密码系统(Cryptosystem)是一个五元组,。其中:①明文消息空间:表示明文消息的集合;②密文消息空间:表示密文消息的集合;③密钥空间:表示密钥的集合;④加密变换:表示加密变换过程的映射,⑤解密变换:表示解密变换过程的映射,该系统还满足以下条件:对于给定的密钥,均有:同时,由和诱导以下两个变换:综上,这个系统一系列的映射变换过程,就被称之为加密/解密变换。而密码编码学的研究领域,就是研究密码编码(也即加密)、译码(也即解密)的理论及其算法。加密和解密,也即是密码编码学的研究内容。这种密码系统的典型使用环境,依旧是由我们的老朋友ABO组合——通信的发起方Alice、通信的接收方Bob,以及偶尔路过的敌手窃听者Oscar共同组成的:Alice和Bob的基本设定假设Alice想给Bob发送一个消息,那么Alice和Bob则需要事先共享一个密钥;然后Alice用该密钥加密明文消息,得到了密文消息;Alice把该密文消息发送给Bob之后,Bob首先接收到密文消息,随即利用了相同的密钥开始解密密文;最后,Bob成功得到了明文。该过程的参考模型如图所示:密码系统应用参考模型(笔者用红笔勾画出了Oscar对系统进行攻击的场面)于示意图中我们可以看到,敌手Oscar可能会对此通讯过程进行破坏。易得,如果Oscar拥有了密钥,那么他可以实现任何想进行的攻击。因此,在对称密码系统当中,密钥的管理者向来都扮演着非常重要的角色。

密码分析学密码分析学也叫做破译。只有密码分析研究者才能评判密码体制的安全性。而密码分析学的主要任务,是研究加密信息的破译或认证信息的伪造。该领域主要是对密码信息的解析方法进行研究。密码分析者破译或攻击密码的方法,

标签: 密码学数学信息安全

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