信息安全導(dǎo)論（以問題為導(dǎo)向） 課件 02 古典密碼-第二部分

古典密碼（2）-ClassicalEncryptionTechniques1教學(xué)視頻、國家級一流在線課程鏈接：/course/FUDAN-12063578113.對稱密鑰密碼的理論標(biāo)桿

2回顧：Vigenère的安全性分析havemultipleciphertextlettersforeachplaintextletterhenceletterfrequenciesareobscuredbutnottotallylostTheultimatedefenceagainstsuchacryptanalysisistochooseakeywordthatisaslongastheplaintextandhasno

statisticalrelationshiptoitAT&T,Vernamcipher3一次一密，One-TimePad如果密鑰和消息一樣長，且真正隨機(jī)，那么該密碼無條件安全。1918年，GillbertVernam提出密鑰與明文一樣長并且沒有統(tǒng)計(jì)關(guān)系的密鑰內(nèi)容，算法表述采用二進(jìn)制數(shù)據(jù):申請了專利Ci=Pi⊕KiPi=Ci⊕Ki4G.Vernam19185Ci=Pi⊕KiPi=Ci⊕KiShannon在他的1949年發(fā)表的經(jīng)典論文中已經(jīng)證明了一次一密的無條件安全性密鑰的分發(fā)是大問題，實(shí)用價(jià)值較弱ClaudeShannon信息論之父,84高齡去世,2001年1948年發(fā)表《AMathematicalTheoryofCommunication》奠定了現(xiàn)代信息論的基礎(chǔ)1949年，《CommunicationTheoryofSecrecySystems》(保密系統(tǒng)的通信理論)提出了保密系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、隨機(jī)密碼、完善保密性等重要概念它的意義是使保密通信由藝術(shù)變成科學(xué)64.簡單的置換密碼

7置換密碼重新排列明文字母，達(dá)到信息加密的目的與替代密碼不同的是，原來明文中的字母同樣出現(xiàn)在密文中，順序打亂。古典的置換密碼例子：8RailFence密碼明文：meetmeafterthetogaparty順序打亂（本來應(yīng)該從左向右橫向?qū)?，現(xiàn)在是先縱向?qū)憙蓚€(gè)字母，再橫向?qū)懀?mematrhtgpryetefeteoaat密文：MEMATRHTGPRYETEFETEOAAT9行置換密碼略復(fù)雜的例子Key:4312567Plaintext:attackpostponeduntiltwoamxyzCiphertext:TTNAAPTMTSUOAODWCOIXKNLYPETZ

10乘積密碼單次替代或置換方法構(gòu)造密碼技術(shù)并不安全因此考慮連續(xù)多次使用簡單的加密方法可以構(gòu)造更強(qiáng)的密碼：

兩次替代構(gòu)成一個(gè)更復(fù)雜的替代密碼兩次置換構(gòu)成一個(gè)更復(fù)雜的置換密碼替代與置換的疊加同樣……通向現(xiàn)代密碼技術(shù)的基本道路115.轉(zhuǎn)子機(jī)（RotorMachines）

－代表古典密碼最高峰的作品

12轉(zhuǎn)子機(jī)現(xiàn)代密碼出現(xiàn)前,轉(zhuǎn)子機(jī)是一種典型的乘積密碼-古典密碼的高峰非常普遍應(yīng)用于WW2德國Enigma,盟軍Hagelin,日本Purple非常復(fù)雜的多輪替代技術(shù)3個(gè)轉(zhuǎn)盤有：263=17576個(gè)密鑰13Enigma14Enigma-Rotors15Enigma16古典隱寫術(shù)藏頭詩隱形墨水……特點(diǎn)：大量冗余的信息隱藏相對很少的信息量17現(xiàn)代隱寫術(shù)的變遷數(shù)字化編碼后的多媒體信息：如圖像、聲音、視頻，甚至文本信息，對于人類的視覺、聽覺感知系統(tǒng)，都或多或少存在著一些冗余空間，而利用這些冗余空間，就可以進(jìn)行信息的秘密傳遞，同時(shí)不影響載體的視覺或聽覺效果，因此就可以實(shí)現(xiàn)信息的隱蔽傳遞。18信息隱藏技術(shù)偽裝式保密通信數(shù)字水印19偽裝式保密通信目前在這一研究領(lǐng)域中主要研究在圖像、視頻、聲音以及文本中隱藏信息。如：在一幅普通圖像中隱藏一幅機(jī)密圖像。在一段普通談話中隱藏一段機(jī)密談話或各種數(shù)據(jù)。在一段視頻流中隱藏各種信息等。文本中的冗余空間比較小，但利用文本的一些特點(diǎn)也可以隱藏一些