《现代密码学》第一章——经典密码学介绍

第一章经典密码学介绍


1.1密码学和现代密码学

 a.现代密码学与古典密码学的区别:

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1.2对称密钥加密的基本设置

a.

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b.加密的语法

密钥产生算法Gen:一种概率算法

加密算法Enc输入密钥k,明文m,输出密文c 记为Enck(m)

解密算法Dec输入密钥k,密文c输出明文m。记为Deck(c)

 

c.Kerckhoffs原则

1)内容:加密方案本身不必保密,唯一需要保密的是通信双方共享的秘密密钥

2)理由:1.与维护算法的保密性相比,通信各方非常容易的维护短小密钥的保密性

                 2.密钥一旦暴露,诚实参与方将非常容易改变密钥而不是替换算法

                 3.一旦多对人员需要加密他们的通信,对参与方而言

 

d.开放密码学设计优势:

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e.攻击场景:


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1.3古典密码(都是唯密文攻击)

a.凯撒密码:移动3个位置

>>密钥空间充分性原则:任何安全的加密方案必须拥有一个能抵御穷举搜索的密钥空间


b.单字母替换

>>一种对移位加密改进的攻击:

pi表示在普通英文文本中第i个字母的概率,则有Σpi2=0.065

qi表示在密文中第i个字母的概率,则有Ij=Σpi*qi+j

Ik=0.065,则得到密钥为k

 

c.多字母移位加密(Vigenere加密)

1)密文中一个单词出现2次或多次,我们可以认为这些距离的最大公约数是周期tt的倍数

2)巧合指数法:若密钥长度为t,说明c1c1+tc1+2t ……是同样的移位加密

则对于序列c1c1+rc1+2r……,若Sr=Σqi2=0.065,则r=t为周期

否则Sr=Σqi2=Σ(1/26)2=0.038

 

d.关于密码设计的经验

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1.4现代密码学的基本原则

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>>如何形式化的描述对称密钥加密所需要的加密方案

如果没有敌手能从密文中计算任何关于明文的函数,则加密方案是安全的

 

>>安全定义的通用形式

如果特定的敌手不能完成特定的攻破,则对给定任务的一个密码学方案是安全的

 

>>规约方法

若给定假设X时正确的,根据给定的定义,构造方案Y是安全的


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