第一章 密码学概述

第 1 章密码学概述1.1 信息安全Alvin Toffler 在《第三次浪潮》中预言：计算机网络的建立和普及将彻底改变人类生存和生活模式。

信息化以它有别于传统方式的信息获取、存储、处理、传输和使用，给现代社会的正常发展带来了一系列的前所未有的风险和威胁。

传统的一切准则在电子信息环境中如何体现与维护，到现在并没有根本解决，一切都在完善中。

今天，人们一方面享受着信息技术带来的巨大变革，同时也承受着信息被篡改、泄露、伪造的威胁，以及计算机病毒及黑客入侵等安全问题。

信息安全的风险制约着信息的有效使用，并对经济、国防乃至国家的安全构成威胁。

一方面：没有信息安全，就没有完全意义上的国家安全。

另一方面：信息安全还涉及个人权益、企业生存和金融风险防范等。

密码技术和管理是信息安全技术的核心，是实现保密性、完整性、不可否认性的关键。

“ 9.11 事件”后，各国政府纷纷站在国家安全的角度把信息安全列入国家战略。

重视对网络信息和内容传播的监控，更加严格的加固网络安全防线，把信息安全威胁降到最低限度。

2000 年我国开始着力建立自主的公钥基础设施，并陆续启动了信息系统安全等级保护和网络身份认证管理服务体系。

因此，密码学的基本概念和技术已经成为信息科学工作者知识结构中不可或缺的组成部分。

1.2 密码学引论1. 密码学的发展概况密码学是一门既古老又年轻的学科。

自有了战争，就有了加密通信。

交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方的情报而研究各种信息加密技术和密码分析技术。

古代行帮暗语和一些文字游戏等，实际上就是对信息的加密。

这种加密方法通过原始的约定，把需要表达的信息限定在一定的范围内流通。

古典密码主要应用于政治、军事及外交等领域。

电报发明以后，商业方面对密码学的兴趣主要集中在密码本的编制上。

20 世纪初，集中在与机械和电动机械加密的设计和制造上。

进入信息时代，大量敏感信息要通过公共通信设施或计算机网络进行交换，密码学的应用已经不仅仅局限在政治、军事、外交等领域，其商业和社会价值日益显著，并与人们的日常生活紧密相关。

学习密码学的基本原理与应用第一章：密码学的概述密码学是研究如何保护信息安全的学科。

它涉及到加密、解密、认证和数据隐私等多个方面。

密码学的基本原理是通过使用特定算法将信息转换为密文，只有拥有正确密钥的人才能解密并获得原始信息。

密码学在现代社会中广泛应用于电子商务、网络安全、金融交易等领域。

第二章：对称加密与非对称加密对称加密和非对称加密是密码学中常用的两种加密方式。

对称加密使用相同的秘钥进行加密和解密，加密和解密速度较快，但需要确保秘钥的安全性。

非对称加密使用公钥和私钥配对进行加密和解密，加密速度较慢，但更加安全。

这两种加密方式在实际应用中往往结合使用，提供更高的安全性。

第三章：哈希算法与数字签名哈希算法是密码学中常用的一种算法，它将任意长度的输入转换为固定长度的输出。

哈希算法具有不可逆性和唯一性，即无法从哈希值还原出原始数据，并且不同的输入对应不同的哈希值。

哈希算法在数字签名中扮演重要角色，通过对原始数据进行哈希运算，并使用私钥对哈希值进行加密，生成数字签名。

其他人可以使用公钥验证数字签名的合法性，确保数据的完整性和真实性。

第四章：密码学的应用密码学在现代社会中具有广泛的应用。

在电子商务中，密码学可以确保用户的支付信息和个人信息不被泄露。

在金融交易中，密码学可以保护交易的机密性和完整性，防止欺诈行为。

在网络安全领域，密码学可以加密通信数据，防止被黑客窃取或篡改。

此外，密码学还应用于身份验证、数字证书、数字货币等领域，保障信息的安全性和可信度。

第五章：密码学的发展趋势随着技术的不断演进，密码学也在不断发展。

传统的密码学算法逐渐暴露出一些弱点，比如计算机的高运算能力可能破解某些加密算法。

因此，人们正在研究和设计更加安全和可靠的密码学算法。

量子密码学作为一种新兴的密码学技术，利用量子力学的原理来保护信息的安全性，具有抗量子计算攻击的特点。

未来，密码学将继续发展，为信息安全提供更好的保护。

第六章：结语密码学是保障信息安全的重要工具，它的基本原理和应用涵盖了对称加密、非对称加密、哈希算法和数字签名等多个方面。

密码学与信息安全技术研究第一章概述密码学是研究如何保护通信内容的学科，它解决各种通信环境中信息保密的方法和技术。

信息安全技术是保障信息安全的技术手段，与密码学密不可分。

在现代社会中，信息安全日益重要，而密码学和信息安全技术就成为了保障信息安全的重要工具。

第二章密码学2.1 对称密码与非对称密码对称密码是指发送和接收方使用同一个密钥来进行加/解密的方式，这种方式的优点是加密和解密速度快，但由于使用相同的密钥，如果密钥泄漏，就会导致安全问题。

因此，现代密码学中更常用的是非对称密码，它使用公钥和私钥，加密和解密使用不同的密钥，公钥是公开的，私钥只有接收方知道，这种方式的安全性更高。

2.2 哈希算法哈希算法是一种从任意数据中创建固定大小摘要的技术，在密码学中被广泛应用于数字签名和数据完整性验证等方面。

哈希算法具有不可逆性、唯一性和高速性等特点。

2.3 数字签名数字签名是一种特殊的加密技术，用于验证文档的完整性和认证文档的发送者。

数字签名基于公钥加密技术，能够在不泄漏私钥的情况下进行文档签名，从而保证了文档的完整性和真实性。

第三章信息安全技术3.1 认证和授权认证和授权是信息安全体系中的重要组成部分，它能够确保只有授权的用户才能访问敏感信息。

常见的认证和授权技术包括密码认证、生物识别认证和访问控制等。

3.2 防火墙技术防火墙技术是进行网络安全防护的一种常见技术，它能够防范外来攻击、病毒和恶意软件等威胁，从而保障网络安全和信息安全。

3.3 安全存储技术安全存储技术是指在存储敏感信息时采用加密、验证和控制机制等手段，确保数据安全。

它主要包括数据备份、数据恢复和数据加/解密等方面。

第四章应用4.1 电子商务电子商务是今天的主流商业模式之一，它非常注重信息安全和保密。

密码学和信息安全技术在电子商务中发挥了不可替代的作用，可以对交易过程、交易数据和个人隐私进行有效的保护。

4.2 云计算云计算是一种新型的计算模式，它能够实现大规模数据的共享和处理。

密码学在信息安全中的重要性和应用第一章密码学概述密码学，是研究保护信息安全的技术之一。

它涵盖了许多领域，包括加密算法、解密算法、密码分析等。

在现代信息化社会，各种信息形式的增多以及数字化的加速使得我们对信息安全的需求越来越高，而密码学作为一种强有力的保护手段，在信息安全中的地位越来越重要。

第二章密码学的基本原理密码学的基本原理是通过一定的加密算法将明文转换成密文，以达到保护信息安全的目的。

密码学的基本原理包含了两个方面，分别是加密算法和解密算法。

加密算法旨在将明文进行加密，将其转换为不易被理解的形式。

加密算法主要包括对称密钥加密和公钥加密两种。

对称密钥加密指加密和解密都使用同一个密钥，而公钥加密则需要使用两个不同的密钥，一个公钥用于加密，一个私钥用于解密。

解密算法是指将密文恢复为明文的过程。

解密算法需要使用相应的密钥才能进行解密操作。

通常情况下，密钥只有合法的用户才能获得，这避免了非法用户的访问。

第三章密码学的应用密码学已经应用于各个领域，如银行、保险、电子商务、通信等。

下面我们简单介绍密码学在这些领域中的应用。

1. 银行：密码学在银行领域中被广泛应用。

比如，使用密码学技术来保护银行网络和网银系统，加密银行交易信息和个人隐私信息等。

2. 保险：保险行业使用密码学使得保险文档得到保护，产品信息安全保障，为客户提供加密数据存储和传输的保障。

3. 电子商务：电子商务领域也使用密码学技术来确保网站和数据的安全。

例如，使用SSL证书对网站进行保护以确保数据传输的安全，以及跟踪和记录用户的操作打印日志。

4. 通信：密码学技术在通信领域中的应用也很广泛，比如，通过 VPN 连接，加密移动通信等。

第四章密码学的未来随着技术的不断进步，密码学的应用将更加广泛和深入。

在未来，密码学将在物联网和云计算领域中得到更广泛的应用。

未来，人们对于私人信息和数据的需求将越来越高，像密码学这样的保护手段也必将随之提高。

总结密码学在信息安全中的重要性不言而喻。

3.1密码学概述密码学（Cryptology）是一门古老的学科，是研究如何隐密地传递信息的学科。

在现代特别指对信息以及其传输的数学性研究，常被认为是数学和计算机科学的分支，和信息论也密切相关。

著名的密码学者Ronald L. Rivest解释道：“密码学是关于如何在敌人存在的环境中通讯”，自工程学的角度，这相当于密码学与纯数学的异同。

密码学是信息安全等相关议题（如认证、访问控制）的核心。

密码学的首要目的是隐藏讯息的涵义，并不是隐藏讯息的存在。

大概自人类社会出现战争便产生了密码，以后逐渐形成一门独立的学科。

在密码学形成和发展的历程中，科学技术的发展和战争的刺激都起了积极的推动作用。

电子计算机一出现便被用于密码破译，使密码进入电子时代。

1949年香农（C.D.Shannon）发表了《保密系统的通信理论》的著名论文，把密码学置于坚实的数学基础之上，标志着密码学作为一门科学的形成；1976年W.Diffie和M.Hellman提出公开密钥密码，从此开创了一个密码新时代；1977年美国联邦政府颁布数据加密标准（DES），这是密码史上的一个创举；1994年美国联邦政府颁布密钥托管加密标准（EES）；1994年美国联邦政府颁布数字签名标准（DSS）；2001年美国联邦政府颁布高级加密标准（AES）……这些都是密码发展史上一个个重要的里程碑。

在计算机出现之前，密码学只考虑到信息的机密性（confidentiality）：即如何将可理解的信息转换成难以理解的信息，并且使得有秘密信息的人能够逆向恢复，但缺乏秘密信息的拦截者或窃听者则无法解读。

近数十年来，这个领域已经扩展到涵盖身份认证（或称鉴别）、信息完整性检查、数字签名、互动证明、安全多方计算等各类技术。

3.1.1密码学基本概念密码学主要包括两个分支，即密码学（cryptology）和密码分析学（cryptanalytics）。

密码学是对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学问，密码分析学是研究分析破译密码的学问。