序列密码
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分组密码和序列密码
分组密码和序列密码是两种常见的对称密码算法。
分组密码是将明文分成固定长度的组(通常为64位或128位),然后对每一组进行加密操作,最终得到密文。
其中最常见的分组密码算法是DES和AES。
序列密码是按照明文或密文的顺序逐个加密或解密。
序列密码算法没有固定的分组长度,而是
根据算法规定的步骤对每个字符或比特进行处理。
最常见的序列密码算法是RC4和Salsa20。
分组密码和序列密码的主要区别在于加密的方式。
分组密码将明文分组加密,而序列密码是逐
个字符或比特加密。
这导致了两者在速度和安全性方面的差异。
分组密码通常比序列密码更安全,因为每个分组的长度固定,使得密码算法能更好地控制和混
淆数据。
而序列密码由于处理的单位是逐个字符或比特,容易受到统计分析等攻击。
然而,序列密码在某些特定的应用场景下具有优势。
由于可以逐个加密或解密,序列密码通常
具有更高的效率,适用于数据流传输和实时加密等场景。
总的来说,分组密码和序列密码都有自己的适用范围和优势,选择哪种密码算法取决于具体的应用需求和安全要求。
序列密码序列密码引⾔序列密码⼜称流密码,它是将明⽂串逐位地加密成密⽂字符。
并有实现简单、速度快、错误传播少等特点。
密码按加密形式可分为:分组密码序列密码密码按密钥分为:对称密码(私钥密码)⾮对称密码(公钥密码)1. 加解密算法明⽂序列:m=m1m2……mn……密钥序列:k=k1k2……kn……加密:ci=mi+ki,i=1,2,3,……解密:mi=ci+ki,i=1,2,3,……注:+模2加,0+0=0,0+1=1,1+0=1,1+1=0例 m=101110011,c=m+k=111000110,m=c+k=101110011.1949年,Shannon证明了“⼀次⼀密”密码体制是绝对安全的。
如果序列密码使⽤的密钥是真正随机产⽣的,与消息流长度相同,则是“⼀次⼀密”体制。
但缺点是密钥长度要求与明⽂长度相同,现实情况中不可能实现,故现实中常采⽤较短的种⼦密钥,利⽤密钥序列⽣成器产⽣⼀个伪随机序列。
序列密码的原理分组密码与序列密码都属于对称密码,但两者有较⼤的不同:1. 分组密码将明⽂分组加密,序列密码处理的明⽂长度为1bit;2. 分组密码算法的关键是加密算法,序列密码算法的关键是密钥序列⽣成器。
3. 序列密码分类同步序列密码密钥序列的产⽣仅由密钥源及密钥序列⽣成器决定,与明⽂消息和密⽂消息⽆关,称为同步序列密码。
缺点:如果传输过程中密⽂位被插⼊或删除,则接收⽅与放送⽅之间产⽣了失步,解密即失败。
⾃动同步序列密码密钥序列的产⽣由密钥源、密钥序列⽣成器及固定⼤⼩的以往密⽂位决定,称为⾃同步序列密码(⾮同步密码)。
优点:如果密⽂位被删除或插⼊时,可以再失去同步⼀段时间后,⾃动重新恢复正确解密,只是⼀些固定长度的密⽂⽆法解密。
4. 密钥序列⽣成器的要求(key generation)种⼦密钥k的长度⾜够⼤,⼀般128bit以上,防⽌被穷举攻击;密钥序列{ki}具有极⼤的周期性现代密码机数据率⾼达10^8 bit/s,如果10年内不使⽤周期重复的{ki},则要求{ki}的周期T>=3*106或255;良好的统计特征。
旺旺:旺我旺:能我过能软过软考考主要内容序列密码的基本概念 序列密码的分类 线性移位寄存器序列 线性移位寄存器的输出序列求解旺旺:我能过软考序列密码的基本概念版权所有:我能过软考香农证明了“一次一密”不可破解。
用序列密码模仿“一次一密”密码。
为了安全,序列密码应使用尽可能长的密钥,但是,长密钥的存储、分配存在困难。
设计一个好的密钥序列产生算法,利用较短的种子密钥,产生长的密钥序列。
作为核心密码的主流密码3 旺旺:我能过软考序列密码的分类 同步序列密码自同步序列密码 1)同步序列密码 密钥序列产生算法与明密文无关 产生的密钥序列和明密文无关 在通信中,通信双方必须保持精确的同步 不存在错误传播版权所有:我能过软考输出反馈模式OFB4 旺旺:我能过软考同步序列密码的失步分析版权所有:我能过软考设密c=c1, c2, c4, c5…., cn-1, cn文⊕ k=k1, k2, k3, k4…., cn-1, cn失 步m=m1,m2, X,X…., X, X 可以检测插入、删除、重播等主动攻击(c3 丢失) (密钥正确)5 旺旺:我能过软考同步序列密码错误传播分析版权所有:我能过软考c=c1, c2, c3, c4…., cn-1, cn ⊕ k=k1, k2, k3,k4…., cn-1, cnm=m1,m2,X,m4 …,mn-1 ,mn-1 不存在错误传播(c3 错误) (密钥正确)6 旺旺:我能过软考自同步序列密码错误传播分析版权所有:我能过软考 ci错误只影响n个密钥,导致n位错误,有限的错误传播 同步丢失,会影响n位解密,然后重新建立同步, 如: 电视信号、手机通信 难于检测出主动攻击7 旺旺:我能过软考线性移位寄存器序列 1、移位寄存器如果反馈函数f(S0、 S1 、 … 、 Sn-1)是线性函数,则 称移位寄存器为线性移位寄存器;否则,称为非线性 移位寄存器。
现代密码学第二讲-----密码学历史、序列密码郑东2.1.古典密码密码学的历史已有4000多年 古埃及人曾把象形文字写在石碑上2.1.1Caesar Cipher-恺撒密码 2千年前,Julius Ceasar 使用了一种简单的替换密码-——后被人称为恺撒密码(Caesar cipher ) 首先被应用于军事上(cf Gallic Wars ) 替换方法,每个字母用其后的第三个字母替换eg. L FDPH L VDZ L FRQTXHUHG -> I CAME I SAW I CONQUERED Caesar cipher 可以描述如下:Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 练习解密"RPQLD JDOOLD HVW GLYLVD LQ SDUWHV WUHV"2.1.2.恺撒密码的一般形式 一般形式,可以把Caesar cipher 中字母移动的位数由3变为1-25中的任何一个可以指定一个密钥字母作为字母A 的密文。
例如:密钥字母F 表示:A F,B —G, ... Y —D, Z —E 即每个字母移动5位共有26种可能的密码算法(25种可用)2.1.3.混合单码替换密码 不仅仅是移位变换每个字母可以用其它任何一个字母替换(不能重复) 每个字母可以随机的映射到其它一个 因此密钥长度是26个字母单字母替换密码(Monoalphabetic Substitution Cipher )例如:明文: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 密文: DKVQFIBJWPESCXHTMYAUOLRGZN Plaintext: IFWEWISHTOREPLACELETTERS Ciphertext: WIRFRWAJUHYFTSDVFSFUUFYA2.1.4.简单的单码替换密码 混合单码密码有26个字母长的密钥 需要一种简单方法指定密钥有多种方法,一种简单方法是写没有重复字母的“密钥字”,其它字母按顺序写在密钥字最后字母后面例如,给定密钥字"JULIUSCAESAR" Plain:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Cipher:JULISCAERTVWXYZBDFGHKMNOPQ2.1.5单码替换密码历史 不同种类的替换密码用在政府和军事上 频率攻击方法由阿拉伯科学家提出 最早的攻击描述:"A Manuscript on Deciphering Cryptographic Messages", published in the 9th century2.1.6. Vigenère Cipher Blaise de Vigen ère 发明了多字母替换密码(polyalphabetic substitution cipher ) 使用多个单字母替换表因此一个字母可以被多个字母替换 方法,用一个密钥选择对每个字母使用哪个字母表密钥的第I 个字母表示使用第ith 个字母表 依次使用每个字母表当密钥的字母使用完后,在从头开始2.1.7. Vigenère Example 例:写出明文在明文下重复写出密钥字依次使用每个字母作为caesar cipher 的密钥 加密对应的明文字母PlaintextTHISPROCESSCANALSOBEEXPRESSED Keyword CIPHERCIPHERCIPHERCIPHERCIPHE Plaintext VPXZTIQKTZWTCVPSWFDMTETIGAHLH2.1.8 Vigenère Example (续) C -> CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB I -> IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGH P -> PQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNO H -> HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFG E -> EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD R -> RSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZto map the above plaintext letters. ‘T' uses key 'C' maps to 'V' ‘H' uses key 'I' maps to 'P' ‘I' ises key 'P' maps to 'X'etc2.1.9 Vigenère Cipher 的历史 可以看出,越安全的密码使用起来越复杂 因此,在有些场合还可以看到单码替换密码 使得vigen ère cipher 逐渐被各国使用 1854年,首次被Charles Babbage 攻破,但没有公开Friedrich Kasiski 于1863年攻破并发表 此密码的各种变形被沿用到20世纪2.1.10 Ciphers Machines 1--1 为了简化加密/解密过程,导致密码设备出现 Jefferson cylinder , 1790s 被研制成功,包含36个圆盘,每个圆盘有个随机字母表1920年还被美国军队使用2.1.11 Ciphers Machines 1--2 Wheatstone disc , by Wadsworth in 18172.1.12. Ciphers Machines随着密码技术的提高,要求有更高级的密码装置高级密码装置可以实现更复杂的密码这些装置在二战时期广泛使用例:the German Enigma,the Swedish Hagelin (below)and the Japanese Purple2.1.1puters and Cryptography现代电子系统与计算机能够实现更复杂的密码系统70年代中期, 首次出现了现代分组密码—DES 70年代末, 公钥密码学问世直到今天,我们使用的密码学系统参考文献:《密码传奇-从军事隐语到电子芯片》上海译文出版社2.2 序列密码流密码(也称序列密码):将被加密的消息m 分成连续的符号(一般为比特串),m=m 1m 2m 3……;然后使用密钥流k=k 1k 2k 3……中的第i 个元素k i 对m的第i 个元素m i 执行加密变换,i =1,2,3,……;所有的加密输出连接在一起就构成了对m 执行加密后的密文。
【密码学】序列密码序列密码就是对密⽂进⾏逐⼀的加密或者解密和分组密码⽐起来,分组密码是⼀组⼀组加密,序列密码就是逐个加密序列密码的安全性能主要取决于密钥流或者密钥流产⽣器的特性。
优点:实现简单、加密和解密速度快、安全性能较好、没有或少有差错传播序列密码的基本结构1.同步序列密码 同步序列密码的原理: 种⼦密钥k经过由安全信道传送给收、发双⽅后,由密钥流产⽣器⽣成加密和解密所需要的密钥流,⽽加、解密本⾝就是简单的模2加法运算。
同步序列密码的特点: ①密钥流仅仅依赖于种⼦密钥和密钥流产⽣器的结构,⽽与明⽂流(或密⽂流)⽆关。
②如果密钥流完全随机产⽣且长度⾄少和明⽂流⼀样长,则可实现绝对安全的“⼀次⼀密”。
但实际上,这很难做到。
③⽆差错传播。
因为密钥流独⽴于密⽂流,所以⼀个密⽂的传输错误不会影响下⼀个密⽂的解密。
④为了保障接收端能够正确解密,要求收、发双⽅必须严格同步。
2.⾃同步序列密码 ⾃同步序列密码的简介: 与同步序列密码需要收、发双⽅严格同步不同,⾃同步序列密码能够依靠⾃⾝的能⼒“⾃动地”实现收、发双⽅的同步,因⽽是⼀种不需要外部同步的序列密码系统。
⾃同步序列密码的特点: ①密钥流不仅依赖于种⼦密钥和密钥流产⽣器的结构,还与密⽂流(或明⽂流)有关。
初始向量IV在这⾥相当于初始密⽂的作⽤,要求收、发双⽅必须相同。
②⾃同步。
解密只取决于先前特定数量的密⽂字符,因此,即使出现删除、插⼊等⾮法攻击,收⽅最终都能够⾃动重建同步解密,因⽽收、发双⽅不再需要外部同步。
③有差错传播。
因为密钥流与密⽂流有关,所以⼀个密⽂的传输错误会影响下⾯有限个密⽂的解密。
密钥流产⽣器密钥流产⽣器是决定序列密码安全性能的主要因素,因⽽线性反馈寄存器是密钥流产⽣器最基本也是最重要的部件。
1.线性反馈移位寄存器定义:如果将移位寄存器的某些级的输出通过异或(模2加)运算函数运算后反馈回它的第⼀级输⼊端,便构成了线性反馈移位寄存器。
序列密码特点
嘿,朋友们!今天咱来聊聊序列密码的特点,这可超级有意思哦!
序列密码就像是一个神秘的密码守护者。
你知道吗,它的速度那叫一个快啊!比如说,当我们要紧急传递一份重要信息时,序列密码就能在眨眼间完成加密,就好像短跑运动员“嗖”的一下就冲出去了,迅速而高效。
而且啊,序列密码的安全性也很高呢!它就像一个坚固的堡垒,把我们的信息牢牢保护起来。
比如说信息是宝藏,序列密码就是守护宝藏的强大卫士,任何试图攻破它的人都得费好大一番功夫。
还有哦,序列密码的实现相对简单。
这可不像解复杂的谜题,它就如同我们日常生活中的小事,轻松就能搞定。
想象一下,不用花费大量的精力和时间,就能让我们的信息变得安全,多棒啊!
序列密码还很灵活呢,就像一个能随时变形的小精灵。
我们可以根据不同的需求和场景来调整它,多厉害呀。
比如说我们换个地方或者换种方式沟通,序列密码都能马上适应,一点都不“矫情”。
它还特别可靠,就像一位忠实的朋友。
无论何时何地,只要我们需要,
它就会在那,稳稳地保障我们的信息安全。
所以啊,序列密码真的是超棒的!有了它,我们的信息就能得到很好的
保护,我们也能更加安心啦!不是吗?
总之,序列密码有着快速、安全、简单、灵活、可靠这些超厉害的特点,让我们的信息世界变得更加美好和安全。
它绝对是我们在信息时代的好伙伴!。
同步序列密码和自同步序列密码
同步序列密码和自同步序列密码是两种常见的序列密码加密算法。
同步序列密码是一种基于位流的加密算法,其加密和解密过程都是基于一个密钥流生成的。
密钥流是由一个伪随机数生成器生成的,该生成器使用一个与密钥相关的算法生成伪随机数。
在加密过程中,密钥流中的每个位都被用来加密明文中的对应位。
解密过程则是通过使用相同的密钥流和相同的算法来还原原始明文。
自同步序列密码是一种基于字节的加密算法,其加密和解密过程也是基于一个密钥流生成的。
与同步序列密码不同的是,自同步序列密码的密钥流是由一个可预测的算法生成的,而不是完全随机的。
在加密过程中,每个明文字节被分成多个位,然后根据密钥流中的位进行加密。
解密过程则是通过使用相同的密钥流和相同的算法来还原原始明文字节。
总的来说,同步序列密码和自同步序列密码都是基于密钥流的加密算法,但它们的生成方式和应用场景略有不同。
同步序列密码更适合于对大量数据进行加密,而自同步序列密码则更适合于对少量数据进行加密。