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![[课件]第2讲 密码学的基本概念和理论基础PPT](https://img.taocdn.com/s1/m/c96e9c1b376baf1ffc4fadc0.png)
现代密码学第四讲密码学发展简史信息与软件工程学院密码学发展时间轴远古以来1800年1949年1976年1994年2000年以后古代密码近代密码现代密码古典密码现代密码I现代密码II 现代密码III第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望古代密码•时间区域：从由人类以来到1800年•密码设计与分析被当作一门艺术•这一时期的密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不是靠推理证明•数据的保密基于加密算法的保密•密码工作者多为语言学家、猜谜高手等古代密码（续）•著名密码算法：•500 B.C.，古斯巴达“天书”密码（置换密码）•205-123 B.C.，古希腊人棋盘密码（代替密码）•50 B.C.，古罗马恺撒密码（代替密码）•16世纪，维吉尼亚（Vigenère）的密码（代替密码）第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望近代密码•时间区域：从1800到1949年•密码机的迅速发展•越来越多的数学家加入密码队伍著名的密码机•1795年，杰弗逊圆盘（Jefferson disk）•1914年，美陆军和海军的M-138-T4•1918年，德国的Enigma密码机•1926年，Kryha密码机•1936年，瑞典的哈格林发明的Haglin密码机，C-36•英国TYPEX打字密码机古典密码阶段•时间：•1949年之前:古典密码•特点：•密码学还不是科学，而是艺术•出现一些密码算法和加密设备•出现密码算法设计的基本手段(代替法& 置换法)•保密性：•数据的保密基于加密算法的保密古典密码阶段•里程碑事件•1883年Kerckhoffs第一次明确提出了密码编码的原则：加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全，即密码算法的安全性仅依赖于对密钥的保密。
•这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，也成为古典密码和现代密码的分界线之一。
第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码I阶段时间跨度：1949年-1976年1949年：Shannon发表“The Communication Theory of Secret Systems”•定义理论安全性，提出扩散和混淆原则•奠定了密码学的理论基础•艺术 科学现代密码I阶段特点•里程碑事件：•1949年Shannon的“保密系统的信息理论”•1967年Kahn的“The Codebreakers”•1971-73年IBM的Feistel等的几篇技术报告•Lucifer DES•保密性：•数据的安全基于密钥而不是算法的保密现代密码II阶段时间跨度：1976年-1994年•1976年Diffie&Hellman的“New Directions inCryptography”提出了公钥密码的概念•1977年Rivest,Shamir&Adleman提出了RSA公钥算法•1977年，DES成为了第一代公开的、完全说明细节的商业级密码标准•90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法2015年图灵奖公钥密码部分解决了对称密钥密码算法密钥共享和密钥管理困难的问题！现代密码II阶段特点•对称密钥加密算法进一步发展，加密算法更加复杂，以DES为代表的加密算法正式成为行业标准•第二把加密密钥“公钥”开始出现，以RSA加密算法为代表的公开密钥加密算法开始流行•以Hash算法为代表的解决数据完整性的数据摘要算法也开始出现第四讲密码学发展简史古代密码近代密码现代密码未来展望现代密码III阶段•时间区域：1994年至未来•1994年，Shor提出量子计算机模型下分解大整数和求解离散对数的多项式时间算法•2000年，AES正式取代DES成为了新的加密标准•2006年，第一届后量子密码学国际研讨会召开•2017年，NIST开始征集后量子密码标准公钥密码未来发展——后量子公钥密码•后量子密码•基于编码的公钥密码•基于格的公钥密码•基于HASH的公钥密码•多变量公钥密码Identity-Based Encryption 2001Predicate Encryption 2008Attribute-Based Encryption 2005Functional Encryption 2011公钥密码未来发展阶段Traditional Public Key Encryption 1976Fully Homomorphic Encryption 2009Searchable Encryption 2004。
第6讲密码学的起源与发展密码学：科学和艺术的结合密码学研究已有数千年的历史，是一门既古老又年轻的学科，是艺术和科学的结合。
密码学的起源与发展可以分为经典密码体制和现代密码体制两个阶段。
⚫中国古代有着丰富的军事实践和发达的军事理论，其中不乏巧妙、规范和系统的保密通信和身份认证方法。
⚫周代兵书《六韬》记载了“阴书”在军事领域的应用，“阴”是指“机密”，“书”是指军事文书。
⚫“阴书”就是现代密码学中“加密后的信息”或“密文”，其加密方法相当于现代密码学中变换的代替或移位。
⚫符”字本义是指古代朝廷下命令的凭证。
⚫“符”通常做成两部分，使用时一分为二，验证时合二为一，只有同一符的两部分才能完美地合在一起。
⚫现代密码学中，运用公钥-私钥体系进行身份认证的方法也与“符”相通。
西方古典密码学—凯撒密码⚫凯撒(Caesar cipher)密码是公元前50年由古罗马的凯撒大帝在高卢战争中所采用的一种加密方法。
⚫凯撒密码加密过程就是把每个拉丁字母向前推移K位。
明文：HELLO，密文：khoor⚫属于单表替换，即一个明文字母对应的密文字母是确定的，可以用频率分析对这种密码体制进行有效的攻击。
⚫维吉尼亚密码则是由一些偏移量不同的恺撒密码组成。
⚫为了生成密码，需要使用表格法，包括了26行字母表，每一行都由前一行向左偏移一位得到。
具体使用哪一行字母表进行编译是基于密钥进行的，在过程中会不断地变换。
明文：ATTACKATDAWN选择某一关键词并重复而得到密钥，如关键词为LEMON 时，密钥为：LEMONLEMONLE密文：LXFOPVEFRNHR西方古典密码学—维吉尼亚密码⚫本质上是“多字母表替换加密”。
现代密码体制的建立⚫计算机使得基于复杂计算的密码学成为可能。
⚫香农首先将信息论引入密码学，奠定了现代密码体制的理论基础。
⚫提出了通用的现代密码体制模型，对加密模型从信息通信系统视角上进行了数学描述和定量分析。
数据加密商用标准—DES⚫20世纪70年代美国国家标准局颁布了数据加密标准DES用于非国家保密机构，并完全公开了加、解密算法。
