密码学的新方向

密码学的新方向读书报告一、内容总结这篇文章作为密码学史上有划时代意义的重要论著，主要针对当时新出现的需要设计了新的加密和验证体制，即我们现在所熟知的公钥密码体制和单向验证系统。

作者详细阐述了两种体制的模型和特点，并从计算复杂度的角度对文中提出的新体制进行了优缺点分析。

文章具体内容分为七部分，现简要概括如下：1、序言作者认为，密码学在金融和计算机终端的运用对新的加密体制提出了要求，主要是减少密钥分配通道的数量，并提供数字签名。

而当时的密码学难以满足这些要求，其不足之处一方面体现是保密性得不到保证。

传统的密码体制要求在信息传输前先通过保密的信件或邮件将密钥发送给对方，而在实际应用中，这种分发密钥的方法造成的延时和开销直接阻碍了商业应用的进一步开展。

鉴于这种现状，作者提出了公钥密码体制。

当时密码学不足之处的另一个体现是认证。

当时认证主要是通过纸上的签名完成。

作者大胆的提出了数字签名作为改进方式的想法，即每个用户据提供独一无二的验证信息，该信息能被所有其他用户验证，但只能由该用户自身产生，无法伪造。

而这一认证体系可以在之前提出的公钥密码体系的基础上改造而建立。

以上两种改进体制的建立离不开对其计算复杂度的验证。

作者在第六部分中运用两种新的验证方法对计算复杂度进行了分析。

2、传统加密方法密码学的核心问题主要体现在两个方面：加密和认证。

加密系统就是实现从明文空间{P}到密文空间{Ｃ}的一个单向函数。

作者引出了“计算上不可行”（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｌｙｉｎｆｅａｓｉｂｌｅ）的概念，作为下文中推导新的密码系统的概念基础。

分析传统加密系统方法的可靠性时，作者用可能存在的三种系统攻击进行了举例说明。

这三种攻击分别是：密文攻击、密文攻击和选择明文攻击。

结果证明传统的加密方法在抵抗多种外部攻击时存在不可避免的缺陷。

3、公钥密码学公钥密码学的实现主要是要运用公开的技术建立安全的两方传输通道，而解决这一难题现在主要有两种方法——公钥密码系统和公钥分发系统。

读《密码学的新方向》有感第一部分 文章简介密码学的新方向Ⅰ简介随着远程通信的发展，特别是计算机网络的发展，密码学面临着两大难题：⒈可靠密钥的传输通道问题。

⒉如何提供与手写签名等效的认证体系。

为了解决这些问题，文中提出了公钥密码算法和公钥分配算法，并且把公钥密码算法经过变换成为一个单向认证算法，来解决有效认证问题。

此外还讨论了密码学中各种问题之间的相互关系，陷门问题，计算复杂性问题，最后回顾了密码学发展的历史。

Ⅱ常规密码体系这一部分主要介绍了密码学的一些基本知识，如密钥、加密、解密，算法的无条件安全与计算性安全，三种攻击法，即唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击。

给出了密码学的一个定义：研究解决保密和认证这两类安全问题的“数学”方法的学科。

根据Shannon 的理论无条件安全的算法是存在的，但由于其密钥过长而不实用，这也是发展计算上安全的算法的原因。

Ⅲ公钥密码学公钥密码学主要包括两部分：公钥密码算法和公钥分配算法。

公钥密码算法是指定义在有限信息空间{M}上的，基于算法{k E }和{k D }的可逆变换 k E ：{M}→{M} k D ：{M}→{M} 满足下列条件：⑴对任给K ∈{K}，k E 是k D 的互逆变换⑵对任意的K ∈{K}和M ∈{M}，用k E 和k D 进行加密和解密是容易计算的 ⑶对几乎所有的K ∈{K}，从k E 推出k D 在计算上是不可行的 ⑷对任意的K ∈{K}，从K 计算k E 和k D 是可行的这里K 是用以产生k E 和k D 的随机数。

性质⑶保证了可公开k E 而不损害k D 的安全性，这样才保证了公钥密码算法的安全性。

以加密二值n 维向量为例，加密算法是乘一个n ⨯n 可逆矩阵，解密则乘其逆矩阵，所需运算时间为n 2。

此可逆矩阵可通过对单位矩阵做一系列的行和列的初等变换得到，而其逆矩阵是经过逆序的行和列的逆变换得到。

但是矩阵求逆只需要n 3的时间，密码分析者用时与正常解密用时之比是n 。

谈密码技术的发展趋势跟着时期的发展,科学的进步,密码技术也在不断发展中。

然而密码技术的安全性,跟着计算机计算能力的逐渐提高,在不断降低。

因而,密码钻研者要进1步钻研出新的密码算法,提出新的密码技术,实现密码技术的突破,来保证密码技术的安全性。

密码技术作为1种维护通讯秘密的手腕以及法子,已经经有几千年的历史。

自从人类文明出生以来,密码的技术法子就随之而来。

密码学不但自身触及到秘密性,就其自身的发展进程也说,也是无比神秘的。

由于保密的需要,要隐秘于秘密当中,它就是1门秘密的科学。

第2次世界大战后,美、苏、英等几个密码大国的专业密码学家由于国家军事、政治的需要,不但要隐姓埋名,而且发表着作时还要接受严格的审查,当时公然出版的文献更本没法全面反应这门科学的真实状态。

纵观密码技术的发展历程,大体可以将其分为3个阶段,即古典加密法子,古典密码体制以及现代密码体制。

古典加密法子一般为指那些通过某些原始的商定,将需要表达的信息限制在必定规模内。

比如古代的离合诗技术、倒读暗语、语言隐写技术,还有漏格法子以及俚语黑话等。

这些法子已经经体现了密码编码学中接替以及换位的基本思想。

古典密码体制是在有线与无线通讯技术发生后逐渐兴起的,尤其在军事斗争中,秘密的无线通讯就显患上格外首要。

古典密码体制的典型例子有CASER加密体制以及PLAYFAIR加密体制,其主要法子就是应用文字的接替以及换位,有时还运用某些简单的数学运算。

跟着高速、大容量以及自动化保密通讯的请求,呈现了机械与电路相结合的转轮加密装备,古典密码体制也就退出了历史舞台。

2战之后,密码技术迅速与计算机技术亲密结合,不管是其算法仍是利用对于象均与计算机、现代通讯技术紧密结合。

现代密码学不但与计算机科学密不可分,还与统计学、组合数学、信息论、和随机进程等各学科瓜葛亲密。

尤其是在一九七六年, Diffie以及Hellman发表了《密码学的新方向》1文,开拓了公钥密码算法的斩新领域。

《现代密码学习题》答案第一章判断题×√√√√×√√选择题1、1949年，（ A ）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。

A、ShannonB、DiffieC、HellmanD、Shamir2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥5部分组成，而其安全性是由（ D）决定的。

A、加密算法B、解密算法C、加解密算法D、密钥3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限，利用已有的最好方法破译它的所需要的代价超出了破译者的破译能力（如时间、空间、资金等资源），那么该密码系统的安全性是（ B ）。

A无条件安全B计算安全C可证明安全D实际安全4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不通，密码分析一般可分为4类：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击，其中破译难度最大的是（ D ）。

A、唯密文攻击B、已知明文攻击C、选择明文攻击D、选择密文攻击填空题：5、1976年，和在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想，从而开创了现代密码学的新领域。

6、密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的保密系统的通信理论和公钥密码思想。

7、密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分析学。

8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 5部分组成的。

9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为对称和非对称。

10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列密码。

第二章判断题：×√√√选择题：1、字母频率分析法对（B ）算法最有效。

A、置换密码B、单表代换密码C、多表代换密码D、序列密码2、（D）算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。

A仿射密码B维吉利亚密码C轮转密码D希尔密码3、重合指数法对（C）算法的破解最有效。

A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码，其密码体制采用的是（C ）。

密码学的新方向Invited PaperWhitfield Diffie and Martin E. Hellman摘要：本文讨论了当代密码学的两个发展方向：加密和认证。

随着远程通信的发展，特别是计算机网络的发展，密码学面临着两大难题：可靠的密钥传输通道问题，和如何提供与书面签名等效的认证体系。

文章讨论了这些问题的解决方法。

此外还讨论了怎样开始运用通信理论和计算理论来解决密码学长期存在的密码学问题。

1 介绍今天我们正处于密码学革命的边缘。

数字硬件的便宜化使得密码学能够从机器计算能力的设计限制中解脱出来，同时，它降低了高程度加密工具的价格，使得这些工具能够被类似远程自动取款机和计算机终端等商业应用所采用。

反之，这些商业应用引发了对新类型的密码系统的需求，即要做到减少对密钥分发渠道的安全性需求和提取一个安全性等同于书面签名的认证体系。

同时，信息理论和计算机科学的发展使得开发安全的密码系统成为可能，也使得密码学从真正意义上变为一门科学，而不再是一项古老的技术。

计算机远程通信网的发展为处于世界两端的人和计算机之间的通信降低了代价，使得远程通信手段取代了大部分的邮件和私人送信等古老手段。

对于很多采用这种手段的计算机通信，要能够做到防范他人对通信内容的窃听和注入。

不幸的是，现在这些安全保障技术的发展远远落后于通信领域的其它技术的发展。

当代密码体制不能满足这些安全性要求，以至于采用了这些密码体制的系统，使用者在使用过程中会感到极为不便利，从而消弱了远程通信处理技术的优越性。

最广为人知的密码难题就是保密机制：为了阻止他人窃取在不安全传输通道上的通信数据，我们要采用加密技术来保护这些通信数据，因而，现在的问题在于通信双方怎样安全共享通信密钥。

采用一些安全的通信渠道，例如私人送信或挂号信等渠道，可以事先共享通信密钥。

但是，两个陌生人之间的商业会话是经常发生的事情。

初始的商业会话被延迟到通信双方通过以上所列举的一些物理手段来共享通信密钥后再发生是不现实的。

密码学的研究方向与发展前景综述摘要：如今，计算机网络环境下信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性，都需要采用密码技术来解决。

密码体制大体分为对称密码(又称为私钥密码)和非对称密码(又称为公钥密码)两种。

对称密码术早已被人们使用了数千年，它有各种形式，从简单的替换密码到较复杂的构造方式。

它通常非常快速，但容易遭受攻击，因为用于加密的密钥必须与需要对消息进行解密的所有人一起共享。

而非对称密码在信息安全中担负起密钥协商、数字签名、消息认证等重要角色，已成为最核心的密码。

无论我们在应用程序中使用哪种密码，都应该考虑使用的方法、认识到发生的折衷方案以及规划功能更强大的计算机系统的前景。

关键字：计算机网络；密码技术；私钥密码；公钥密码一、引言当前，公钥密码的安全性概念已经被大大扩展了。

像著名的RSA公钥密码算法、Rabin公钥密码算法和ElGamal公钥密码算法都已经得到了广泛应用。

但是，有些公钥密码算法在理论上虽然是安全的，在具体的实际应用中却并非安全。

因为在实际应用中不仅需要算法本身在数学证明上是安全的，同时也需要算法在实际应用中也是安全的。

比如，公钥加密算法根据不同的应用，需要考虑选择明文安全、非适应性选择密文安全和适应性选择密码安全三类。

数字签名根据需要也要求考虑抵抗非消息攻击和选择消息攻击等。

因此，近年来，公钥密码学研究中的一个重要内容——可证安全密码学正是致力于这方面的研究。

公钥密码在信息安全中担负起密钥协商、数字签名、消息认证等重要角色，已成为最核心的密码。

目前密码的核心课题主要是在结合具体的网络环境、提高运算效率的基础上，针对各种主动攻击行为，研究各种可证安全体制。

其中引人注目的是基于身份(ID)密码体制和密码体制的可证安全模型研究，目前已经取得了重要成果。

这些成果对网络安全、信息安全的影响非常巨大，例如公钥基础设施(PKI)将会更趋于合理，使其变为ID-PKI。

在密码分析和攻击手段不断进步，计算机运算速度不断提高以及密码应用需求不断增长的情况下，迫切需要发展密码理论和创新密码算法。

其中要求k与26互素，明文与密文的对应规则为c≡km+b mod 26可以看出，k=1就是前面提到的凯撒密码。

于是这种加密变换是凯撒野加密变换的推广，并且其保密程度也比凯撒密码高。

以上介绍的密码体制都属于单表置换。

意思是一个明文字母对应的密文字母是确定的。

根据这个特点，利用频率分析可以对这样的密码体制进行有效的攻击。

方法是在大量的书籍、报刊和文章中，统计各个字母出现的频率。

例如，e出现的次数最多，其次是t,a,o,I等等。

破译者通过对密文中各字母出现频率的分析，结合自然语言的字母频率特征，就可以将该密码体制破译。

鉴于单表置换密码体制具有这样的攻击弱点，人们自然就会想办法对其进行改进，来弥补这个弱点，增加抗攻击能力。

法国密码学家维吉尼亚于1586年提出一个种多表式密码，即一个明文字母可以表示成多个密文字母。

其原理是这样的：给出密钥K=k[1]k[2]…k[n]，若明文为M=m[1]m[2]…m[n]，则对应的密文为C=c[1]c[2]…c[n]。

其中C[i]=(m[i]+k[i]) mod 26。

例如，若明文M为data security，密钥k=best，将明文分解为长为4的序列data security，对每4个字母，用k=best加密后得密文为C=EELT TIUN SMLR从中可以看出，当K为一个字母时，就是凯撒密码。

而且容易看出，K越长，保密程度就越高。

显然这样的密码体制比单表置换密码体制具有更强的抗攻击能力，而且其加密、解密均可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。

该密码可用所谓的维吉尼亚方阵来进行，从而在操作上简单易行。

该密码曾被认为是三百年内破译不了的密码，因而这种密码在今天仍被使用着。

古典密码的发展已有悠久的历史了。

尽管这些密码大都比较简单，但它在今天仍有其参考价值。

二、近代密码1834年，伦敦大家的实验物理学教授惠斯顿发明了电机，这是通信向机械化、电气化跃进的开始，也是密码通信能够采用在线加密技术提供了前提条件。

密码技术应用专业就业方向随着信息社会的发展，密码技术应用专业逐渐成为热门的就业方向之一。

作为一门综合性的学科，密码技术应用涵盖了密码学、网络安全、信息安全管理等多个领域，为广大学子提供了丰富的就业机会。

本文将分析密码技术应用专业的就业前景和就业方向，并给出一些建议，以帮助对该专业感兴趣的学生更好地规划未来发展。

一、就业前景密码技术应用专业毕业生具备丰富的专业知识和实践经验，在当今信息化时代具有广阔的就业前景。

以下是密码技术应用专业的几个主要就业方向：1.信息安全工程师信息安全工程师是密码技术应用专业毕业生最常见的就业方向之一。

他们负责设计、实施和维护网络安全解决方案，保护组织的信息资产不受攻击和泄露。

信息安全工程师需要具备扎实的密码学基础知识，熟悉常见的安全算法和协议，能够快速发现和应对安全威胁。

2.网络安全分析师随着网络攻击逐渐增多和复杂化，网络安全分析师的需求也日益增长。

他们主要负责对网络安全事件进行分析和响应，研究攻击手段和防御策略，提供安全咨询和建议。

网络安全分析师需要了解网络攻击的原理和技术，具备良好的逻辑思维和问题解决能力。

3.安全运维工程师安全运维工程师是一个综合性的职位，他们需要负责安全设备的管理和维护，监控和分析系统日志，及时发现和应对安全事件。

安全运维工程师需要具备扎实的网络和系统知识，熟悉主流的安全产品和工具，并能够独立完成常见的安全事件处理和排查工作。

4.加密算法工程师加密算法工程师主要从事密码算法的设计和分析工作，设计安全的加密方案和协议，提供数据保密和信息身份认证等服务。

加密算法工程师需要具备深厚的数学基础和密码学知识，熟悉各种常用的加密算法和协议。

二、就业建议对于选择密码技术应用专业的学生，以下是一些建议，帮助他们更好地规划职业发展：1.打好基础知识密码技术应用是一门理论性较强的学科，因此打好基础知识是就业的重要保障。

学生们应该注重数学、计算机科学等基础课程的学习，建立扎实的理论基础。

国内外密码学发展现状一、近年来我国本学科的主要进展我国近几年在密码学领域取得了长足进展，下面我们将从最新理论与技术、最新成果应用和学术建制三个方面加以回顾和总结。

（一）最新理论与技术研究进展我国学者在密码学方面的最新研究进展主要表现在以下几个方面。

（1）序列密码方面，我国学者很早就开始了研究工作，其中有两个成果值得一提：1、多维连分式理论，并用此理论解决了多重序列中的若干重要基础问题和国际上的一系列难题。

2、20世纪80年代，我国学者曾肯成提出了环导出序列这一原创性工作，之后戚文峰教授领导的团队在环上本原序列压缩保裔性方面又取得了一系列重要进展。

（2）分组密码方面，我国许多学者取得了重要的研究成果。

吴文玲研究员领导的团队在分组密码分析方面做出了突出贡献，其中对NESSIE 工程的候选密码算法NUSH的分析结果直接导致其在遴选中被淘汰；对AES、Camellia、SMA4等密码算法做出了全方位多角度的分析，攻击轮数屡次刷新世界纪录。

（3）Hah函数（又称杂凑函数）方面，我国学者取得了一批国际领先的科研成果，尤其是王小云教授领导的团队在Hah函数的安全性分析方面做出了创新性贡献：建立了一系列杂凑函数破解的基本理论，并对多种Hah函数首次给出有效碰撞攻击和原像攻击。

（4）密码协议方面，我国学者的成果在国际上产生了一定的影响，其中最为突出的是在重置零知识方面的研究：构造了新工具，解决了国际收那个的两个重要的猜想。

（5）PKI技术领域，我国学者取得了长足的发展，尤其是冯登国教授领导的团队做出了重要贡献：构建了具有自主知识产权的PKI模型框架，提出了双层式秘密分享的入侵容忍证书认证机构（CA），提出了PKI实体的概念，形成了多项国家标准。

该项成果获得2005年国家科技进步二等奖。

（6）量子密码方面，我国学者在诱骗态量子密码和量子避错码等方面做出了开创性工作；在协议的设计和分析方面也提出了大量建设性意见。

（7）实验方面，主要有郭光灿院士领导的团队和潘建伟教授领导的团队取得了2022年是我国《商用密码管理条例》发布实施10周年。