密码学
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什么是密码学?
密码学是一门关于信息安全和加密原理的学科。
它涉及到设计和使用密码算法来保护通信和数据的机密性、完整性和可用性。
密码学可以分为两个主要领域:对称加密和非对称加密。
对称加密是一种加密方法,使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
这意味着发送方和接收方都必须共享相同的密钥才能进行安全的通信。
常见的对称加密算法包括DES,AES和RC4。
非对称加密是一种加密方法,使用一对密钥进行加密和解密。
这对密钥被称为公钥和私钥。
公钥可以公开给任何人,用于加密数据,而私钥只能由数据的接收方使用来解密数据。
这种方法保证了通信的安全性,因为即使公钥被泄露,攻击者也无法解密数据。
常见的非对称加密算法包括RSA和椭圆曲线密码算法。
密码学还涉及到其他领域,如哈希函数和数字签名。
哈希函数将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值,用于验证数据的完整性。
数字签名使用非对称加密算法来验证数据的来源和完整性。
密码学在现代社会中起着重要的作用,保护着我们的个人隐私和敏感信息。
了解密码学的基本原理和工作方式有助于我们更好地理解信息安全的重要性,并采取适当的措施来保护我们的数据。
密码学概述
密码学是一门研究保护信息安全的学科。
它涉及设计和使用密码算法,以确保敏感数据在传输和存储过程中得到保护。
密码学的目标是保密性、完整性、身份验证和不可抵赖性。
密码学分为两个主要领域:对称密码和公钥密码。
对称密码使用相同的密钥进行加密和解密,其主要方法有替换和置换。
常见的对称密码算法包括DES、AES和RC4。
公钥密码也称为非对称密码,使用一对密钥:公钥和私钥。
公钥用于加密数据,私钥用于解密数据。
公钥密码算法具有更高的安全性和密钥管理的便利性。
常见的公钥密码算法包括RSA和椭圆曲线密码算法(ECC)。
除了对称密码和公钥密码,密码学还涉及其他重要概念,如哈希函数、数字签名和数字证书。
哈希函数将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值,用于验证数据的完整性。
数字签名使用私钥生成数字签名,用于验证数据的身份和不可抵赖性。
数字证书由可信的第三方机构颁发,用于验证公钥的真实性和所有者身份。
密码学在现代通信和计算机系统中扮演着至关重要的角色,确保数据的安全传输和存储。
随着技术的不断发展,密码学也在不断进步,以应对不断出现的安全威胁和攻击。
什么是密码学?密码学是一门研究密码学理论与密码技术的学科,是信息安全领域不可或缺的一部分。
它涉及的范围广泛,包括数据加密、数字签名、身份认证等。
随着信息安全技术的逐步发展,密码学也愈加重要和广泛应用。
1. 密码学的起源密码学的历史可追溯到古代。
最早有关密码学的文献记载可追溯至公元前400年左右。
在历史上,密码学曾发挥过重要作用,如在二战中的阿兰·图灵破解纳粹德国的恩格玛密码机等事件中。
2. 密码学的分类(1)对称密钥密码学:在加密和解密过程中使用相同的密钥。
通常使用的加密算法有DES、AES等。
(2)非对称密钥密码学:在加密和解密过程中使用不同的密钥。
常用的算法有RSA、DSA等。
(3)哈希函数密码学:“哈希”把任意长度的输入(又叫做预映射,pre-image)“压缩”到某一固定长度的输出上(称为哈希值),且输入的数据量越大,输出值的信息量越小,也就是说不同的输入可能相同的输出。
常用的哈希函数有MD5、SHA-1等。
3. 密码学的应用(1)数据加密:数据加/解密可防止机密数据泄露,确保数据传输的完整性。
(2)数字签名:数字签名可以验证文档在传递过程中是否被篡改,确认文档的完整性,具有很高的安全性。
(3)身份认证:基于密码学的身份认证技术可以确保只有被授权的用户能够访问特定系统或应用程序,确保系统和数据的安全性和完整性。
4. 密码学的未来随着信息安全和隐私保护的日益重要,密码学的发展也愈加迅速。
未来,密码学将会在云计算、大数据、物联网等领域更加广泛地应用,需要不断创新和进一步研究加强相应领域的安全保护。
总结:密码学涉及领域广泛,适用于数据加密、数字签名、身份认证等场景。
在信息安全领域中起到至关重要的作用,对云计算、大数据、物联网等领域的发展起到积极促进作用。
密码学的研究内容一、引言密码学是一门研究如何将信息以一种不能被未经授权者理解的方式进行编码、传输和存储的科学。
它是信息安全领域中至关重要的组成部分,涉及多个方面的研究内容。
本文将详细介绍密码学的主要研究内容,包括密码编码学、密码分析学、协议密码学、密钥管理学、身份认证与数字签名以及隐私保护等方面。
二、密码编码学密码编码学是密码学的一个分支,主要研究如何将信息进行加密,以保证其机密性和安全性。
通过对明文进行一系列的算法处理,生成无法理解的密文,只有在拥有解密密钥的情况下才能恢复原始信息。
密码编码学还包括对加密算法的优化和改进,以适应不同的应用场景和安全需求。
三、密码分析学密码分析学是密码学的另一个分支,主要研究如何对加密的信息进行破解和窃取。
密码分析学涉及对加密算法的深入理解和分析,通过分析密文和可能的密钥,尝试恢复出原始信息。
密码分析学对于评估加密算法的安全性、发现其潜在的弱点以及促进加密算法的改进和发展具有重要意义。
四、协议密码学协议密码学主要研究如何设计和分析安全协议,以确保协议参与方之间的安全通信和数据交换。
安全协议涉及多个步骤和操作,包括密钥交换、身份认证、数据完整性保护等。
协议密码学关注如何通过密码技术来保证协议的安全性,以及如何发现和纠正协议中的安全漏洞。
五、密钥管理学密钥管理学是密码学中关于密钥生成、存储、分发和使用的研究领域。
在加密通信中,只有拥有正确的密钥才能解密密文并获取明文信息。
因此,密钥管理对于保证通信安全至关重要。
密钥管理学涉及如何安全地生成和管理密钥,以及如何确保密钥在分发和使用过程中的安全性和可靠性。
六、身份认证与数字签名身份认证与数字签名是密码学在实践中广泛应用的技术。
身份认证技术用于验证通信参与方的身份,防止假冒攻击;数字签名技术用于验证信息的完整性和来源,防止信息被篡改或伪造。
这些技术对于保障电子交易、电子政务和电子商务等领域的安全性具有重要意义。
七、隐私保护隐私保护是密码学的一个重要研究方向。
密码学是什么1、什么是密码学密码学(Cryptography)是一门研究保护信息安全的学科,旨在发明和推广应用用来保护信息不被未经授权的实体获取的一系列技术。
它的研究规定了认证方式,加密算法,数字签名等技术,使得信息在网络上传输的安全性得到有效保障。
2、密码学发展历史从古代祭祀文本,到中世纪以前采用信封保护信息,再到如今运用根据科学原理设计的隐藏手段来免受攻击,形成了自己独特的新时代——密码学从古至今飞速发展。
在古代,人们提出基于门限理论的“将信息隐藏在古文献中”的想法,致使密码学技术的研究进入一个全新的研究水平。
噬血无声的18世纪,密码学技术得到了按比例加密法、变换锁以及一些其他加密技术的发明,使得发送者可以保护其传输的信息安全性。
20世纪,随着计算机科学、数学和通信学的迅猛发展,对于密码学的研究不断深入,密码破译也得到了彻底的结束。
3、密码学的应用密码学技术的应用正在不断的扩大,已经影响到计算机安全,电子商务,社交媒体,安全性协议。
其中,在计算机安全领域,应用的最广的就是网络安全了,例如使用数字签名,校验数据完整性及可靠性;实现密码认证,提高网络安全性;确保交易安全,实现交易无痕迹。
此外,在其他领域,还应用于支付货币,移动通信,数字信息传输,数字家庭,多媒体看门狗等。
4、密码学体系建设根据国家科学研究规划,国家建立自己的密码体系,推动密码学发展,建立一套完整的标准化体系,促进社会的网络安全发展,促进新的网络体系的快速发展,并且提出国家大力研究密码学,在国际技术水平上更具有单调作用和竞争优势。
5、总结综上所述,我们可以看到,密码学是一门相对年轻的学科,但是它在近十数年中有着突飞猛进的发展,并且把它妥善运用到了当今信息时代。
密码学研究实际上在不断推动并加强现代通信网络的安全性,使得更多的人群乐于在网上购买等等,为人们的网络安全提供了有效的保障。
只要把它的研究应用得当,密码学必将为更多的人带来更多的安全保障。
密码学英文是Cryptography。
源自希腊语kryptós(隐藏的)和gráphein(书写)。
是研究如何隐密地传递信息的学科。
现代的密码学是一般被认为是数学和计算机科学的分支。
在信息论里也有涉及。
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。
密码学也促进了计算机科学。
特别是在於电脑与网路安全技术的发展。
先介绍几个术语:1.加密(encryption)算法指将普通信息(明文,plaintext)转换成难以理解的资料(密文,ciphertext)的过程。
与之相反的是解密(decryption)算法。
两者统称加解密。
加解密包括两部分:算法和密钥。
密钥是一个加解密算法的秘密参数,通常只通讯者拥有。
2.密码协议(cryptographic protocol):指使用密码技术的通信协议(communication protocol)。
加解密演算法和密码协议是密码学研究的两大课题。
经典密码学近代以前的密码学。
只考虑信息的机密性(confidentiality)。
西方世界的最早的起源可以追述到秘密书信。
希罗多德的《历史》中就记载过。
介绍一下最古典的两个加密技巧:1.移位式(Transposition cipher):将字母顺序重新排列。
例如Dave is killer变成Adev si likrel2.替代式(substitution cipher):有系统地将一组字母换成其他字母或符号。
例如fly at once变成gmz bu podf(每个字母用下一个字母取代)。
凯撒密码是最经典的替代法,据传由古罗马帝国的皇帝凯撒发明。
用在与远方将领的通讯上,每个字母被往后位移三格字母所取代。
下面讲一下密码在近代以前的种种记载:早期基督徒使用密码学模糊他们写作的部份观点以避免遭受迫害。
666或部分更早期的手稿上的616是新约基督经启示录所指的野兽的数字常用来暗指专迫害基督徒的古罗马皇帝尼禄(Nero)。
密码学详细分类密码学是研究保护信息安全的科学和技术领域。
根据应用领域、算法类型和安全目标,密码学可以被详细分类如下:1. 对称密码学(Symmetric Cryptography):对称密码学使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称密码算法有DES、AES和IDEA 等。
2. 非对称密码学(Asymmetric Cryptography):非对称密码学使用不同的密钥进行加密和解密。
公钥密码学是非对称密码学的主要分支,它使用一对密钥,包括公钥和私钥。
公钥可以公开,而私钥必须保密。
常见的非对称密码算法有RSA、Diffie-Hellman和椭圆曲线密码算法等。
3. 哈希函数(Hash Function):哈希函数将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出,常用于验证数据的完整性和生成数字指纹。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256和RIPEMD等。
4. 数字签名(Digital Signature):数字签名用于验证消息的真实性和完整性,并确认消息的发送者。
数字签名通常使用非对称密码学中的私钥进行生成,公钥用于验证签名的有效性。
5. 密码协议(Cryptographic Protocols):密码协议是一组规则和步骤,用于在通信过程中确保信息的安全性。
常见的密码协议有SSL/TLS、IPsec和SSH等。
6. 密码编码学(Cryptanalysis):密码编码学是破解密码系统的科学和技术,旨在破译加密消息或恢复加密密钥。
7. 随机数生成器(Random Number Generator):随机数生成器用于生成随机数或伪随机数序列,这在密码学中是非常重要的。
这些分类只是密码学研究中的一部分,每个分类下又有更多的细分和特定算法。
密码学的发展涵盖了广泛的应用领域,包括网络安全、电子商务、数据保护和身份认证等。
密码学总结密码学是一门研究数据保护和信息安全的学科,它使用数学和计算机科学的方法来设计和破解密码系统。
随着信息技术的迅猛发展,密码学在现代社会中变得尤为重要。
在本文中,我将对密码学的基本原理、常见算法以及密码学的应用进行总结。
一、密码学的基本原理1. 对称加密算法对称加密算法是一种加密和解密使用相同密钥的加密方法。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
这些算法使用相同的密钥来对数据进行加密和解密,速度较快,但密钥的管理比较困难。
2. 公钥加密算法公钥加密算法是一种使用两个互相关联的密钥进行加密和解密的方法。
公钥可以公开给任何人,而私钥则只有密钥的持有者能够使用。
常见的公钥加密算法有RSA、ECC等。
公钥加密算法能够实现安全的密钥交换和数字签名,但加密和解密的速度较慢。
3. 哈希函数哈希函数是一种将任意长度的输入数据映射为固定长度输出的函数。
它具有单向性和抗碰撞性的特点,即很难从哈希值推导出原始数据,且不同的输入很难产生相同的哈希值。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1和SHA-256等。
二、常见的密码学算法1. DES算法DES算法是一种对称加密算法,使用56位密钥对64位的数据块进行加密。
由于DES算法使用较短的密钥长度,使其易受到暴力破解的攻击。
因此,现在更常用的是3DES算法,它对数据块进行三次加密。
2. AES算法AES算法是一种对称加密算法,由美国国家标准与技术研究所(NIST)于2001年发布。
AES算法使用128位、192位或256位的密钥对数据进行加密。
它的加密效率和安全性较高,被广泛应用于各个领域。
3. RSA算法RSA算法是一种公钥加密算法,由Rivest、Shamir和Adleman三位科学家于1977年提出。
RSA算法使用一个公钥和一个私钥进行加密和解密。
它的安全性基于大整数分解的困难性,被广泛用于数字签名、密钥交换等场景。
三、密码学的应用1. 数据加密密码学广泛应用于数据加密领域,保护敏感数据的安全性。
目录:密码常识字母表顺序-数字进制转换密码Mod算法倒序间隔字母频率凯撒密码(Caesar Shifts, Simple Shift)凯撒移位(中文版)栅栏密码(The Rail-Fence Cipher)维吉尼亚密码(Vigenère Cipher)Polybius密码(Polybius Cipher)ADFGX/ADFGVX密码(ADFGX/ADFGVX Cipher) ADFGXADFGVX乘法密码(Multiplication Cipher)仿射密码(Affine Shift)希尔密码(Hill Cipher)加密解密Playfair密码(Playfair Cipher)摩斯电码置换密码(Transposition Cipher)替代密码(Monoalphabetic Substitution)字母表数字字母表代码反字母表随机乱序字母棋盘密码键盘密码键盘移位软键盘密码数字小键盘密码手机键盘密码数字谐音密码数字记忆编码百度/Google/网页字符百度字符(GB2312)Google字符(URI)网页编码(Unicode)Alt+数字小键盘MD5【密码常识】字母表顺序-数字加密的时候,经常要把A~Z这26个字母转换成数字,最常见的一种方法就是取字母表中的数字序号。
A代表1,B代表2,C代表3...字母 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26进制转换密码例如二进制:1110 10101 1101 10 101 10010 1111 1110 101转为十进制:14 21 13 2 5 18 15 14 5对应字母表:numberMod算法我们可以对字母序号进行数学运算,然后把所得的结果作为密文。
当运算结果大于26或小于1的时候,我们希望把这个数值转为1~26的范围,那么取这个数除以26的余数即可。
Mod就是求余数的运算符,有时也用“%”表示。
例如 29 Mod 26 = 3,或写成 29 % 26 = 3,意思是29除以26的余数是3。
倒序加密时为经常要对字符进行倒序处理。
如果让你按abcdef...的顺序背出字母表的每个字母会很容易,但是如果是zyxwvu...的顺序那就很难背出来了。
一个很熟悉的单词,如果按相反的顺序拼写,可能就会感到很陌生。
例如“love”字母倒过来拼就是“evol”。
具体加密时倒序有很多种方案,需要灵活运用。
例如:每个单词的倒序:siht si a tset - this is a test整句的倒序:tset a si siht - this is a test数字的倒序:02 50 91 02 - 20 05 19 20(test)间隔单词之间的间隔一般使用空格。
在加密时常常要去掉空格,但有时某些字母或数字来替代空格也不失为一种好的加密方案。
错误空格位置也会起到很强的误导作用。
例如:t hi sis at est - this is a test字母频率频率分析法可以有效的破解单字母替换密码。
关于词频问题的密码,我在这里提供英文字母的出现频率给大家,其中数字全部是出现的百分比:a 8.2b 1.5c 2.8d 4.3e 12.7f 2.2g 2.0h 6.1i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2y 2.0 z 0.1词频法其实就是计算各个字母在文章中的出现频率,然后大概猜测出明码表,最后验证自己的推算是否正确。
这种方法由于要统计字母出现频率,需要花费时间较长。
参考《跳舞的小人》和《金甲虫》。
【凯撒密码(Caesar Shifts, Simple Shift)】也称凯撒移位,是最简单的加密方法之一,相传是古罗马恺撒大帝用来保护重要军情的加密系统,它是一种替代密码。
加密公式:密文 = (明文 + 位移数) Mod 26解密公式:明文 = (密文 - 位移数) Mod 26以《数字城堡》中的一组密码为例:HL FKZC VD LDS只需把每个字母都按字母表中的顺序依次后移一个字母即可——A变成B,B就成了C,依此类推。
因此明文为:IM GLAD WE MET英文字母的移位以移25位为一个循环,移26位等于没有移位。
所以可以用穷举法列出所有可能的组合。
例如:phhw ph diwhu wkh wrjd sduwb利用电脑可以方便地列出所有组合,然后从中选出有意义的话:qiix qi ejxiv xli xske tevxcrjjy rj fkyjw ymj ytlf ufwydskkz sk glzkx znk zumg vgxzetlla tl hmaly aol avnh whyafummb um inbmz bpm bwoi xizbgvnnc vn jocna cqn cxpj yjachwood wo kpdob dro dyqk zkbdixppe xp lqepc esp ezrl alcejyqqf yq mrfqd ftq fasm bmdfkzrrg zr nsgre gur gbtn cneglassh as othsf hvs hcuo dofhmbtti bt puitg iwt idvp epgincuuj cu qvjuh jxu jewq fqhjodvvk dv rwkvi kyv kfxr grikpewwl ew sxlwj lzw lgys hsjlqfxxm fx tymxk max mhzt itkmrgyyn gy uznyl nby niau julnshzzo hz vaozm ocz ojbv kvmotiaap ia wbpan pda pkcw lwnpujbbq jb xcqbo qeb qldx mxoqvkccr kc ydrcp rfc rmey nyprwldds ld zesdq sgd snfz ozqsxmeet me after the toga party <-nffu nf bgufs uif uphb qbsuzoggv og chvgt vjg vqic rctva可知明文为:meet me after the toga party-------------------------------------------------------------------------【凯撒移位(中文版)】就是按照中文字在Unicode编码表中的顺序进行移位,可以用来加密中文的信息。
例:[中文凯撒移位]转换成Unicode编码:中文凯撒移位移1位后成为:丮斈凰撓秼低转换成中文:[丮斈凰挠秼低]【栅栏密码(The Rail-Fence Cipher)】也称栅栏易位(Columnar Transposition),即把将要传递的信息中的字母交替排成上下两行,再将下面一行字母排在上面一行的后边,从而形成一段密码。
栅栏密码是一种置换密码。
例如密文:TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED解密过程:先将密文分为两行T E O G S D Y U T A E N NH L N E T A M S H V A E D再按上下上下的顺序组合成一句话THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END..............................................................加密时不一定非用两栏,还是举《数字城堡》中的一个例子,密文为:PFEE SESN RETM MFHA IRWE OOIG MEEN NRMA ENET SHAS DCNS IIAA IEER BRNK FBLE LODI去掉空格:PFEESESNRETMMFHAIRWEOOIGMEENNRMAENETSHASDCNSIIAAIEERBRNKFBLELODI共64个字符,以8个字符为一栏,排列成8*8的方阵(凯撒方阵):P F E E S E S NR E T M M F H AI R W E O O I GM E E N N R M AE N E T S H A SD C N S I I A AI E E R B R N KF B L E L O D I从上向下竖着读:PRIMEDIFFERENCEBETWEENELEMENTSRESMONSIBLEFORHIROSHIMAANDNAG ASAKI插入空格:PRIME DIFFERENCE BETWEEN ELEMENTS RESMONSIBLE FOR HIROSHIMA AND N AGASAKI (广岛和长崎的原子弹轰炸的最主要区别).............................................................栅栏密码也可以用于中文,不过比较容易破解。
明文:这是中文的栅栏密码密文(3*3方阵):这文栏是的密中栅码由于中文用规则的栅栏比较容易破解,所以产生了一些变体,例如道家心法密籍《天仙金丹心法》中的一段加密方法。
密文如下:○茫天:摹然月终为鼎半是真灭器轮假不但伸净著定分泥万○无○光人经法一从尘色返我权自法中妙大空照生屈来好路形神海○便还未归○茫天:摹然月终为鼎半是真灭器轮假不但伸净著定分泥万○无○光人经法一从尘色返我权自法中妙大空照生屈来好路形神海○便还未归明文(从上向下竖着读):天然鼎器净无尘,大海茫茫月半轮。
著色空摹终是假,定光返照便为真。
不分人我生还灭,但泥经权屈未伸。
万法自来归一法,好从中路妙形神。
.............................................................利用电脑进行加密或解密,建议使用“列举加密”或“列举解密”,电脑会自动尝试一些正好匹配的栏位进行列举。
lyiroonevuclesey4栏:loveyousincerely8栏:lionvceeyroeulsy【维吉尼亚密码(Vigenère Cipher)】由于频率分析法可以有效的破解单表替换密码,法国密码学家维吉尼亚于1586年提出一种多表替换密码,即维吉尼亚密码,也称维热纳尔密码。
维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念,即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换,以此来对抗字频统计。
加密算法:例如密钥的字母为[d],明文对应的字母[b]。