playfair 和Hill密码

Intelligent Information Security密码技术1，密码学简介置换密码3. 古典密码－－置换密码1）最简单的置换密码是把明文中的字母顺序倒过来，然后将其截成固定长度的字母组作为密文。

3. （3.（n把明文按n密钥3. （3.（n把明文按3. （3.（（无3.特殊n已知：明文：MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG密钥：n置换密码的最是 3. 作n1，已知作n 2，顺序颠倒八百里分麾下炙，n回文诗矩阵（十六字方阵回文诗[四言]·龙苍分析n营连角吹回梦剑看灯挑里醉醉灯梦角里看回连挑剑吹营结n文字隐意最n一价值最大的地方银票n月对暗号：谨防假票冒取，勿忘细视书章。

nn平遥古城日升昌票号博物馆务室陈列的密押n“国宝流通”四个字分“万、千、百、十”四个数字单位。

27置换密码中断换位----法国读预定的对角线，再读各列，忽略已读字母明文：This is a weak cipher it was broken密文：haieaito sk eeb ick twhs sw pan irr双重n式置换密码n美国南置换密码----单词换位n We will attack at down with the first division on the right and the second division on the left Surprise is置换密码n1，3×n明文：this is a testn密文：tiehsstsiat35Rail-fence4×7的三角排列明文：You must do that now 密文：tuhosayuttmdnoow旋明文及说明37dimensions 8x842n43置换密码Rail Fence矩阵列换位的分析可能性正确性，矩阵的列位置还原矩阵列换位的分析n举例469 17×493 Array双重。

較Monoalphabetic（单表代换）加密更為 安全，第一次世界大戰中被採用。
不過密文中仍存在明文的結構，只要搜集 到字元数超过可分析的密文，仍有可能以 統計方法進行分析，進而破解密文。
30
Vigenère Cipher
20
10
Random Polyalphabetic Cipher
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Frequency Ranked Letters
密文的字母頻率越一致，越難以統計分析破解。
2021/3/31
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又称为Conventional / Private-key / Single-key Encryption
2.安全1管.共道用(S一ec把urkeeyChannel)
key
key
K 3.安全的加4解.以密數算學法式、子必表須示假設公開的
K
M
M
明文 Plaintext
1.共用密法的安全性
明文 Plaintext
mona r chybd e f g i/j k l pqst uvwx z
解密演算法 Decryption Algorithm
2021/3/31
密文 Ciphertext
mona r chybd e f g i/j k l pqst uvwx z
代换加密： Playfair Cipher
2021/3/31
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Playerfair Cipher教学内容
• 对称式加密(Symmetric Encryption) • Playfair加密法(Playfair Cipher) • Playfair加密法的安全性

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4 15 24 1.取加密密钥阵K = 15 6 17 ,用K加密明 9 17 0
练习：
文“are”,并求加密密钥阵K的逆矩阵.
15
感谢合作，谢谢大家！
3 mod 26 14
3 d ＝ 明文 P＝ 14 o
明文P＝“do”
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（6）希尔密码的破译
• Hill密码对于唯密文攻击方式有很高的防攻 击能力，完全隐藏了单字母的频率特性； • 所用矩阵越大，这种抵抗性越强，足以抵抗 唯密文攻击； • Hill密码能比较好地抵抗频率法分析，对抗 仅有密文的攻击强度较高； • Hill密码易受已知明文攻击, 原因是：如果 知道n块相互独立的明文串及相对的密文，就 可以确定密钥矩阵K.
2.密码定义
密码是一种用来混淆的技术，密码主要任务是将可识 别的、正常的信息转变为无法识别的信息。 明文：加密前的信息；
密文：加密后不为常人所理解的用密码表示的信息；
加密：将明文转变成密文的过程； 解密：将密文转变成明文的过程。
3.密码学的发展历程
密码学的发展历程大致经历了三个阶段
• 古典密码（手工、机械阶段 -１９４９ ） • 近代密码（计算机阶段１９４９-１９７５） • 现代密码（１９７６-）
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(5)Hill密码的解密过程
解密过程是加密过程的逆过程。 第1步，计算密钥矩阵的逆矩阵 K-1 第2步， 计算明文M＝C×K-1 第3步：将明文的每个整数对应于一个字符。
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（5）Hill密码的例子
加密： 1 密钥矩阵K＝
8 0 9
K-1 =
明文分组P＝“do”
1 2 0 3

密文分组，每个字符对应一个数值 P≡K-1C mod 26

计算上安全的

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密码编码学


基本概念和术语 密码学的历史
古代密码 古典密码 现代密码

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密码学的发展史

古代加密方法（手工阶段） 古典密码（机械阶段） 现代密码（计算机阶段）
武汉大学国际软件学院
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古代加密方法

起源于公元前440年出现在古希腊战 争中的隐写术 (steganography)：通 过隐藏消息的存在来保护消息. 是现今信息隐藏的始祖
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下表是穷尽密钥空间所需的时间。从表中我 们可以发现，当密钥长度达到128位以上时， 以目前的资源来说，穷举攻击将不成功。
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密码的安全性考虑

无条件安全(Unconditionally secure)


无论破译者有多少密文,他也无法解出对应的明文, 即使他解出了,他也无法验证结果的正确性. 一次一密 破译密码的代价超出密文信息的价值 破译密码的时间超出密文信息的有效生命期


一个叫Aeneas Tacticus的希腊人在《论 要塞的防护》一书中对传输密文做了最 早的论述。 公元前2世纪，一个叫Polybius的希腊人 设计了一种将字母编码成符号对的方法， 他使用了一个称为Polybius的校验表， 表中包含许多后来在加密系统中常见的 方法，如代替与换位。
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信息安全
密码编码学
杨敏 武汉大学 国际软件学院
yangm@
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密码编码学


基本概念和术语 密码学的历史
古代密码 古典密码 现代密码