3-近代密码学(二战时期)

网络安全密码学简介密码学发展历史 古典密码近代密码现代密码古典密码起始时间：从古代到19世纪末，长达几千年密码体制：纸、笔或者简单器械实现的简单替代及换位通信手段：信使例子：行帮暗语、隐写术、黑帮行话近代密码起始时间：从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期密码体制：手工或电动机械实现的复杂的替代及换位通信手段：电报通信现代密码起始时间：从20世纪50年代至今密码体制：分组密码、序列密码以及公开密钥密码，有坚实的数学理论基础。

通信手段：无线通信、有线通信、计算网络等现代密码学的重要事件1949年Shannon发表题为《保密通信的信息理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。

（第一次飞跃）1976年后，美国数据加密标准（DES）的公布使密码学的研究公开，密码学得到了迅速发展。

1976年，Diffe和Hellman提出公开密钥的加密体制的实现，1978年由Rivest、Shamire和Adleman 提出第一个比较完善的公钥密码体制算法（第二次飞跃）（现代）密码学的基本概念密码学（Cryptology）是结合数学、计算机科学、电子与通讯等诸多学科于一体的交叉学科，是研究密码编制和密码分析的规律和手段的技术科学。

密码学不仅用来实现信息通信的各种安全目标：机密性，真实性（包括完整性，不可否认性）等●加密，消息认证码，哈希函数，数字签名，身份认证协议，安全通信协议，等安全机制密码学提供的只是技术保障作用现代密码学技术 数据加密数据真实性数据加密的基本思想对机密信息进行伪装●将机密信息表述为不可读的方式●有一种秘密的方法可以读取信息的内容伪装去伪装信息不可读消息原始信息Security services and mechanisms BobAlice ？？？ M= 明文%……&￥#@*用k 加密/解密，保密性、机密性密文 kk M =“I love you ” 明文-- 加密体制加密系统●一个用于加/解密，能够解决网络安全中的机密性的系统由明文、密文、密钥、密码算法四个部分组成。

电报通信在1837年由美国 S.F.B.莫尔斯首 先试验成功。
· 短音 念作"滴（di）" : - : 长音 念作"答（da）"
莫尔斯电码
美国艺术家兼发明家 塞缪尔· 莫尔斯
无线电通信
在英国，人们把麦克斯韦奉为无线电的开创人，认为他最先指出电 磁波的存在。 1873年 在美国，有人认为德福雷斯特是无线电之父，因为他发明了三极管 ，而三极管是无线电通信器材的心脏。 在俄国，只承认波波夫是无线电通信的创始人。 1895年 在西方科学家的眼中，意大利人马可尼是无线电通信的发明人，他 因此获得诺贝尔物理奖。 1895年 在德国，人们认为赫兹才是无线电的开创者，因为他最早证明了电 磁波的存在。电磁波的振动频率的单位，就是以他的姓命名的。
在二月一日，我们将会展开无限制潜艇战。无论如何，我们的意向还是要美国继续
如果这个计划不成功的话, 我们将会向墨西哥提倡一个联盟。条件是我们将会一起加 密码系统由1万个词和词组组成，与1000个数字码群对应 入战争和一起得到和平。我们（德国）将会向墨国提供慷慨的财政支持和一个谅解：墨西 哥会重新收复在新墨西哥州、得克萨斯州, 和亚利桑那州失去的国土。建议书的细节将会 由你草拟。 旧的103040密码加密后转发到墨西哥 我现在指示你在有信心美国将会宣战的时候向（墨西哥）总统解释（我们的计划）， 和鼓励他主动邀请日本立刻参与这个计划，同时，提议利用我们在谈判之间与日本斡旋。 请你令总统留意，我们的冷酷的潜水艇战可以令英国在几个月后求和。
古典密码时期
从古代到19世纪末，长达几千年 纸、笔或简单器械实现的代替和换位 通信手段：信使
近代密码时期
从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期 手工或电动机械实现的复杂的代替或换位 通信手段：电报通信

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密码算法的分类
对称密钥密码可以分为： 1. 分组密码 每次对一块数据加密 多数网络加密应用 DES, AES, IDEA, RC6等。 2. 流密码 每次对一位或一个字节加密 手机 One-time padding, Vigenére, Vernam

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密码算法分类
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密码学简史
11世纪 兵书《武经总要》 中国历史上第一部有关密码的记述 介绍了一个小型却名副其实的密码本。
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密码学简史
劉邦打下天下之後，害怕韓信造反，所以打算把他殺了。 又怕他帶的士兵太多，所以問了一下韓信目前帶了多少兵？ 韓信感覺氣氛詭異，因此回答： 兵不知數，三三數之剩二，五五數之剩三，七七數之剩二」 這個回答讓劉邦不知所措，連軍師張良一下子也算不出， 想到一个数136,0128 (一百多万)，不敢輕舉妄動。
传统密码体制主要功能是信息的保密， 双钥(公钥)密码体制不但赋予了通信的保密性，
而且还提供了消息的认证性
新的双钥密码体制无需事先交换秘密钥就 可通过不安全信道安全地传递信息， 大大简化了密钥分配的工作量。 双钥密码体制适应了通信网的需要， 为保密学技术应用于商业领域开辟了广阔的天地。
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密码学简史

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密码算法的分类
1.
按照保密的内容分：
受限制的(restricted)算法：算法的保密
性基于保持算法的秘密
2.
基于密钥的(key-based)算法：算法的保 密性基于对密钥的保密。
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密码算法分类
1.
2.
基于密钥的算法，按照密钥的特点分： 对称密码算法(symmetric cipher)：加密和解 密的密钥相同，或者说实质上等同的，即从一 个易于推出另一个。又称为秘密密钥算法或单 密钥算法。 非对称密钥算法(asymmetric cipher)：加密密 钥和解密密钥不同，从一个很难推出另一个。 又称为公开密钥算法(public-key cipher)。

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。