【安全课件】第2讲--古典密码.ppt

第二章古典密码王滨解放军信息工程大学电子技术学院二系2005年3月2日联系方式上节课内容复习上节课补充内容－密码算法的分类上节课补充内容－密码算法的分类上节课补充内容－密码算法的分类第二章古典密码基本编码技术的分类(1)代替密码利用预先设计的代替规则对明文逐字符或逐字符组进行代替的密码.分为单表代替和多表代替两种(2)移位密码对各字符或字符组进行位置移动的密码.(3)加减密码将明文逐字符或逐字符组与乱数相加或相减的密码.我们将重点介绍代替密码一、单表代替密码：利用预先设计的固定代替规则对明文逐字符或逐字符组进行代替的密码.字符组称为一个代替单位.例1:汉字和符号的区位码(单表代替)例2以十进值数为代替单位的代替函数加密变换:加密变换为：例4:Caesar密码(凯撒密码)这是一种对英文字母的典型逐字母加密的的加法密码其密钥k=3。英文字母被编码为该字母的序号英文ABCD…XYZ数字0123…232425例5:标准字头密码(又称密钥字密码)这是一种对英文字母的典型逐字母加密的密码它利用一个密钥字来构造代替表。例4：加密变换为:将对英文字母的加密变换改为：维几利亚密码的代替表为将对英文字母的加密变换改为：如果将明、密文空间均改为代替密码的安全性分析1.单表代替的优缺点优点:明文字符的形态一般将面目全非缺点:(A)明文的位置不变;(B)明文字符相同则密文字符也相同;从而导致:(I)若明文字符e被加密成密文字符a则明文中e的出现次数就是密文中字符a的出现次数;(II)明文的跟随关系反映在密文之中.因此明文字符的统计规律就完全暴露在密文字符的统计规律之中.形态变但位置不变e：出现的频率约为0.127taoinshr：出现的频率约在0.06到0.09之间dl：的出现频率约为0.04cumwfgypb：的出现频率约在0.015到0.028之间vkjxqz：出现的频率小于0.01代替密码的安全性分析2.多表代替的优缺点优点:只要(1)多表设计合理即每行中元互不相同每列中元互不相同.(这样的表称为拉丁方表)(2)密钥序列是随机序列即具有等概性和独立性。这个多表代替就是完全保密的。等概性:各位置的字符取可能字符的概率相同；独立性：在其它所有字符都知道时也判断不出未知的字符取哪个的概率更大。代替密码的安全性分析2.多表代替的优缺点密钥序列是随机序列意味着：（1）密钥序列不能周期重复；（2）密钥序列必须与明文序列等长；（3）这些序列必须在通信前分配完毕；（4）大量通信时不实用；（5）分配密钥和存储密钥时安全隐患大。缺点：周期较短时可以实现唯密文攻击。解决方案：密钥序列有少量真随机的数按固定的算法生成只要它很像随机序列即可。这种序列称为伪随机序列。移位密码对明文字符或字符组的进行位置移动的密码例：设明文为：解放军电子技术学院移位方式：S[9]={257348916}即:第i个密文汉字就是第S[i]个明文汉字.则密文为放子术军电学院解技移位也是现代密码中必用的一种编码技术移位密码的安全性分析1.移位密码的优缺点优点:明文字符的位置发生变化;缺点:(A)明文字符的形态不变;从而导致:(I)密文字符e的出现频次也是明文字符e的出现次数;有时直接可破!(如密文字母全相同)目前也有现成的破译方法.移位密码优缺点总结:位置变但形态不变.代替密码优缺点总结:形态变但位置不变.结论:将代替密码和移位密码轮番使用必然可以发挥各自的长处克服对方的缺点!必然可以设计出安全的密码体制!这就是现代密码的设计思想!下节课的内容作业:P21第2.1题.