奥妙无穷的密码学--暑期读书心得.doc

奥妙无穷的密码学 各种学科领域中，唯有密码学这一学科领域与众不同，它是由两个相互对立、相互依存，而又相辅相成、相互促进的分支学科组成。这两个分支学科，一个叫密码编码学，另一个叫密码分析学。 “密码”这个词对大多数人来说，都有一种高深莫测的神秘色彩。究其原因，是其理论和技术由与军事、政治、外交有关的国家安全（保密）机关所严格掌握和控制、不准外泄的缘故。 解开“密码”的神秘面纱，就可看出它是一门学科，这门学科有它自己的研究领域，有它自己的发展动力，也有它自己的前进方向和目标。 追溯历史，可以清楚地看到，保密的发展与通信是分不开的。 在电报电话发明之前，基本上都是用手工作业或简单的机械来实现密码变换。人们多用口述或者手写的文字经由信使进行通信。重要的信息能否保得住秘密并安全到达收信人耳里或手里，就看信使是否忠诚。其他的通信方式还有旗语、手语烽烟信号等。不过这些都必须事先约定好，只使收发双方能解其意，才有保密作用。“密本”由人们事先编制好的许多数字或文字组合构成，用以代表字、词组、短语等。发信人只要按照密本的规定将要发送的明文用相应的数字组合或文字组合代替，收信人再按照同一密本恢复原来的明文，就起到了保密通信的作用。“密表”则是事先规定好的将明文变成密文的规则表，不管是代替还是换位，都是将人们可理解的明文变换成不可理解的密文，以期达到保密的作用。要想恢复明文，就必须按同一规则进行逆变换。电报电话发明之后，由于政治、军事、外交及商业情报的需要，电子窃听技术随之迅速发展起来。19世纪时，人们可购买到与通讯双方几乎相同的通讯设备来接收获搭线窃听到有用的信息，并可以篡改电子信息。20世纪初，有了无线电信号后，使得截收窃听活动更加容易，截收只须购买一台无线接收机就行了。哪怕几千公里外竟有无线电波发送的数据、图像、话音都可被截收到。现在来谈谈密码学是什么。密码学就是研究密码编码学和密码分析学这两方面内容的学科。对密码编码学有以下说法：（1） 密码编码学时密码学的一个分支学科，他研究与信息安全（如机密性、数据完整性、实体鉴别及数据源鉴别）方面有关的数学技术。（2） 密码编码学是包含数据变换的原理、工具和方法的一门学科。这种数据变换的目的是为了隐藏数据的信息内容，阻止对数据的篡改，以及防止未经认可使用数据。（3） 密码编码学是论述使明文变得不可懂，以及把已加密的消息变成可懂形式的艺术和技巧。（4） 密码编码学是密写的科学和研究科目。一种密码就是一种密写的方法，利用它，就可以把明文变成密文。把明文变成密文的过程叫做加密；其逆过程，叫做解密；加密和解密都是用一个或多个密钥来控制的。对密码分析学有以下说法：（1） 密码分析学是密码学的一个分支学科，他和密码编码学是两个相互对立、相互依存、相辅相成、相互促进的学科。（2） 是企图挫败密码技术以及信息安全业务的技术科学。（3） 在密码分析学中，是对密码体制和输入输出关系进行分析以便推出机密变量、包括明文在内的敏感数据。（4） 密码分析学中，在不知道密码算法所使用的密钥的情况下，将已被加密的消息转换成明文要做的步骤和操作，称作密码分析，有时称作密码破译。（5） 密码分析依赖于自然语言的多余度，使用“分析假设推断证实”的四步作业法，基本数学工具是统计分析、数学演绎和归纳。一般的，将密码体制划分成分组密码和序列密码两大类。对于消息流序列m的加密方法有两种：一是分组密码方法，一是序列密码方法。分组密码是将m划分成长度均为一个固定值“分组”（或称字块），对每一个分组单独进行加密。因此，分组密码加密有如下特点：（1） 分组密码实质上是一个大字母表上的简单代替密码。（2） 在一个固定密钥作用下，分组密码将把相同的明文字块转换成相同的密文字块。（3） 可将分组密码看作是一种无记忆设备。序列密码是采用一种随时间变化的函数（时变函数）来对明文逐个进行加密。时变函数的时间相关性有序列密码的内部状态所决定，每加密一个明文字符后，其内部状态就按照某种规则进行改变（称之为状态转移）。因此，序列密码有如下特点：（1） 序列密码产生时序序列（2） 在一个固定密钥作用下，对相同的明文字符进行加密，并不必然得到相同的明文字符。（3） 可将序列密码看做一种“具有内部记忆的设备”。通常，最常用的也是最简单的加密运算就是模二加运算。密码学理论与密码技术是信息安全的核心，信息安全中的机密性、认证性、完整性、防抵赖性等主要的安全服务，均以密码技术为基础。随着时代和技术的进步，出现了一些新的密码理论，基于量子物理的量子密码，基于生物的DNA密码，他们都是这些理论的典型代表，特别是高速的量子计算和DNA计算，将对现代密码体制的攻击产生巨大的影响。量子密码系统是一个物理保密系统，它允许两方或多方在没有共享秘密信息的情况下通过公开信道建立共享密钥或者进行秘密信息的共享。量子密码的安全性基于海森堡测不准原理、量子不可克隆等量子力学基本原理，他保证了窃听这不可能在不破坏系统量