密码学选修课期末试卷及答案.doc

1.凯撒大帝在密码学上很有造诣，试运用密码对一段信息I like the course:stay of cryptography加密，密钥为36中的一个2.有人说密码无门槛，也有人说密码高不可攀，试说说你眼中的密码学解：无门槛：举例：(1)研究密码的人员。在四十号房间这个故事中尤因爵士组织的一个破密班子全部由业余爱好者组成，包括神职人员、股票经纪人、银行家、海军学校教师到大学教授的各色人等。（2）密码应用的方面。密码的应用可以说是无处不在，尤其是日常生活中，例如银行卡，网银，网店，QQ，手机锁自动柜员机的芯片卡、电脑使用者存取密码、电子商务等等。高不可攀：（1）从安全方面讲：不安全的密码比没有密码更不安全（2）密码要求高：密码学要求基础要深，技术要强，必须是专业人员经过专业培训，专业训练才能胜任这份工作。例如数学家有扎实的数学基础，计算机学家有相关的专业知识，物理学家有量子物理学的基础，生物学家掌握DNA方面的知识，密码学家也有相当丰富的专业知识。3.有这样一个观点：要成为密码学家首先要成为数学家、计算机学家、生物学家等等成为其他方面的专家，谈谈自己对此的体会，试举例说明解：密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的，并随着先进科学技术的应用，已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。成为密码学家必须要有相关的密码学知识和相应的研究手段，不同专业领域的人员组成一个团体，各尽所能，致力于密码学研究。例如：（1）语言学家：对英语、法语、德语或者其他小语种有研究的人，遇到熟悉的语言可以发挥优势，在电影风语者中美军使用了一种极少数人懂的印第安某部落的语言，在战争发挥了极大作用，直到战争结束仍未被破解。（2）数学家：数学家有代数、数论、概率等专业知识，对破解密码有相当大的优势。跳舞的小人中福尔摩斯就是通过字母“E”在英语中出现的频率最高，以此为突破口来破解密码（3）物理学家：物理学家有量子理论和通讯理论的专业知识，例如在信息论与编码这门课程中我们学习了，1949年美国人香农发表了秘密体制的通信理论一文，应用信息论的原理分析了密码学中的一些基本问题。（4）计算机学家：他们学习了算法设计，在软件设计方面：可以通过编程的方式来研究密码，在硬件设计方面：设计密码箱，密码锁等（5）生物学家：他们研究DNA密码和进化演化。4.就自己的专业知识谈谈密码与本专业间的联系解：我的专业是电子信息工程，密码跟本专业联系相当紧密。本学期学习了计算机网络，随着计算机网络的发展，网络中的安全问题也日趋严重。为用户提供安全可靠的保密通信是计算机网络安全最为重要的内容。例如，访问控制中登录口令的实际、安全通信协议的设计，以及数字签名的设计等都离不开密码机制。密码编码学是密码体制的设计学，而密码分析学则是再未知密钥的情况下从密文中推演出明文或密钥的技术。密码编码学与密码分析学合起来即为密码学。由于密码算法是公开的，网络的安全性就完全基于密钥的安全保护上。因此在密码学中出现了一个重要的分支密钥管理。从网络传输的角度看，通常有两种不同的加密策略，即链路加密与端到端加密。量子密码学(Jennewein et al.,Quantum Cryptography with EntangledPhotons,Physical Review Letters,May 15,2000,Vol 84,Iss 20,pp. 4729-4732) 三个独立研究机构首次实验证明利用量子幽灵式的特性来建构密码之可行性，这项研究提供未来对付电脑骇客的防犯之道. 在这个最新-也是最安全-的资料加密解密架构（即量子密码学）中，研究者是采用一对 entangled光子，而这对粒子即使相隔远距离的情况下，仍有密切的互动关系. entanglement-based 的量子密码学具有唯一的，不可被窃听的传输特性，如果有偷听者想窃取资料，也很容易的可以监测出来. 简而言之，entanglement process 可以建立完整的,随机的 0与 1 序列提供两端使用者传输资料，如果有骇客从中撷取资料，那么这个讯息序列将被改变，用户就会发现有窃听者，并授权放弃被窃听的资料. 这种数位随机序列，或称 “金钥匙”。 5.密码故事 天书公元前400年，斯巴达人所用得“天书”密码，可说是表格转置式密码的雏形。这种密码的加密方法是：将一条1厘米宽、20厘米左右长的羊皮带，以螺旋状斜绕在一根木棒上，然后将明文沿木棒纵轴方向从左至右写在羊皮带上。写完一行，将木棒旋转90度，再从左至右写，直至写完。最后将羊皮带从木棒上解下展开。羊皮带上排列的字符既是换位密码的一段密文。收信者也有一根同样大小的木棒，把那羊皮带同样斜绕在这木棒上便可读出明文。四十号房间1913年，英国邮政总局把接到的一批外国的密码电报交给了海军情报局。情报局局长威廉雷金纳德霍尔意识到，这或许是德国海军的密码电报，于是邀来海军训练局局长艾尔弗雷德尤因爵士，请他组织一个班子，专门研究一下，看看有没有破译的可能。1914年8月，第一次世界大战爆发，尤因的班子随之也组建成功。这是一个奇特的班子，全由业余爱好者组成，包括从神职人员、股票经纪人、银行家、海军学校教师到大学教授的各色人等。办公地点就设在海军部大楼的四十号房间。虽然后来它被正式编为情报局第二十五处，并迁至他处，但“四十号房间”这个名称既平常又方便，因而就成了这个机构的常用番号。1914年8月底，德国巡洋舰“马格德堡”号在波罗的海搁浅，被俄国海军俘获。俄国潜水员在搁浅处的海底发现两份灌了铅的密本。后来，俄国人把其中一份转给英国，四十号房间如获至宝。从此，英国人掌握了德国海军密码的编制规律，破译了许多德国海军的无线电密码。据战后估计，从1914年10月岛1919年2月，四十号房间一共破译了15000份德国的密码电报。跳舞的小人公元1898年，盛夏。英格兰诺福克郡，马场村庄园。希尔顿丘比特先生一早起来就在花园里寻找着什么，此时他脸上满是不安和焦虑。近一个多月来，他妻子埃尔茜帕特里克受到了对他来说来历不明的恫吓。先是一封从美国寄来的信，是给他妻子的。她一拿到信，脸变得煞白，把信读完就扔进火里烧了。从此以后她就没有 片刻的安宁。一星期前，丘比特发现在一个窗台上画了一些跳舞的小人，是用粉笔画的，他认为是小马倌的胡闹。虽然小马倌矢口否认，他还是把它们刷了。但埃尔茜知道这事后，显得十分惶恐，她要求丈夫如果再有这样的画出现，务必让她看一看。丘比特满心焦虑，生怕他妻子会有什么祸事临头，但他目前只能做到在花园里搜寻，希望再找到那些跳舞的小人，免得去找警察时空口无凭。一年前丘比特去伦敦参加维多利亚女皇即为60周年庆典，认识了美国女子埃尔茜，他们一见钟情，一个月后登记结婚，但登记前他们约定对埃尔茜以前的一切经历保持沉默。婚后他们过得很幸福，直到那封信和这些跳舞的小人闯入他们的生活。突然，丘比特发觉在花园的日晷仪上有张画着跳舞小人的纸条。于是，他把它交给了福尔摩斯。仅有这一张太简短，使福尔摩斯无从着手，他建议丘比特回诺福克去，可能还会出现跳舞的小人，把它们照原样临摹下来。果然不出福尔摩斯所料，此后又出现了跳舞的小人，丘比特把它们临摹在纸条上，及时送给福尔摩斯。福尔摩斯开始进行精细复杂的分析，一会手舞足蹈，一会又紧锁双眉，突然，他发出了一声惊叫，对华生医生说：“快！我们马上到诺福克去。我怕已经晚了！”当他们赶到马场村庄园时，惨剧已经发生。丘比特已经中弹身亡，他夫人头部中弹正在抢救。此时福尔摩斯已经知道凶手是谁，他用跳舞的小人写了封信让小马倌送给某人，并请马丁警长做好拘捕他的准备。一切都在福尔摩斯的预料中，凶手束手就擒。原来，凶手斯兰尼