《网络安全设计》07－密码学 2古典密码

网络安全设计密码学⑵古典密码Content古典加密典型算法古典加密方法性质密码分析原理1《网络安全设计》密码学⑵古典密码例：Stick加密《网络安全设计》密码学⑵古典密码2tboeornottobettobeornottobethisisaquestionthoibseiosranqoutetsotbieotntobeornottobethisisaquestionStick加密改进《网络安全设计》密码学⑵古典密码3例：幻方加密MagicSquareDanBrown《TheLostSymbol》（失落的密符）《网络安全设计》密码学⑵古典密码4YUOEMSTDIINHREKY幻方加密/解密方法MagicSquare幻方的每行每列以及对角线上的所有数字之和都等于幻和（magicsum）；有些幻方还能做到四象限及中间的数字之和均为幻和幻和＝(阶数/2)*(阶数2+1)《网络安全设计》密码学⑵古典密码5YUOE

MSTD

IINH

REKYYourmindisthekey8阶的富兰克林幻方（FranklinMagicSquare）4阶的丢勒幻方（Dürer'sMagicSquare）古典密码典型算法Greece（希腊）密码Caesar（凯撒）密码Prefix（标准字头）密码Playfair（公平竞赛）密码Vigenere（弗吉尼亚）密码Vernam（弗纳姆）密码Hill（希尔）密码Enigma（转子机）密码《网络安全设计》密码学⑵古典密码6Greece（希腊）密码二维字母编码查表（公元前二世纪）《网络安全设计》密码学⑵古典密码7123451ABCDE2FGHIJK3LMNOP4QRSTU5VWXYZFudan2145141133Caesar（凯撒）密码最古老的单表置换密码把字母表中的每个字母用该字母后面第n个字母进行替换《网络安全设计》密码学⑵古典密码8Prefix（标准字头）密码即密钥短语密码，是单表置换密码与凯撒密码类似，但利用一个“密钥字”来做表头，构造变换表《网络安全设计》密码学⑵古典密码9Playfair（公平竞赛）密码多表加密体制将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合《网络安全设计》密码学⑵古典密码105×5矩阵属于相同对中的重复的明文字母将用一个填充字母进行分隔。例如：balloon将被改写为balxloon。属于矩阵相同行的明文字母将由其右边的字母替代，而行的最后一个字母由行的第一个字母代替。例如：ar被加密为RM。属于矩阵相同列的明文字母将由它下面的字母替代，而列的最后一个字母由列的第一个字母代替。例如，mu被加密为CM。明文的其他字母将由与其同行，且与另一个字母同列的字母代替。例如：hs成为BP，ea成为IM（或JM，可根据加密者的意愿而定）。Vigenere（弗吉尼亚）密码字符多表替换密码《网络安全设计》密码学⑵古典密码11Vernam（弗纳姆）密码二进制数据加密《网络安全设计》密码学⑵古典密码12Hill（希尔）密码多字母密码m个连续明文字母，用m个密文字母代替；替代由m个线形方程决定，其中每个字符被分配一个数值（a=0,b=1,…z=25）《网络安全设计》密码学⑵古典密码13Enigma（转子机）密码利用转子（转轮）的旋转，改变输入－输出关系每次输入都引起转子旋转一格《网络安全设计》密码学⑵古典密码14Enigma技术原理《网络安全设计》密码学⑵古典密码15Enigma加密（例）《网络安全设计》密码学⑵古典密码16Enigma加密机《网络安全设计》密码学⑵古典密码17思考：Enigma如何开始（初始状态）？Enigma如何解密？古典密码性质面向字符（字母、数字）替换（映射、置换）方式《网络安全设计》密码学⑵古典密码18单表置换方法不会改变字母出现的频率密码分析（破解）原理目标：掌握密钥（而非单一明文）方法：密码分析——根据算法性质、明文特征、明密文对等，推导出明文或密钥穷举攻击——对密文尝试所有可能的密钥，直到转化为有意义的明文平均需尝试数为密钥数的50%《网络安全设计》密码学⑵古典密码19密码分析典型方法《网络安全设计》密码学⑵古典密码20密码分析攻击类型密码分析者已知信息加密算法目标密文与目标密文同钥的明