第3章 《密码学应用》 上

第3章密码学应用3.1编码3.2密码学概述3.3古典密码3.4哈希函数及应用3.5对称密码3.6公钥密码3.7压缩文件加密与破解13.1编码编码（encode）和解码（decode）是个相当广泛的话题，设计计算机对信息处理的根本方式。最常用的编码是ASCII（美国信息交换标准代码），包括国际通用的大小写字母、数字、常见符号等，是互联网的通用语言。23.1编码ASCII标准ASCII编码可表示128个字符，包括大小写拉丁字母，阿拉伯数字、英语标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。另有扩展版本的ASCII编码添加了一些西欧字符，可以表示255个字符，但是西欧国家间对扩充的字符定义不一致，并不是通用版本。ASCII编码转换，ASCII码在线查询工具()33.1编码打印字符：32~12632：空格127：Delete48~57：0~965~90：A~Z97~122：a~z43.1编码

53.1编码Base编码3字节任意二进制数据可由4个打印字符来表示若原数据长度不是3的倍数且剩下1个输入数据，则在编码结果后加()个“=”；若剩下2个输入数据，则在编码结果后加()个“=”。超星—任务63.1编码Base编码可打印字符包括大写字母A~Z，小写字母a~z和数字0~9，以及+和/共64个字符常用于只能处理文本数据的场合，表示、传输、存储一些二进制数据，包括MIME电子邮件、XML复杂数据等73.1编码Base32编码83.1编码Base16编码HEX编码/hex.html93.1编码摩斯电码摩尔斯电码，发明于1837年，是一种时通时断的信号代码，是一种早期的数字化通信形式。不同于现代化的数字通讯只使用0和1两种状态的二进制代码，它由两种“符号”来表示：短促的点信号“・”是基本单位；划信号“—”保持3个点的长度，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号103.1编码摩斯电码这种编码方式（如下图）能把书面符号变为信号，大大方便了有线电报系统的通信。113.1编码编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程，用预先规定的方法将文字、数字或其它对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号，用于更方便地进行传输、存储等操作。解码，是编码的逆过程。编码不同于加密，没有用到密钥等额外信息，只需要知道编码方式就可以恢复到原内容。123.1编码超星—任务从下图你能得到什么信息？/morse.html13第3章密码学应用3.1编码3.2密码学概述3.3古典密码3.4哈希函数及应用3.5对称密码3.6公钥密码3.7压缩文件加密与破解143.2密码学概述[东方时空]《中华人民共和国密码法》表决通过《密码法》中所说的密码是什么？_CCTV节目官网-CCTV-13_央视网()[东方时空]《中华人民共和国密码法》表决通过制定专门法律保障国家密码安全_CCTV节目官网-CCTV-13_央视网()中华人民共和国密码法_滚动新闻_中国政府网()153.2密码学概述密码163.2密码学概述口令生活中在登录界面输入的各种所谓“密码”，它们只是“登录口令”，是某种特征的输入和匹配。而真正的密码则工作在这个过程的背后。密码：按特定法则编成，用以对通信双方的信息进行明密变换的符号。换而言之，密码是隐蔽了真实内容的符号序列。就是把用公开的、标准的信息编码表示的信息通过一种变换手段，将其变成为除通信双方以外其他人所不能读懂的信息编码，这种独特的信息编码就是密码。173.2密码学概述《中华人民共和国密码法》/sca/xxgk/2019-10/27/content_1057225.shtml由中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于2019年10月26日通过，自2020年1月1日起施行。法律（技术）定义：第二条本法所称密码，是指采用特定变换的方法对信息等进行加密保护、安全认证的技术、产品和服务。183.2密码学概述

19abcdefghijklm0123456789101112nopqrstuvwxyz131415161718192021222324253.2密码学概述密码体制分类使用同一密钥加密和解密：单钥密码体制、对称密码体制、传统密码体制使用不同密钥加密和解密：非对称密码体制、公钥密码体制203.2密码学概述古典密码学（1949年之前）主要特点：数据的安全基于算法的保密近代密码学（1949～1975年）主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密现代密码学（1976年以后）密码学的新方向—公钥密码学主要特点：解决了密钥分发和管理的问题21第3章密码学应用3.1编码3.2密码学概述3.3古典密码3.4哈希函数及应用3.5对称密码3.6公钥密码3.7压缩文件加密与破解223.3古典密码古典密码斯巴达人“天书”密码公元前五世纪初，斯巴达人最早将易位密码用于军事情报的传递,将奴隶的一条布带螺旋缠绕在木棒上作为密码的载体，沿着纵轴写下内容，再解开带子后展开，看到的就是杂乱无章的字母。破解出敌人阴谋占领斯巴达的情报，将军莱桑德紧急班师回国，摧毁了敌人的阴谋。这种密信被称为“skytale（天书）”，斯巴达人也由此创造了世界最早的密码器和换位密码术。凯撒密码233.3古典密码代替密码：将明文中每一个字符替换为密文中的另外一个字符，然后使用通信手段发送出去。单表代替密码多表代替密码ABCD→1234置换密码：将明文通过一定规则重新排列而形成密文的过程。ABCD→BADC243.3古典密码单表代替密码简单代替密码（混字法）移位代替密码（凯撒密码）乘法密码253.3古典密码单表代替密码简单代替密码（混字法）将记有字母表中每个字母的卡片打乱秩序后重新排列，并与明文字母相对应明文：good密文：?26abcdefghijklmedopcqkjrislynopqrstuvwxyzuatbvnfghzwmx超星—任务3.3古典密码单表代替密码移位代替密码使用其后的第三个字母代替该字母（凯撒密码）代换表：明文：good密文：?27abcdefghijklmdefghijklmnopnopqrstuvwxyzqrstuvwxyzabc

超星—任务3.3古典密码

283.3古典密码

29abcdefghijklm0123456789101112nopqrstuvwxyz13141516171819202122232425ajsbKtcludmve09181101921120312214nwfoxgpyhqzir1322514236152471625817明文：good密文：?超星—任务3.3古典密码

303.3古典密码

313.3古典密码多表代替密码多表代替密码是以一系列（两个以上）代替表依次对明文消息的字母进行代替，由密钥具体决定采用哪个表的加密方法。Vigenère密码（维吉尼亚密码）密钥的字母作用于对应的明文字母，当到达密钥的最后一个字母时，密钥又重新对应后面的明文。忽略参与运算的字母的大小写，并保持字母在明文M中的大小写形式323.3古典密码Vigenère密码（维吉尼亚密码）由26个类似caesar密码的代替表组成例：明文Helloworld密钥abcabcabca密文Hfnlp?????

33超星—任务3.3古典密码置换密码置换密码是一种通过一定规则改变字符串中字符的顺序从而实现加密的密码算法。应用简单图形明文：Helloworld图形的选择，方格的数量，变化的线路横填纵读法进行加密：Hlodeorxlwlx34Helloworldxx3.3古典密码置换密码应用简单图形例：明文howmanybooksdoesalicehave

ehav

aliceoksdoeshowmanybo密文：oseve…353.3古典密码栅栏密码传统型/code/fence155.html把要加密的明文分成N个一组（最后一个分组可能不足N个），然后把每组的第1个字连起来，形成一段无规律的话。明文：THEREISACIPHER去掉空格后变为：THEREISACIPHERN=2：THEREISACIPHER先取出第一个字母：TEESCPE再取出第二个字母：HRIAIHR密文：TEESCPEHRIAIHR363.3古典密码栅栏密码传统型/code/fence155.html明文：THEREISACIPHERN=3（栏目数=6）：THE||RE0||IS0||A0C||IPH||ERTRIAIEHES0PRE00CH密文：TRIAIEHESPRECH373.3古典密码栅栏密码W型/code/fence154.html明文类似“W”形状由上至下顺序写上，当到达最低部时，再回头向上，一直重复直至整篇明文写完为止；然后再按栏目顺序1-N，取每一栏的所有字符值，组成加密后密文。明文：THEREISACIPHER去掉空格后变为：THEREISACIPHER栏目数=3：密文：TECEHRIAIHRESP383.3古典密码栅栏密码传统型/code/fence155.htmlW型/code/fence154.htmlN=2（2个一组）时，传统型栅栏密码明文pingan对应的密文是什么？N=3（3个一组）时，W型栅栏密码明文pingan对应的密文是什么？39超星—任务3.3古典密码

40超星—活动3.3