《应用密码学-Python版》课件 第1章 密码学安全素养

《应用密码学—Python版》第一章密码学安全素养课程背景在信息技术高速发展的当下，数字世界已然深度嵌入人们生活的每一处角落。从日常线上购物、社交互动，到关键领域的金融交易、国防通信，海量信息时刻穿梭于网络之中。此时，信息安全的重要性便上升到前所未有的高度，它不仅关乎个体隐私的保护，更与企业运营的稳定、国家主权的稳固紧密相连。无论是个人隐私的保护，还是国家关键基础设施的安全，都离不开密码学这一核心技术。密码学不仅是信息安全的基石，更是现代社会中数据保密性、完整性和可用性的守护者。目录contents01《中华人民共和国密码法》02密码学发展简史《中华人民共和国密码法》1.11.《中华人民共和国密码法》《中华人民共和国密码法》是中国为规范密码的应用与管理，推动密码技术发展，保障网络与信息安全，维护国家安全和社会利益而制定的基础性法律。该法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于2019年10月26日通过，并于2020年1月1日起正式生效。根据《密码法》的定义，密码是指通过特定技术手段对信息进行加密保护或者进行安全认证的技术、产品和服务。密码法的立法目的第一，坚决贯彻党管密码根本原则第二，规范密码应用和管理，促进密码事业发展。第三，保障网络与信息安全，维护国家安全和社会公共利益

1.《中华人民共和国密码法》密码法的主要内容第一章总则部分，规定了本法的立法目的、密码工作的基本原则、领导和管理体制，以及密码发展促进和保障措施。第二章核心密码、普通密码部分，规定了核心密码、普通密码使用要求、安全管理制度以及一系列特殊保障制度和措施。第三章商用密码部分，规定了商用密码标准化制度、检测认证制度、市场准入管理制度、使用要求、进出口等管理制度。第四章法律责任部分，规定了违反本法相关规定应当承担的相应的法律后果。第五章附则部分，规定了国家密码管理部门的规章制定权，解放军和武警部队密码立法事宜以及本法的施行日期。1.《中华人民共和国密码法》密码法的分类《中华人民共和国密码法》明确规定，密码分为核心密码、普通密码和商用密码。核心密码、普通密码属于国家秘密，用于保护国家秘密信息。两种密码都由密码管理部门依法实行严格统一管理。商用密码用于保护不属于国家秘密的信息，其广泛应用于国民经济和社会生产生活的方方面面，影响着老百姓的日常生活。核心密码普通密码密码商用密码1.《中华人民共和国密码法》密码法的应用中国的第二代居民身份证使用了商用密码技术，通过嵌入芯片来存储个人信息和身份验证信息。2021年1月北京新办企业获电子营业执照时可免费得电子印章，密码技术保障其安全且具同等效力，助力优化营商环境。中国的商用密码算法，如祖冲之（ZUC）序列密码、SM2/SM9数字签名算法等。区块链通过分布式账本和加密算法，保证数据的真实性与安全性。我国的“一带一路”建设中，中国企业也积极将商用密码技术应用于国际化的区块链项目，为全球信息安全提供了中国解决方案。密码学发展简史1.22.密码学发展简史古代密码（手工阶段）古代加密方法大约起源于公元前440年出现在古希腊战争中的隐写术。密码学用于通信的进一步记录是由斯巴达人于公元前400年应用一个称为Scytale的加密工具在军事长官间传递秘密信息。Scytale实际上是一个锥形指挥棒，在它周围环绕一张羊皮纸，然后将要保密的信息写在羊皮纸上。当解下这个羊皮纸时，它上面的信息就像是杂乱无章、不可理解的，但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后，原始的信息又会出现。

2.密码学发展简史古代密码（手工阶段）公元前2世纪，希腊人设计了一种将字母编码成符号对的方法，该方法基于代替和换位的Polybius校验表，如右表所示。它是一个由5×5的网格组成，网格中包含所有的26个英文字母（I和J使用同一格）。加密的方法是将每个字母转换成两个数字，第一个数字是该字母所在表中的行数，第二个数字是该字母的列数。如对消息“iscbupt”加密则得到密文“24431312453544”。同样，根据表很容易解密。

123451ABCDE2FGHI/JK3LMNOP4QRSTU5VWXYZ2.密码学发展简史古代密码（手工阶段）公元前约50年，JuliusCaesar发明了一种用于战时秘密通信的方法，后称之为恺撒密码。他将字母按字母表的顺序相连成环。加密方法是将明文中的字母用其后的第三个字母代替，如明文是“iscbupt”，则使用恺撒加密后的密文是“lvfexsw”。在美国南北战争时期，军队中曾经使用过一种“栅栏”式密码。通过改变明文中字母读写的原有顺序而形成密文，如将明文写成铁轨的形式（即两行），然后按行的顺序书写得到密文。若明文是“attackatnine”（九点开始攻击）写成两行attackatnine则加密后密文：aatttnaicnke。显然，解密的方法易得。

2.密码学发展简史近代密码（机械阶段）在这个时期，密码设计者设计出了一些利用电动机械设备实现信息加密/解密操作的密码方法，采用电报机发送加密的信息。这个时期虽然加解密技术和设备有了很大的进步，但是还没有形成密码学理论，加解密的主要原理仍然是代换、换位以及两者的组合，典型的密码体制主要是单表替换密码、多表替换密码。第二次世界大战中使用的转轮密码机Enigma是多表代换密码的一种，这个时期代表性的密码技术应是转轮密码技术。转轮密码机的应用极大地提高了密码的加解密速度，但由于代换过程过于简单而使得很容易找到其变换规律，波兰人凭借敏锐的洞察力，从德军电报中前几个字母的重复出现这一细微线索入手，成功破解了早期的Enigma密码机。2.密码学发展简史近代密码（机械阶段）转轮机由一个键盘和一系列转轮组成，每个转轮是26个英文字母的任意组合，转轮被齿轮连接起来。当一个转轮转动时，可以将一个字母转换为另一个字母，直至最后一个转轮处理完后就可得最终的加密后的字母。2.密码学发展简史现代密码（计算机阶段）近代密码学发展到这一重要阶段，真正源于香农在20世纪40年代末发表的一系列具有深远影响的论文，尤其是1949年的《保密系统通信理论》，将已有数千年历史的密码学引领至基于信息论的科学轨道，为密码学的发展奠定了坚实的理论基础。近代密码发展进程中，一个具有里程碑意义的突破是“数据加密标准”（DES）的诞生。1976年，美国密码学家提出了具有划时代意义的“公钥密码”概念。在这种密码体系中，加密和解密使用不同的密钥，用于加密的称为公钥，用于解密的称为私钥。2.密码学发展简史量子密码学它巧妙地利用单光子的量子性质，借助量子密钥分配协议，能够实现数据传输的可证性安全。量子密码具有无条件安全的特性，这意味着即使窃听者拥有足够的时间和强大的计算机能力，也无法对其构成威胁。密码学的前景研究抗量子的计算的密码算法，无疑是未来密码学的重要研究方向，它将为密码学发展开辟新的