对称密码学及其应用 第2章 古典密码学.ppt

1、第二章 古典密码学,单码加密法 多码加密法 经典多图加密法 经典换位加密法 古典密码分析,2.1 单码加密法,单码加密法是一种替换加密法，其中每个明文只能被唯一的一个密文字母所替换。 移位密码 令P= C=K=Z26。对0k 25，任意x,yZ26，定义 以及 如果k=3，则此密码体制通常叫做凯撒移位密码,2.1 单码加密法,仿射密码（Affine Cipher） 以拉丁字母26个字母为例，将字母转化为数字代码a=0、b=1、z=25，其加密函数为 其中 、 为整数且 必须与26互质。,2.2 多码加密法,Vigenere密码 设密钥 ，明文 加密函数 其中 对密文 ，密钥 ，解密变换为： 其

2、中：,2.2 多码加密法,Nihilist加密法 Nihilist加密法的第一步是选取一个关键词以构成Polybius方格 第二步是选取另一个关键词，利用以上的Polybius方格将其转换成数字。 要生成密文，只要将相应的关键词明文数字对相加即可。 要解密，用密文数字减去相应的关键词数字，然后在Polybius方格中查找结果。,2.3 经典多图加密法,多图加密法则是作用于字符组。明文的n个字符组合被密文的n个字符组替代。 多图加密法的例子如Playfair密码 密钥是：PLAYFAIR IS A DIGRAM CIPHER，则构造的字母矩阵 如果明文是：P=playfair cipher 先将

3、明文分成两个一组： pl ay fa ir ci ph er 则基于上表 的对应密文为：LA YF YL RS MR AM CD,2.4 经典换位加密法,列置换密码 置换密码是把明文中各字符的位置次序重新排列来得到密文的一种密码体制。 实现的方法多种多样 ； 列置换密码的加加密方法如下：把明文字符以固定的宽度m（分组长度）水平的（按行）写在一张纸上，按1，2，m的一个置换 交换列的位置次序，再按垂直方向（按列）读出即得密文。 解密就是将密文按相同的宽度m垂直写在纸上，按置换 的逆置换交换列的位置次序，然后水平地读出得到的明文。 置换 就是密钥。,2.4 经典换位加密法,周期置换密码 ： 周期置

4、换密码是将明文字符按一定长度m分组，把每组中的字符按1，2，m的一个置换 重排位置次序来得到密文的一种加密方法。 其中的密钥就是置换 ，在的描述中包含了分组长度的信息。 解密时，对密文字符按长度m分组，并按 的逆置换 把每组字符重排位置次序来得到明文。,2.5 古典密码分析,穷举法 就是对可能的密钥或明文的穷举 穷举密钥时，用可能密钥解密密文，直到找到有意义的明文，确定出正确的密钥和明文。 穷举明文，就是将可能的明文加密，将所得密文与截取的密文对比，从而确定正确的明文。 阻止穷举的方法有：增加密钥的长度，在明文，密文中增加随即冗余信息等。,2.5 古典密码分析,统计法 所谓统计法，就是根据明文，密文，密钥的统计规律分析密文的统计规律达到破译密码体制的方法。 例如，在换位密码，置换密码体制中，可根据单字母，双字母，三字母等的频率分布，最后确定密钥。 阻止统计法的方法是：把密文和明文的统计特性扩散到整个密文，使密文不呈现任何统计特性，而呈现出极大的随机性。,2.5 古典密码分析,右表是26个英文字母出现的频率 E的概率大约为0.120。 T、A、O、I、N、S、H、R的概率为0.06-0.09。 D、L大概率大约为0.04。 C、U、M、W、F、G、Y、P、B的概率为0.0