4.2.2 单表代替密码-高二《信息安全技术与实施》同步精品课件（电工版2022）

信息安全技术与实施 密码技术与应用 本章要点 密码技术基本概念和原理 对称加密技术原理 非对称加密技术原理 密钥管理方法 IPSec安全协议 学习目标 理解密码学的基本概念、工作原理 密码体制的分类 理解对称加密技术原理、特点 理解非对称加密技术原理、特点 理解散列算法的作用 掌握常见的密钥管理方法 了解常见的网络层、传输层、应用层安全协议 授课人：**** 时间：****年**月 中共重庆市委网信办 1 目 录 Contents 01. 密码技术概述 02. 古典密码技术 03. 对称密码技术 04. 非对称密码技术 信息安全技术与实施—密码技术与应用 05. 散列算法（hash） 06. 密钥的管理 07. 密码技术与安全协议 中共重庆市委网信办 不是简单有序地字母移位，每个明文字母映射到一个不同的随机密文字母 通信双方可以协商一张映射表 密钥空间？ 26! ＞ 4 x 1026 安 全！？ 古典密码技术●替代技术●单表代换●单表代替密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 3 单表代换——单表代替密码的密码分析 古典密码技术●替代技术●单表代换●单表代替密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 4 敌手Eve获得了部分密文信息。通过统计分析的方式破译明文 敌手发现: I =14, V =13, S =12…...，当敌手掌握的密文信息做够多，可以破译明文。 Solution 古典密码技术●替代技术●单表代换●单表代替密码 单表代换——单表代替密码的密码分析 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 5 单表代换缺陷： 密文带有原始字母使用频率的一些统计学特征 为每个字母提供多种代换 抵抗词频分析的思路？？？ 古典密码技术●替代技术●单表代换●单表代替密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 在多表代换中，明文中的一个符号与密文中的一个符号之间不再是一一对应的关系. Note 古典密码技术●替代技术●多表代换 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 7 1929年由数学家Lester Hill发明 是多表代换密码 利用模运算意义下的矩阵乘法、求逆矩阵、线性无关、线性空间与线性变换等概念和运算 古典密码技术●替代技术●多表代换●希尔(Hill)密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 8 Hill密码的加/解密过程 明文分组并编码 C≡KP mod 26，其中，K为密钥矩阵，P、C分别为明、密文分组 加密: 解密: 密文分组并编码 P≡K-1C mod 26 对密钥矩阵K的要求：在mod 26下可逆. 古典密码技术●替代技术●多表代换●希尔(Hill)密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 9 密钥矩阵K＝ 明文分组P＝“mor” 明文编码 P＝ ＝ 加密 C≡ ≡ ≡ mod 26 解码 C＝ ，即C＝“HDL” Hill密码的例子 加密： K－1＝ 古典密码技术●替代技术●多表代换●希尔(Hill)密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 10 密钥矩阵K＝ 明文P＝“mor” 明文 P＝ ＝ 解密 P≡ ≡ ≡ mod 26 C＝ C＝“HDL” 解密： K－1＝ ＝ Hill密码的例子 古典密码技术●替代技术●多表代换●希尔(Hill)密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 11 Hill密码的特点 密钥空间：|K|＝25！？≈1.6×1025 字母的统计规律进一步降低 明、密文字母不是一一对应关系 古典密码技术●替代技术●多表代换●希尔(Hill)密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 12 使用6个字符的密钥“PASCAL”.加密信息“She is listening” Example 古典密码技术●替代技术●多表代换●Vigenere密码 加法密码和Vigenere密码的关系？ 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 13 Vigenere密码可以看做m（m是密钥长度）个加法密码的组合 古典密码技术●替代技术●多表代换●Vigenere密码 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 14 置换与代换不同，并不是将明文中的一个符号替换为密文中的一个符号，而是改变明文符号的排列顺序 置换技术将符号重新排列 Note 古典密码技术●置换技术 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 15 栅栏技术：按对角线的顺序写出明文，以行的顺序读出作为密文 密文消息 “MEMATEAKETETHPR” Example 明文消息 “Meet me at the park” 古典密码技术●置换技术●无密钥的置换技术 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 16 古典密码技术●置换技术●带密钥的置换技术 信息