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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密 技 术
• ２. 密 码 学 发 展 • 密 码 技 术 形 成 一 门 新 的 学 科 是 在 ２０ 世 纪 ７０ 年 代 ， 这
是 计 算 机 科 学 蓬 勃 发 展 和 推 动 的 结果 。 密 码 学 的 理 论 基 础 之 一 是 １９４９ 年 Ｃｌａｕｄｅ Ｓｈａｎｎｏｎ 发 表 的 《 保 密 系 统 的 通 信 理 论 》 （ 《 Ｔｈｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔ ｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｓｅｃｒｅｃｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ》 ） ， 这 篇 文 章 发 表 了 ３０ 年 后 才 显 示 出 它 的 价 值 。１９７６ 年 ， Ｗ. Ｄｉｆｆｉｅ 和 Ｍ. Ｈｅｌｌｍａｎ 发 表 了 《 密 码 学 的 新 方 向 》 （ 《 Ｎｅｗ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｒｙｐｔｏ ｇｒａ-ｐｈｙ》 ） 一 文 ， 提 出 了 适 应 网 络 上 保 密 通 信 的 公 钥 密 码 思 想 ， 开 辟 了 公 开 密 钥 密 码 学 的 新 领域 ， 掀 起 了公钥密码研究的序幕。走向实用化。
成 员 都 各 自 设 置 了 密 码 ， 项 目 负 责人 要 求 网 络 管 理 员 小 王给项目团队成员进行密码基础知识的培训。第一次 培 训 课 ， 小 王 决 定将 简 单 替 代 密 码 方 面 的 加 密 、 解 密 与 密文分析作为培训内容。
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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密 技 术
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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密பைடு நூலகம்技 术
• ３. 密 码 编 码 学 • 研 究 各 种 加 密 方 案 的 科 学 称 为 密 码 编 码 学 （ Ｃｒｙｐｔ
ｏｇｒａｐｈｙ） ， 而 研 究 密 码 破 译 的 科 学 称 为密 码 分 析 学 （ Ｃｒｙｐｔａｎａｌｙｓｉｓ） 。 密 码 学 （ Ｃｒｙｐｔｏ ｌｏｇｙ） 作 为 数 学 的 一 个 分 支 ， 是 密 码 编 码 学 和密 码 分析学的统称，其基本思想是对信息进行一系列的处 理 ， 使 未 受 权 者 不 能 获 得 其 中 的 真实 含 义 。 一 个 密 码 系 统 ， 也 称 为 密 码 体 制 （ Ｃｒｙｐｔｏｓｙｓｔｅｍ） ， 其 基 本 组 成 部 分 如 图 ３ －３ 所 示 。
• 密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一 种 重 要 保 密 手 段 。 依 照 这 些 法 则 ，变 明 文 为 密 文 ， 称 为 加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。密码在早 期 仅 对 文 字 或 数 码进 行 加 、 脱 密 变 换 ， 随 着 通 信 技 术 的 发展，对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密 技 术
• 密 码 学 是 信 息 安 全 等 相 关 议 题 如认 证 、 访 问 控 制 的 核 心。密码学的首要目的是隐藏信息的涵义，而并不是 隐 藏 信 息 的 存 在 。密 码 学 也 促 进 了 计 算 机 科 学 特 别 是 电 脑与网络安全所使用的技术的发展，如访问控制与信 息的 机 密 性 。 密 码 学 已 被 应 用 在 日 常 生 活 中 ， 包 括 自 动 柜 员 机 的 芯 片 卡 、 电 脑 使 用 者 存 取 密码 、 电 子 商 务 等 。
项目３ 数据加解密技术
• 模 块 ３ －１ 对 称 密 钥 加 解 密 技 术 • 模 块 ３ －２ 非 对 称 密 钥 加 解 密 技 术
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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密 技 术
• 任务１ 简单替代密码分析与应用
• 【任 务 描 述 】 • 某公司系统在研发过程中为防止资料外泄，项目团队
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模 块 ３ －１对 称 密 钥 加 解 密 技 术
• 【相 关 知 识 】 • １. 密 码 学 的 概 念 • 密 码 学 （ Ｃｒｙｐｔｏｌｏｇｙ） 是 一 门 古 老 的 科 学 。 自 古
以 来 ， 密 码 主 要 用 于 军 事 、 政 治 、 外 交等 重 要 部 门 ， 因 而密码学的研究工作本身也是秘密进行的。密码学 （ 在 西 欧 语 文 中 ， 源 于 希腊 语 ｋｒｙｐｔóｓ “ 隐 藏 的 ” 和 ｇｒáｐｈｅｉｎ “ 书 写 ” ） 是 研 究 如 何 隐 密 地 传 递 信 息 的 学 科 。 在 现 代 特别 指 对 信 息 以 及 其 传 输 的 数 学 性 研 究，常被认为是数学和计算机科学的分支，和信息论 也 密切 相 关 。 著 名 的 密 码 学 者 Ｒｏｎ Ｒｉｖｅｓｔ 解 释 道 ： “ 密 码 学 是 关 于 如 何 在 敌 人 存 在 的 环 境 中 通信 。 ” 从 工 程学的角度，这相当于密码学与纯数学的异同。
• 【任 务 分 析 】 • 第 一 次 培 训 内 容 要 求 已 知 移 位 密 码 的 密 钥 Ｋ ＝５， 明 文
Ｍ ＝ ＣＬＡＳＳＲＯＯＭ， 求 密 文 Ｃ。任 务 可 以 用 手 工 运 算 先 计 算 出 密 文 ， 再 与 ＣＡＰ 软 件 运 算 结 果 比 较 ， 以 加 强 对 密 码 算 法的 理 解 。 对 密 文 进 行 分 析 ， 则 可 使 用 ＣＡＰ 的 分 析 工 具 来 帮 助 提 高 分 析 效 率 。 另 外 ， 由 于 知道 密 钥 和密码算法的解密和加密过程一致，即先输入密文， 然 后 选 择 算 法 及 输 入 密 钥 ， 解 密恢 复 出 明 文 。 • 【任 务 实 施 】 • 解 法 １： 首 先 建 立 英 文 字 母 与 模 ２６ 的 剩 余 ０ ～２５ 之 间 的 对 应 关 系 ， 如 图 ３ －１ 所 示 。 • 解 法 ２： 利 用 循 环 移 位 密 码 的 概 念 使 字 母 表 向 左 循 环 移 位 ５ 位 ， 生 成 的 密 码 表 如 图 ３ －２所 示 。