Historical Ciphers

傳統加密方式主要分為兩大類：

Transposition 換位 Substitution 代換


有名的傳統加密法：DES、FEAL
Transposition Method


依照某種特定規則 重新排列明文 Ex. I am a student Imsuet aatdn
達到資訊的秘密性、可鑑定性
Cryptanalysis
破解密碼系統、偽造訊息
Terminology
Cipher text
明文 m Encrypt 加密 E(m)
密文 c Decrypt 解密 D(c)
明文 m
Terminology
公共鑰匙 私密鑰匙
發送者
Eve 竊密者
接收者
Terminology
Substitution Method

Shift Cipher (Caesar’s Cipher) I CAME I SAW I CONQUERED H BZLD H TZV H BNMPTDSDC
Substitution Method(cont’d)

However…easy to break!!
Future 兩種發送光子的模式 每一種都有兩個正交的偏振方向
Step 2 Bob 隨機選擇兩種模式中的一種偵測光子 如果Bob和Alice選擇的模式相同， Bob就會接收到正確的位元； 反之，偵測到的位元不可預測(可能為0或1)
Future Work
若Eve試圖竊聽，根據量子力學，會改變傳送光子的狀態， Alice和Bob可以選擇一些位元比較，驗證是否遭竊聽
Application

Digital Signatures 數位簽署 Digital Cash 電子錢包 Timestamping Services 電子時戳 Election 電子投票系統
Digital Signature

確保文件是由發送者送出 事後發送者無法否認，可由第三者確認 先用私密金匙加密，再用公共金匙解密
Quantum Cryptography
Step 3 Bob告訴Alice他選擇濾片的模式 Alice回答Bob哪些是正確的 把這些正確偵測到的位元取出，做為加密的密碼
Quantum Cryptography
Public Key System - RSA
RSA-576=1881 9881292060 7963838697 2394616504 2002年10月 7日，以破解加密術而著稱的 3980716356 3379417382 7007633564 2298885971 宣佈破解了美國 RSA資料安全 5234665485 3190606065 0474304531 7388011303 實驗室開發的 64位密匙 —RC5-64 3967161996 9232120573 4031879550 6569962213 全球33.1萬名電腦高手+4年的時間!! 0516875930 7650257059 為了檢測 RSA 技術的安全性，一家專門研究 =(3980750 8642406493 7397125500 5503864911 9906436234 2526708406 3851895759 4638895726 RSA 技術的公司 RSA Security 提供獎金給成 1768583317) 功分解公佈的 8 個巨大合成數的人。 *(4727721 4610743530 2536223071 9730482246 在2003年 12月3日，一個德國機構成功分解了 3291469530 2097116459 8521711305 2071125636 3590397527) RSA-576
Public Key System - RSA
若對N=pq的每一種可能加以檢驗，則我們需要…
位元 30 60 100
時間(1GHz/s) 1秒 1年 1000 億年!!
事實上，運用平行處理及 一些篩選法則，可以大幅 提升檢驗的效率。
但仍難以在可接受的時間 內破解。
由於RSA用到指數運算， 加密的過程耗費較多的時間， 現行系統多先用RSA傳送 private key，再合併使用 其他加密方式。
A match – making Protocol
要如何達成共同的決議，而不用公開表述自己的意見？
Ex. A和B透過朋友C認識，相處了一天後，想知道彼此的心意，但又不敢 先表態…
Future Work

量子電腦



0和1的狀態能同時並存，稱為疊加(superposition)。 量子平行處理的概念，一個原子可以同時代表兩個 狀態 Ex.三個原子可同時代表 000 001 010 011 100 101 110 111 龐大運算能力對現今的密碼系統是個致命的威脅 對系統的時間、振幅、相位要求嚴格
Public Key System - RSA



named after its inventors Ron Rivest, Adi Shamir and Len Adleman Base on Number Theory y=ex (mod N) => x=?? 沒有private key 很難求出x 有多難？ 大數的質因數分解 要解出N=pq 其中p q為兩大質數
Cryptography
密碼學簡介
B91901139 電機三 蕭旭君
Cryptography

緣起 名詞解釋 常見的加密解密法 密碼學的應用 未來發展
History
Cryptography
Cryptology
= ”隱藏(Kryptos)”+”訊息(logos)” •研究秘密通訊之學問


Symmetric vs. Asymmetric ex. y=3x-2 => x=(y+2)/3 y=11x (mod 53) => x=?? Unconditional Security vs. Computational Security 怎樣才算安全?......
無法在合理的時間內，用合理的資源解出的密碼