2.2 近代密码
1949年～1975年
数据的安全基于密钥而不是算法的保密 高次迭代技术和非线性技术的使用 算法设计需要抵抗各类已知的分析攻击方法 算法分析理论逐步形成
2.3 现代密码
1976年以后
基于密钥（key-based）的算法 算法的安全性基于密钥的保密性
一、密码学与信息安全的关系
密码编码学
Kerchhoff 原则：1883年，Kerchoff第一次明确提 出了编码的原则 加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密 钥的安全的基础上。 判定密码强度的衡量标准 古典密码和现代密码的分界线
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
古巴比伦时代，Phaistos圆盘是一种直径约为160 mm的粘土圆盘，始于公元前17世纪， 表面有明 显字间空格的字母。近年有研究学家认为它是古 巴比伦人的加密工具。
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段 密码学（Cryptology）—— 源自希腊语 “kryptos”及“logos”两字，直译即为 “隐藏”及“单词”之意。
2.1 古典密码
② 1949年之前的机械阶段
二战期间，德国共生产了大约10多万部 “ENIGMA”（意为“谜”）密码机
英国，TYPEX密码机 法国，Hagelin密码机 ……
2.1 古典密码
1949年之前……
二战中，印第安纳瓦约土著语言被美军用作密码， 当时纳瓦约族以外的美国人中，能听懂这种语言 的也就一二十人。
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
公元前440年，古希腊“隐写术” 隐形药水 字符标记 图形图像
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
公元前400年，古斯巴达人的Scytale 。这是人类 历史上最早使用的密码器械。
公元前4世纪前后，希腊著名作家艾奈阿斯在其著 作《城市防卫论》中曾提到一种被称为“艾奈阿 斯绳结”的密码。
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
密码学不是科学，而是艺术 纸、笔、简单加密设备，针对的是字符 基本操作：substitution & permutation 简单的密码分析手段出现
2.1 古典密码
② 1949年之前的机械阶段
工业革命的兴起，密码学进入了机器时代 一战是世界密码史上的第一个转折点 二战的爆发促进了密码科学的飞速发展 密码学逐渐成为科学 密码算法逐步考虑复杂性要求 密码分析理论开始形成
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
古罗马，公元前1世纪，著名的凯撒（Caesar） 密码被用于高卢战争。
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
公元9世纪，阿拉伯的科学家阿尔·金迪提出解密 的频度分析方法，通过分析密文字符出现的频率 破译密码。
公元16世纪晚期，英国的菲利普斯利用频度分析 法成功破解苏格兰女王玛丽的密码信，信中策划 暗杀英国女王伊丽莎白，这次解密将玛丽送上了 断头台。
纳瓦约语密码成为历史上从未被破译的密码。
2.2 近代密码
1949年～1975年
计算机的出现使基于复杂计算的密码成为可能 现代数学方法为加密技术提供了新的工具 信息论为密码学提供了理论基础
1949年，Shannon《保密通信的信息理论》 1971年～1973年，IBM Watson实验室的Horst Feistel 等研发Lucifer密码体制
消
息
息
秘密信息
一、密码学与信息安全的关系
密码学是保证信息安全的一种必要手段 密码技术是信息安全的一个核心技术
没有密码学就没有信息安全
此外，立法和管理政策手段等等
一、密码学与信息安全的关系
密码学所要解决的是信息安全的主要任务， 即保证信息的
机密性（confidentiality） 数据完整性（integrity） 认证性（authentication） 抗否认性（non-repudiation） 访问控制（access control）
密码编码学：建立各种类型的密码系统
设计一个密码算法 构建一个密码方案
密码分析学：对密码系统进行攻击破译
由截获到的密文获得明文 由用户公开的信息找到保密的秘密密钥
密码编码学＋密码分析学 ≈ 密码学
一、密码学与信息安全的关系
什么是密码学？按保密的内容分
受限制（restricted）的算法 算法的安全性基于算法的保密性
第二章 加密技术基础
二O一O年秋季
本章目录
一、密码学与信息安全的关系 二、密码学简史 三、定义与基本概念 四、古典加密技术
一、密码学与信息安全的关系
网络安全模型
可信第三方
(如仲裁者、秘密信息的分配者)
发送方
加密 认证

安全变换 安
消
全
息
消
息
秘密信息
信息通道 攻击者
接收方
安 全
安全变换 消
二、密码学简史
密码学是一门古老又年轻的学科 三个阶段
～1949 ：古典密码，艺术(art) 1949～1975 ：近代密码，科学(science) 1976～ ： 现代密码学
(modern cryptography)
2.1 古典密码
① 1949年之前的手工阶段
4000年以前，古埃及的一位擅长书写的祭司在贵 族的墓碑上书写铭文时，有意用变形的象形文字 而不是普通的象形文字来写铭文，这是有文字记 载的最早的密码形式。
一、密码学与信息安全的关系
密码分析学
穷举法(Exhaustive Attack)/暴力法(Brute-force Attack)：对 截获的密文尝试所有可能的密钥直至破译 对抗措施：加大密钥量
统计分析法：通过分析密文和明文的统计规律来破译 对抗措施：使明文与密文的统计特性不一样
解密变换法：针对加密变换的数学基础，通过数学求解的方 法找到相应的解密变换 对抗措施：设计具有坚实数学基础或结构复杂的加密算法
一、密码学与信息安全的关系
密码学的目的
使不知道如何解密的攻击者不可能由其截获的密 文中得到任何有意义的明文信息。 By encoding message to make them non-readable.
使攻击者不可能伪造任何密文性质的信息。
一、密码学与信息安全的关系
什么是密码学？大的范畴分