密碼學導論

在本章中，我們將介紹基本的編碼術語和概念。我們的目標是讓我們的節目廣為人知
在一些簡單的情況下，並提供主題的最大可能的一般圖片。
(2) (基本術語
任何加密系統的想法都是將機密信息隱藏起來，使其變得毫無意義
任何未經授權的人都無法理解。兩種用途是
她通過格力頻道
加密最常用於將數據安全地存儲在計算機文件或文件中
被加密並不能阻止其他人
像互聯網一樣安全。不管怎樣，真的
它允許他們訪問它，但它確保他們無法理解他們所看到的。
要隱藏的信息通常稱為“原始文本”，而
隱藏它的過程稱為“加密”。原始密文稱為“密文”或
密碼語句，因為它被稱為用於對文本信息進行編碼的一組規則
原始的“密碼算法”。通常，該算法依賴於密鑰；和他
除了消息之外，它是對它的介紹。為了讓收件人從中檢索消息
在密文過程中，必須有一個“解密算法”，當與
適當的“解密密鑰”從密文中檢索原始文本。
一般來說，構成這些“密碼算法”之一的規則集被認為是
非常複雜，需要仔細設計。然而，在本書目標的框架內，有可能
讀者可能會將這些算法視為將數據轉換為圖像的“神奇公式”
在加密密鑰的幫助下無法讀取。
. 下圖提供了使用“密碼系統”來保護消息的示意圖
活動：
消息算法消息
加密
文本 A（見算法
代碼提取
加密密鑰 $ 解密密鑰 $

任何在消息傳輸過程中攔截消息的人都稱為“攔截者”。這個，用
其他作者給出了其他名稱，例如“竊聽者”、“對手”、“冷酷的”和“壞人”。
但是，應該注意的是，在某些情況下，反對者可以是“好人”
有時，我們稍後會詳細討論。即使反對者知道
對於解密算法，他們一般不知道解密密鑰。希望
這種知識的缺乏使反對者無法了解原文。密碼學是一門科學
加密系統的設計，而“密文解析”是指
在此期間，在不知道適當的密鑰的情況下，引出有關原始文本的信息。至於
密碼學是一個總稱，包括密碼學和密文分析。
唷
重要的是要知道密文分析可能不是唯一的方法
反對方可以看到原文。
比如說——例如——有人在設備上存儲加密數據
此人需要某種方式來檢索解鎖密鑰
筆記本電腦;先驗
加密讀取存儲的信息。如果這包括將此密鑰寫在一張紙上以將其粘貼
在筆記本電腦的封面上，任何偷電腦的人都會得到
R。這個例子是一個簡單的例子
無需進行密文分析的密鑰
表明需要的不僅僅是使用良好的加密算法來保護
有必要保守秘密
解碼器鍵。而在對稱系統的情況下，需要保密
此外，在非對稱系統的情況下，此密鑰的知識是不正確的
對反對方的實際利益。其實這個key是可以聲明的，而且通常
那個會發生。因此，發送方和接收方不需要密文來交換任何
他們之間的秘密。事實上，一個人可能沒有必要信任另一個人。
雖然上一段中的陳述看起來簡單直觀，但結果
後果是深遠的。 . 上圖假設發送方和接收方有
一對匹配的鑰匙。事實上，他們可能很難做到這一點
情況。例如，如果編碼系統是對稱的，則可能需要
在交換秘密消息之前分配秘密密鑰的值。一個問題不應該被低估
為這些密鑰提供足夠的保護。其實密鑰管理的問題主要是
一般——包括創建、分發、存儲、更改和銷毀——最困難的方面
獲得一個安全的系統。通常與密鑰管理問題相關的問題是不同的
編碼系統在對稱和非對稱之間有所不同。正如我們所見，如果編碼系統
對稱地，可能需要有能力在保密的同時分配密鑰
價值摩訶。在非對稱編碼系統的情況下，這個問題可以通過
僅分發不需要保密的加密密鑰。然而，出現了一個問題
另一個是確保每個參與者的加密密鑰都經過驗證；不保證認識此人
解密密鑰的用戶值聲明為相應解密密鑰的“所有者”的身份。
當我們介紹對稱和非對稱編碼系統之間的區別時，我們假設
了解算法的反對方。當然，這並不總是正確的。與
編碼系統的設計者最好假設攔截器具有
盡可能多的一般智力和知識的潛力。在那邊
密碼學中的一個眾所周知的原則是，任何密碼系統的安全性都不應該依賴於保留
密碼算法的機密性；這使得系統的完整性相應地依賴於保留
只有秘密解密密鑰。
研究密碼學的目標之一是讓任何想要設計或...
密碼系統的實施評估該系統是否足夠安全以實現
其實施。為了評估密碼系統的安全性，我們做出以下三個假設，我們做出
它有“最壞的情況”：
最壞情況1：執行密文解析的一方知道
完整的編碼系統。
最壞情況2：執行密文解析的一方得到同樣多的
大於此文。
最壞情況3：解析密文的一方知道密文
指定數量密文的原始等價物。
在任何這些情況下，都應該嘗試確定“更大”和“命運”這兩個詞的含義
實際指定”，具體取決於所考慮的編碼系統。
最壞情況 1 意味著我們相信我們不應該依賴
對加密系統的細節保密。但這並不意味著我們允許編碼系統
給大家。當然，反對方的任務如果不知道會更加困難
使用的加密系統，目前可以在一定程度上隱藏。例如，對於
對於現代電子系統，加密算法可以隱藏在設備本身中
通過使用微電子元件；整個算法可以隱藏
裡面有一個小“芯片”。為了獲得算法，反對方必須“打開”
其中一張幻燈片，這是一個微妙且可能非常耗時的過程，儘管
本來可以實施的；我們不能假設對方缺乏能力和耐心
要做到這一點。同樣，可以隱藏包含的算法的任何部分
通過精心編寫的程序作為機器中的程序。我們再次強調，也許它可以
只要有耐心和技巧，就可以揭示這一點，甚至可能會有特定的算法可用
在某些情況下，向反對方提供。從任何編碼系統製造商或設計者的角度來看，
刪除大量
最壞情況 1 是一個基本假設；因為它也是假設的
維護任何加密系統的機密性是他們的最終責任。
最壞情況條件 2 是一個合理的假設。如果沒有可能
攔截過程中，無需使用加密系統。但是，如果反對是可能的，則假設持續各方將無法確定何時進行操作
最安全的選擇是假設可能性
明確反對；然後從那時起
截取所有信件。
最壞情況 3 也是一個現實的假設。反對方可能能夠
. 通過跟踪消息的傳輸和進行獲取此類信息的能力
聰明的猜測。相反，反對方也可以選擇原文
知道它的密碼。這方面的歷史“經典”例子之一發生在
二戰時，一個輕型浮標遭到爆炸襲擊，只是為了確保
原始短信中德語單詞 Leuchttonne 的出現將被編碼
使用 Enigma 密碼（見 B Johnson 的 The Secret War
由英國廣播公司出版）。
利用原件和文本對的存在的異議過程稱為異議過程
Maaroufni 密碼“攔截已知源文本的過程”。如果反對方選擇文本
原來的，就像爆炸浮標的例子一樣
認識到在某些情況下需要廉價的低級別安全性。
. 對於大多數非軍事應用，在加密系統中提供安全性
必須從商業角度證明合理的一般費用一章。此外
但是，添加安全保護工具可能很昂貴；這可能導致
降低編碼系統的整體性能效率。從這裡開始，自然需要保持
安全局勢微乎其微。一種常用的方法是設置安全級別
估計保護信息所需的時間需要什麼。如果我們稱之為
系統所需的“覆蓋時間”，然後我們將大致指示需要提供的安全級別
在編碼系統中。例如，可以考慮為戰術網絡使用適當的加密系統
暫時，覆蓋通過它傳輸的信息的時間不超過幾分鐘，“弱”得多
. 從戰略系統所需的加密系統來看，信息覆蓋時間可達
合同，如政府機密和醫療記錄。
假設解密算法不是秘密的，那麼就只有一種直觀的方法
被用於攔截；至少在理論上，反對者可能會試圖
他們猜測每個可能的解密密鑰，同時“希望”識別出正確的密鑰。叫
這個攔截過程是一個“全局密鑰搜索”或者——換句話說——一個“攔截過程”。
過度用力。當然，只有這樣的攔截才能成功
如果攔截方有某種方法可以識別正確的密鑰，或者——實際上
更常見 - 如果反對方可以消除無效密鑰。在
例如，如果對已知的原文有異議程序，就很明顯了
任何不會產生相應正確源文本的解密密鑰
不代表
整體；正確的鑰匙。但是，正如我們在考慮彼此時所看到的
對於層壓文本
電阻
簡單的例子，除非有適量的明文和編碼文本對
相比之下，解碼器key可能有很多不正確的選擇
這給出了整個可用密文的正確答​​案。如果語言
如果對應以刻板的語言結構為特徵，則可以使用統計方法
排除某些鍵的語言。
我們現在已經到了可以開始闡明評估的一些基本標準的階段
特定編碼方案對特定應用的適用性。系統用戶決定覆蓋時間，例如：
(2) (凱撒之刃
凱撒大帝在他的著作《高盧戰爭》中提到的“凱撒之刃”是最早的
密碼用法示例。根據這個代碼，字母 A 到 W . 被編碼
通過按字母順序用第三個字母表示它們中的每一個。在被代表的同時
字母 X、Y 和 Z 分別是字母 A、B 和 C。雖然使用凱撒
“移位操作”由三個字母組成，類似的代碼可以由
使用 1 到 25 之間的任何數字。實際上，在編碼系統中可以看到任何偏移。
以凱撒密碼為例。
我們再次使用插圖來展示凱撒密碼之一；代表形狀
顯示了以一個中心為中心的兩集；外圈有自由的地方
迴轉。如果我們從外環中的字母 A 開始，圍繞內環中的字母 A，
偏移量為 2 將導致 C 對 A，依此類推。那裡，然後，
包括零偏移在內的 26 個調整位置（當然與偏移量相同）
其中是26。（位移移動的次數由加密密鑰和解碼密鑰決定
凱撒之刃。
一旦商定了移位次數，就在凱撒密碼中實現了編碼
通過將原文的每個字母看成一個內環
並將其替換為圖中所示位於它之前的字母。在解碼過程中，
我們做相反的過程。因此，根據圖中所示，短信的密文為
偏移3個動作時原始DOG在GRJ中，而CAT是原始文本
FDW 密文等效。為了讓讀者更有信心理解代碼系統
凱撒我們要求四個陳述來確定。如果偏移移動次數為7，則密文為
原來VERY對應的是CLYF，而原來是SUN，在offset
t jle。
17運動，即編碼文本對應的文本
對於我們的凱撒密碼，密碼密鑰和解碼器密鑰是相等的
對於位移運動的次數，編碼和解碼的規則不同。然而我們可以
稍微更改語法，使兩個鹼基匹配，而它們的加密和解碼密鑰不同
密碼。例如，我們在位移 0 或 26 處看到了這一點，在這種情況下可以實現相同的效果，並且當
移動次數在 0 到 25 之間的位移就是這個移動次數的編碼
位移相當於解碼器獲得新位移的移動次數
通過從 26 中減去原始位移數。因此 - 例如 - . 是
以 8 個運動偏移編碼相當於以 8 個運動偏移解碼
編碼器和解碼器
一世
18 = 8−26 ِّ 。這使我們能夠在兩個操作中使用相同的規則
通過對18個動作進行位移解碼，位移解碼相當於8個動作。
前面我們提到了對繁瑣鍵的綜合搜索，不言而喻，既然
由於只有 26 個字符，因此凱撒密碼系統容易受到此類攻擊。在我們舉例說明如何實現這一目標之前，我們必須提到一位公民
該系統的另一個弱點：可以通過知道一對密鑰來識別密鑰
極少量
. 原文的字符和對應的密文，即
信息。