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黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)06

黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)06

作者: x00c | 来源:发表于2017-08-18 16:35 被阅读38次

    导读:写了几篇关于网络安全方向的稿了,很荣幸得到不少人的收藏,转发,转发的时候,请尊重下作者的劳动成果,请留下作者或链接,谢谢。头条号:与君成长。
    今天贯穿讲解下关于密码学的内容。将从密码学基础,古典密码,序列密码,公钥密码体等密码知识及一些算法的讨论,欢迎关注,转载,收藏和留言~

    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律,应用于编制密码以保守通信秘密的,称为编码学;应用于破译密码以获取通信情报的,称为破译学,总称密码学。
    一.古典密码
    古典密码时期:这一时期为从古代到十九世纪末,长达数千年时间。主要用“纸或简单器械来加密/解密”
    还记得象形文字吗?没错,严格来讲这就算最早的密码技术。
    下图为古埃及尼罗河畔,一碑文上的变形象形文字:
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    古巴斯达使用的名为“天书”的密码器械工具:先写好 --》拆下送出 --》恢复解密
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    凯撒密码:
    单表替换密码 (明文,秘文往后数三个之母)
    明文:a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
    密文:D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

    维吉尼亚密码:
    多表替换,凯撒密码的改进,特点是将26个恺撒密表合成一个,形成26*26的表格
    它是对同一条信息中的不同字母用不同的密码进行加密。
    当选定RELATIONS作为密钥时,加密过程是:明文一个字母为T,第一个密钥字母为R,因此可以找到在R行中代替T的为K,依此类推,得出对应关系如下:
    密钥:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
    明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
    密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY

    藏头诗也是一种加密:

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    网格密码
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    二.近代密码
    从20世纪初到20世纪50年代
    以机械,电子方式加密解密 黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    简单的说就算经过转换,将明文之母换成另一个
    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    那么中间经过多次变换呢?或许更安全点,在当时确实这样,不过今天肯定不行了
    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    所有可能的密钥:三个转子不同的方向有262626=17576种,三个转子共有6种排序,连接板上6个之母两两互换,大概有100391791500种;一共就大约有1亿亿种可能,然而,在“图灵”的带领下,成功破解了德军的密码。因此,计算机也开始进入人类的世界。

    计算机密码:
    2001年美国联邦政府颁布高级加密标准(AES),后来新的密码技术不断涌现,例如:混沌密码,量子密码,DNA密码等等。
    同时在公钥密码领域,椭圆曲线密码体制由于其高安全性,计算速度快等有点逐渐被人们关注。

    概念演变:
    通信保密(60-70年代):信息保密

    信息安全(80-90年代):机密性,完整性,可用性,可控性,不可否认性

    信息保障:(90--):是保证信息和信息系统能够安全运行的防护性行为。采取技术、管理等综合性手段达到信息安全,以及在遭受攻击后的可恢复性。

    威胁和保护:
    窃取 -- 保密(数据加密)

    冒名 -- 身份鉴别

    抵赖 -- 不可否认性(数字签名)

    篡改 -- 完整性控制

    基本术语:
    明文 / 秘文

    加密 / 解密

    密码算法:加密/解密算法

    密钥(key)

    密钥说一下:用于加密和解密之间起“钥匙”作用的秘密信息。
    现代密码学的一个基本原则:一切秘密寓于密钥之中。即密码算法是公开的,真正需要保密的是密钥。

    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    三.密码体制:
    密码系统实现加密解密功能所采用的方案。
    有“ 明文空间 | 秘文空间 | 密钥空间 | 加密变换 | 解密变换” 五个参数
    表示为一个五元组:(P,C,K,E,D)
    种类:对称密码体制 / 非对称密码体制
    需满足: 所有密钥必须有效 | 必须简单易行 | 加解密算法强
    密码系统:
    用于加密解密的系统
    组成:明文、秘文、密钥、加密、解密
    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    对称密码体制
    加解密要相同
    安全性:完全依赖密钥
    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    被动攻击:会在截获的秘文上分析能否得到可能的密钥
    主动攻击:伪造、篡改、删除、重放秘文、中断通信等
    对称密码体制类型下又有:
    分组密码体制、序列密码体制
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    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    非对称密码体制:
    特点:加解密钥不同,并且难以互推
    公开的加密密钥 --- 公钥

    保密的加密密钥 --- 私钥

    安全性:经过深入研究的数学难题

    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    ******密码学的目的:**
    A和B两个人在不安全的信道上通信,使破译者不能理解通信内容。
    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    Kerchkhoff原则
    假设破译者O已知密码体制,来破解B使用的密钥。
    那么可能有以下几种类型:
    唯密文攻击:O仅有密文y

    已知明文攻击:O具有明文x和对应的密文y

    选择明文攻击:O可获得对加密机的暂时访问,他能够选择明文x并构造密文y

    选择密文攻击:O可暂时接近密码机,可选择密文y,并构造相应的明文x

    破译密码方法:
    基础条件:所有自然语言都有很多的多余内容

    破译原则:遵循观察、经验

    破译方法:采用归纳、演绎

    破译步骤:分析、假设、推测、证实

    四. 加密算法
    古典密码加密( 替换 | 变换 )
    单钥加密算法( 流密码 | 分组密码 )

    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    双钥加密算法
    RSA算法
    RSA算法的安全性建立在数论中“大数分解和素数检测”的基础理论基础之上。

    算法描述:(仅供参考,数学公式没法很好表述)
    假定用户A想给用户B发消息,则RSA加解密如下:
    用户B产生两个大素数p和q(p,q保密)

    用户B计算n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1) (φ(n)是保密的)

    用户B选择一个随机数e(0<e<φ(n)),使得(e,φ(n))=1,即e和φ互素。

    用户B通过计算得出d,使得d×e mod φ(n)=1(即在与n互素的数中选取与φ(n)互素的数,可以通过Euclidean算法得出。d是用户B自留且保密的,用作解密密钥)。

    用户B将n及e作为公钥公开。

    用户A通过公开渠道查到n和e。

    对m施行加密变换,即EB(m)=m^e mod n=c

    用户B收到密文c后,施行解密变换

    DB(c)=c^d mod n=(m^e mod n)^d mod n=m^(ed) mod n=m mod n

    黑客?网络安全之密码学基础(古典/公钥密码体)
    小结:这里把密码学的一些基础,从古典密码到现在的非对称密码体制梳理了一遍。有需要的可以看看,下去还需要收集资料,RSA算法讲解大褂,数学符号没法表示见谅。有不懂的,或者有好的意见的欢迎留言。欢迎:收藏、留言、转发。转发的时候请留下原文地址或作者:头条号:与君成长。尊重个人劳动哦~
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