应用密码学论文
4页1、通过几个星期的对密码学的学习,我深刻地体会到密码学的魅力,也认识到随着科学的发展,密码学越来越成为一个国家不可缺少的一项科学技术。随着现代科技的发展,密码也起着非常重要的作用,但许多种密码总是有被外界容易攻击解密的弱点,因此人们研制出一种“不可破译”的密码码体制,不是不可破译,只是因为要想解它太难了,几乎不可能。在这几周时间里,我查找了大量关于密码学的发展史,密码学主要经历了三个阶段:古代加密方法、古代密码和近代密码。首先,古代加密方法处于手工阶段,其源于应用的无穷需求总是来推动技术发明和进步的直接动力。存于石刻或史书中的记载表明,许多古代文明,包括埃及人、希伯来人、亚述人都在实践中逐步发明了密码系统。从某种意义上说,战争是科学技术进步的催化剂。人类自从有了战争,就面临着通信安全的需求,密码技术源远流长。古代加密方法大约起源于公元前 440 年出现在古希腊战争中的隐写术。当时为了安全传送军事情报,奴隶主剃光奴隶的头发,将情报写在奴隶的光头上,待头发长长后将奴隶送到另一个部落,再次剃光头发,原有的信息复现出来,从而实现这两个部落之间的秘密通信。公元前 400 年,斯巴达人就发明了“塞塔式
2、密码” ,即把长条纸螺旋形地斜绕在一个多棱棒上,将文字沿棒的水平方向从左到右书写,写一个字旋转一下,写完一行再另起一行从左到右写,直到写完。解下来后,纸条上的文字消息杂乱无章、无法理解,这就是密文,但将它绕在另一个同等尺寸的棒子上后,就能看到原始的消息。这是最早的密码技术。我国古代也早有以藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画等形式,将要表达的真正意思或“密语”隐藏在诗文或画卷中特定位置的记载,一般人只注意诗或画的表面意境,而不会去注意或很难发现隐藏其中的“话外之音” 。比如:我画蓝江水悠悠,爱晚亭枫叶愁。秋月溶溶照佛寺,香烟袅袅绕轻楼其次是 械阶段) ,古典密码的加密方法一般是文字置换,使用手工或机械变换的方式实现。古典密码系统已经初步体现出近代密码系统的雏形,它比古代加密方法复杂,其变化较小。古典密码的代表密码体制主要有:单表代替密码、多表代替密码及转轮密码。最后是近代密码,这是计算机阶段,密码形成一门新的学科是在 20 世纪 70 年代,这是受计算机科学蓬勃发展刺激和推动的结果。快速电子计算机和现代数学方法一方面为加密技术提供了新的概念和工具,另一方面也给破译者提供了有力武器。计算机和电子
3、学时代的到来给密码设计者带来了前所未有的自由,他们可以轻易地摆脱原先用铅笔和纸进行手工设计时易犯的错误,也不用再面对用电子机械方式实现的密码机的高额费用。总之,利用电子计算机可以设计出更为复杂的密码系统。关于密码学的一些基础知识,我查看很多书籍和资料,发觉密码学真的十分神奇和奥妙。密码学(希腊文用 to 达,现代准确的术语为“密码编制学” ,简称“ 编密学 ”, 与之相对的专门研究如何破解密码的学问称之为“ 密码分析学”。密码学是主要研究通信安全和保密的学科,他包括两个分支:密码编码学和密码分析学。密码编码学主要研究对信息进行变换,以保护信息在传递过程中不被敌方窃取、解读和利用的方法,而密码分析学则于密码编码学相反,它主要研究如何分析和破译密码。这两者之间既相互对立又相互促进。密码的基本思想是对机密信息进行伪装。一个密码系统完成如下伪装:加密者对需要进行伪装机密信息(明文)进行伪装进行变换(加密变换) ,得到另外一种看起来似乎与原有信息不相关的表示(密文) ,如果合法者(接收者)获得了伪装后的信息,那么他可以通过事先约定的密钥,从得到的信息中分析得到原有的机密信息(解密变换) ,而如果
4、不合法的用户(密码分析者)试图从这种伪装后信息中分析得到原有的机密信息,那么,要么这种分析过程根本是不可能的,要么代价过于巨大,以至于无法进行。在计算机出现以前,密码学的算法主要是通过字符之间代替或易位实现的,我们称这些密码体制为古典密码。其中包括:易位密码、代替密码(单表代替密码、多表代替密码等) 。这些密码算法大都十分简单,现在已经很少在实际应用中使用了。由于密码学是涉及数学、通讯、计算机等相关学科的知识,就我们现有的知识水平而言,只能初步研究古典密码学的基本原理和方法。但是对古典密码学的研究,对于理解、构造和分析现代实用的密码都是很有帮助。然后是古典密码学的基础运用:从密码学发展历程来看,可分为古典密码(以字符为基本加密单元的密码)以及现代密码(以信息块为基本加密单元的密码)两类。而古典密码有着悠久的历史,从古代一直到计算机出现以前,古典密码学主要有两大基本方法:代替密码:就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符,接收者只要对密文做反向替换就可以恢复出明文。置换密码(又称易位密码):明文的字母保持相同,但顺序被打乱了。是有意识的使用一些简单的方法对信息来加密。如公元六年前的古希
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