❶ 密碼學論文寫作論文
密碼學論文寫作範例論文
隨著網路空間競爭與對抗的日益尖銳復雜,安全問題以前所未有的深度與廣度向傳統領域延伸。隨著移動互聯網、下一代互聯網、物聯網、雲計算、命名數據網、大數據等為代表的新型網路形態及網路服務的興起,安全需求方式已經由通信雙方都是單用戶向至少有一方是多用戶的方式轉變。如果你想深入了解這方面的知識,可以看看以下密碼學論文。
題目:數學在密碼學中的應用淺析
摘要:密碼學作為一門交叉學科,涉及學科廣泛,其中應用數學占很大比例,其地位在密碼學中也越來越重要,本文簡單介紹密碼學中涉及數學理論和方法計算的各種演算法基本理論及應用,並將密碼學的發展史分為現代密碼學和傳統密碼學,列舉二者具有代表性的明文加密方法,並分別對其中一種方法進行加密思想的概括和闡述。
關鍵詞:密碼學 應用數學 應用
隨著信息時代的高速發展,信息的安全越來越重要,小到個人信息,大到國家安全。信息安全主要是將計算機系統和信息交流網路中的各種信息進行數學化的計算和處理,保護信息安全,而密碼學在其中正是處於完成這些功能的技術核心。在初期的學習當中,高等數學、線性代數、概率論等都是必須要學習的基礎學科,但是涉及密碼學的實際操作,數論和近世代數的'數學知識仍然會有不同程度的涉及和應用,本文在這一基礎上,討論密碼學中一些基本理論的應用。
一、密碼學的含義及特點
密碼學是由於保密通信所需從而發展起來的一門科學,其保密通訊的接受過程如下: 初始發送者將原始信息 ( 明文) 進行一定方式轉換 ( 加密) 然後發送,接受者收到加密信息,進行還原解讀 ( 脫密) ,完成保密傳輸信息的所有過程,但是由於傳輸過程是經由有線電或無線電進行信息傳輸,易被竊取者在信息傳輸過程中竊取加密信息,在演算法未知的情況下恢復信息原文,稱為破譯。
保密信息破譯的好壞程度取決於破譯者的技術及經驗和加密演算法的好壞。實際運用的保密通信由兩個重要方面構成: 第一是已知明文,對原始信息進行加密處理,達到安全傳輸性的效果; 第二是對截獲的加密信息進行信息破譯,獲取有用信息。二者分別稱為密碼編碼學和密碼分析學,二者互逆,互相反映,特性又有所差別。
密碼體制在密碼發展史上是指加密演算法和實現傳輸的設備,主要有五種典型密碼體制,分別為: 文學替換密碼體制、機械密碼體制、序列密碼體制、分組密碼體制、公開密鑰密碼體制,其中密碼學研究目前較為活躍的是上世紀70年代中期出現的公開密鑰密碼體制。
二、傳統密碼應用密碼體制
在1949年香農的《保密系統的通信理論》發表之前,密碼傳輸主要通過簡單置換和代換字元實現,這樣簡單的加密形式一般屬於傳統密碼的范疇。
置換密碼通過改變明文排列順序達到加密效果,而代換密碼則涉及模運算、模逆元、歐拉函數在仿射密碼當中的基本理論運用。
傳統密碼應用以仿射密碼和Hill密碼為代表,本文由於篇幅所限,就以運用線性代數思想對明文進行加密處理的Hill密碼為例,簡述其加密思想。
Hill密碼,即希爾密碼,在1929年由數學家Lester Hill在雜志《American Mathematical Monthly》
上發表文章首次提出,其基本的應用思想是運用線性代換將連續出現的n個明文字母替換為同等數目的密文字母,替換密鑰是變換矩陣,只需要對加密信息做一次同樣的逆變換即可。
三、現代密碼應用
香農在1949年發表的《保密系統的通信理論》上將密碼學的發展分為傳統密碼學與現代密碼學,這篇論文也標志著現代密碼學的興起。
香農在這篇論文中首次將資訊理論引入密碼學的研究當中,其中,概率統計和熵的概念對於信息源、密鑰源、傳輸的密文和密碼系統的安全性作出數學描述和定量分析,進而提出相關的密碼體制的應用模型。
他的論述成果為現代密碼學的發展及進行信息破譯的密碼分析學奠定理論基礎,現代的對稱密碼學以及公鑰密碼體制思想對於香農的這一理論和數論均有不同程度的涉及。
現代密碼應用的代表是以位元組處理為主的AES演算法、以歐拉函數為應用基礎的RSA公鑰演算法以及運用非確定性方案選擇隨機數進行數字簽名並驗證其有效性的El Gamal簽名體制,本文以AES演算法為例,簡述現代密碼應用的基本思想。
AES演算法的處理單位是計算機單位位元組,用128位輸入明文,然後輸入密鑰K將明文分為16位元組,整體操作進行十輪之後,第一輪到第九輪的輪函數一樣,包括位元組代換、行位移、列混合和輪密鑰加四個操作,最後一輪迭代不執行列混合。
而且值得一提的是在位元組代換中所運用到的S盒置換是運用近世代數的相關知識完成加密計算的。
四、結語
本文通過明確密碼學在不同發展階段的加密及運作情況,然後主要介紹密碼學中數學方法及理論,包括數論、概率論的應用理論。
隨著現代密碼學的活躍發展,數學基礎作為信息加密工具與密碼學聯系越來越密切,密碼學實際操作的各個步驟都與數學理論聯系甚密,數學密碼已經成為現代密碼學的主流學科。
當然,本文論述的數學理論與密碼學的應用還只是二者關系皮毛,也希望看到有關專家對這一問題作出更深層次的論述,以促進應用數學理論與密碼學發展之間更深層次的溝通與發展。
;❷ 李大興的主要成果
(一)系統地解決了概率加密的基礎理論問題,證明了信息擴展率為1+(k/l)的概率加密體制的一般性存在結論,從根本上解決了概率加密的實用問題。
(二)密碼分析是密碼學的兩大學科之一,也是十分困難的研究領域。沒有形成系統理論。李大興博士領導的課題組在密碼分析研究中取得了重要突破,先後破譯了國內外數十例公鑰密碼演算法,並形成了Euclid攻擊法,連分數攻擊法及零知識分析等系統攻擊方法。該工作對我國公鑰密碼學的發展起到了重要促進作用。
(三)信息安全是集數學,計算機科學,電子科學,通訊科學等科學於一體的綜合性交叉學科,它關系著國家和軍隊的安全,維護著國民經濟信息化的穩定。
近年來,李大興教授先後榮獲中國青年科技獎,國家科技進步三等獎,霍英東青年教師基金及黨政密碼科技進步二等獎。
李大興教授自碩士研究生時期開始就潛心從事密碼演算法等方面的研究,目前為止,先後在國內外著名核心期刊上發表論文30餘篇,承擔過的大型項目有:
上海證券交易所遠程資金結算系統安全系統
深圳證券交易所遠程資金結算系統安全系統
中國人民銀行金融認證中心(CFCA)
外經貿部國富安電子商務認證中心
中國電信安全認證中心(CTCA)
國家郵政總局電子匯兌系統
中國建設銀行網上銀行資金清算系統
招商銀行CA中心
上海、深圳、北京電子商務安全認證中心
廣東、山東、山西、吉林等十餘個省級區域性電子商務安全認證中心
❸ 分組密碼加密模式選擇有哪些
分組密碼工作模式的應用背景:多次使用相同的密鑰對多個分組加密,會引發許多安全問題。為了應對不同場合,因而需要開發出不同的工作模式來增強密碼演算法的安全性。ECB特別適合數據較少的情況,對於很長的信息或者具有特定結構的信息,其大量重復的信息或固定的字元開頭將給密碼分析者提供大量的已知明密文對。若明文不是完整的分組,ECB需要進行填充。CBC(Cipher Block Chaining)由於加密演算法的每次輸入和本明文組沒有固定的關系,因此就算有重復的明文組,加密後也看不出來了。為了配合演算法的需要,有一個初始向量(IV)。與ECB一樣有填充機制以保證完整的分組。CFB(Cipher Feedback)和OFB,CTR模式一樣,均可將分組密碼當做流密碼(實際是將分組大小任意縮減)使用。
❹ 簡述加密技術的基本原理,並指出有哪些常用的加密體制及其代表演算法
1、對稱加密演算法
對稱加密演算法用來對敏感數據等信息進行加密,常用的演算法包括:
DES(Data Encryption Standard):數據加密標准,速度較快,適用於加密大量數據的場合。
3DES(Triple DES):是基於DES,對一塊數據用三個不同的密鑰進行三次加密,強度更高。
AES(Advanced Encryption Standard):高級加密標准,是下一代的加密演算法標准,速度快,安全級別高;
演算法原理
AES 演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排,置換是將一個數據單元替換為另一個。AES 使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。
2、非對稱演算法
常見的非對稱加密演算法如下:
RSA:由 RSA 公司發明,是一個支持變長密鑰的公共密鑰演算法,需要加密的文件塊的長度也是可變的;
DSA(Digital Signature Algorithm):數字簽名演算法,是一種標準的 DSS(數字簽名標准);
ECC(Elliptic Curves Cryptography):橢圓曲線密碼編碼學。
演算法原理——橢圓曲線上的難題
橢圓曲線上離散對數問題ECDLP定義如下:給定素數p和橢圓曲線E,對Q=kP,在已知P,Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易,而由Q和P計算k則比較困難。
將橢圓曲線中的加法運算與離散對數中的模乘運算相對應,將橢圓曲線中的乘法運算與離散對數中的模冪運算相對應,我們就可以建立基於橢圓曲線的對應的密碼體制。
❺ 密碼體制包含哪些要素分別表示什麼含義
1)M可能明文的有限集,稱為明文空間。
2)C可能密文的有限集,稱為密文空間。
3)K一切可能密鑰的有限集,稱為密鑰空間。
4)E加密函數
5)D解密函數