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vigenere算法的方法

发布时间:2023-09-23 21:07:11

‘壹’ 请问有谁知道古代密码学的发展过程

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。

密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则,变明文为密文,称为加密变换;变密文为明文,称为脱密变换。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换,随着通信技术的发展,对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。

密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果,特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。

进行明密变换的法则,称为密码的体制。指示这种变换的参数,称为密钥。它们是密码编制的重要组成部分。密码体制的基本类型可以分为四种:错乱——按照规定的图形和线路,改变明文字母或数码等的位置成为密文;代替——用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文;密本——用预先编定的字母或数字密码组,代替一定的词组单词等变明文为密文;加乱——用有限元素组成的一串序列作为乱数,按规定的算法,同明文序列相结合变成密文。以上四种密码体制,既可单独使用,也可混合使用 ,以编制出各种复杂度很高的实用密码。

20世纪70年代以来,一些学者提出了公开密钥体制,即运用单向函数的数学原理,以实现加、脱密密钥的分离。加密密钥是公开的,脱密密钥是保密的。这种新的密码体制,引起了密码学界的广泛注意和探讨。

利用文字和密码的规律,在一定条件下,采取各种技术手段,通过对截取密文的分析,以求得明文,还原密码编制,即破译密码。破译不同强度的密码,对条件的要求也不相同,甚至很不相同。

中国古代秘密通信的手段,已有一些近于密码的雏形。宋曾公亮、丁度等编撰《武经总要》“字验”记载,北宋前期,在作战中曾用一首五言律诗的40个汉字,分别代表40种情况或要求,这种方式已具有了密本体制的特点。

1871年,由上海大北水线电报公司选用6899个汉字,代以四码数字,成为中国最初的商用明码本,同时也设计了由明码本改编为密本及进行加乱的方法。在此基础上,逐步发展为各种比较复杂的密码。

在欧洲,公元前405年,斯巴达的将领来山得使用了原始的错乱密码;公元前一世纪,古罗马皇帝凯撒曾使用有序的单表代替密码;之后逐步发展为密本、多表代替及加乱等各种密码体制。

二十世纪初,产生了最初的可以实用的机械式和电动式密码机,同时出现了商业密码机公司和市场。60年代后,电子密码机得到较快的发展和广泛的应用,使密码的发展进入了一个新的阶段。

密码破译是随着密码的使用而逐步产生和发展的。1412年,波斯人卡勒卡尚迪所编的网络全书中载有破译简单代替密码的方法。到16世纪末期,欧洲一些国家设有专职的破译人员,以破译截获的密信。密码破译技术有了相当的发展。1863年普鲁士人卡西斯基所着《密码和破译技术》,以及1883年法国人克尔克霍夫所着《军事密码学》等着作,都对密码学的理论和方法做过一些论述和探讨。1949年美国人香农发表了《秘密体制的通信理论》一文,应用信息论的原理分析了密码学中的一些基本问题。

自19世纪以来,由于电报特别是无线电报的广泛使用,为密码通信和第三者的截收都提供了极为有利的条件。通信保密和侦收破译形成了一条斗争十分激烈的隐蔽战线。

1917年,英国破译了德国外长齐默尔曼的电报,促成了美国对德宣战。1942年,美国从破译日本海军密报中,获悉日军对中途岛地区的作战意图和兵力部署,从而能以劣势兵力击破日本海军的主力,扭转了太平洋地区的战局。在保卫英伦三岛和其他许多着名的历史事件中,密码破译的成功都起到了极其重要的作用,这些事例也从反面说明了密码保密的重要地位和意义。

当今世界各主要国家的政府都十分重视密码工作,有的设立庞大机构,拨出巨额经费,集中数以万计的专家和科技人员,投入大量高速的电子计算机和其他先进设备进行工作。与此同时,各民间企业和学术界也对密码日益重视,不少数学家、计算机学家和其他有关学科的专家也投身于密码学的研究行列,更加速了密码学的发展。

现在密码已经成为单独的学科,从传统意义上来说,密码学是研究如何把信息转换成一种隐蔽的方式并阻止其他人得到它。
密码学是一门跨学科科目,从很多领域衍生而来:它可以被看做是信息理论,却使用了大量的数学领域的工具,众所周知的如数论和有限数学。
原始的信息,也就是需要被密码保护的信息,被称为明文。加密是把原始信息转换成不可读形式,也就是密码的过程。解密是加密的逆过程,从加密过的信息中得到原始信息。cipher是加密和解密时使用的算法。
最早的隐写术只需纸笔,现在称为经典密码学。其两大类别为置换加密法,将字母的顺序重新排列;替换加密法,将一组字母换成其他字母或符号。经典加密法的资讯易受统计的攻破,资料越多,破解就更容易,使用分析频率就是好办法。经典密码学现在仍未消失,经常出现在智力游戏之中。在二十世纪早期,包括转轮机在内的一些机械设备被发明出来用于加密,其中最着名的是用于第二次世界大战的密码机Enigma。这些机器产生的密码相当大地增加了密码分析的难度。比如针对Enigma各种各样的攻击,在付出了相当大的努力后才得以成功。

‘贰’ 为什么说加法密码、乘法密码、仿射密码、置换密码、Hill密码以及Vigenere密码

加法密码就是真典密码学中的恺撒密码格式是:密文=(明文+密钥)mod26,剩法密码是恺撒密码发展出来,格式是:密文=明文x实钥mon26;置换密码就是在简单的纵行换位密码中,明文以固定的宽度水平的写在一张图表纸上,密文按垂直方向读出,解密就是密文按相同的宽度垂直的写在图表纸上,然后水平的读出明文。希尔密码(Hill Cipher)是运用基本矩阵论原理的替换密码,由Lester S. Hill在1929年发明。每个字母当作26进制数字:A=0, B=1, C=2... 一串字母当成n维向量,跟一个n×n的矩阵相乘,再将得出的结果MOD26;Vigenere是恺撒密码演变而来。使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法,属于多表密码的一种简单形式。
有兴趣可以了解一下古典密码学,这里面都有。

‘叁’ 什么是古典密码

http://ke..com/view/2296594.html?wtp=tt

‘肆’ 分析加密技术在信息安全体系中的地位和作用

加密技术(Cryptography)已经为人们所熟悉,广泛应用于各行各业。加密技术研究已有多年,有许多加密方法,但是由于加密明确的告知用户,此文件或其他媒介已经进行过加密,窃密者必将利用各种破解工具进行破解,得到密文。虽然加密长度和强度一再增加,但破解工具也在加强。并且由于计算机性能的飞速发展,使解密时间缩短,所以加密术的使用局限性已见一斑。

信息隐藏,信息隐藏可以追溯到公元1499年,它的历史久远。但是直到20世纪90年代,在IT界,人们才赋予了它新的内容,使之成为继加密技术之后,保护信息的又一强有力的工具。信息隐藏与传统的信息加密的明显区别在于,传统的加密技术以隐藏信息的内容为目的,使加密后的文件变得难以理解,而信息隐藏是以隐藏秘密信息的存在为目标。所以科学技术的发展使信息隐藏技术在信息时代又成为新的研究热点。它既发扬了传统隐藏技术的优势,又具有了现代的独有特性。对于研究信息安全方向的学者而言,研究信息隐藏是很有意义的,也是刻不容缓的。

信息隐藏的相关研究

在信息隐藏的研究中,主要研究信息隐藏算法与隐蔽通信。在信息隐藏算法中,主要有空间域算法和变换域算法。最典型的空间域信息隐藏算法为LSB算法,最典型的变换域算法是小波变换算法。由于LSB算法的鲁棒性比较差,相关的研究改进工作都是提高其鲁棒性。对于小波变换算法,由于小波变换具有良好的视频局部特性,加上JPEG2000和MPEG4压缩标准使用小波变换算法取得了更高的压缩率,使得基于小波的变换的信息隐藏技术成为目前研究的热点。一般根据人类的视觉特点,对秘密信息用一定的比例进行小波压缩,压缩过程增加了数据的嵌入容量。然后量化小波系数并转换为二进制流数据。对载体信号同样进行小波变换,选择适当的小波系数及嵌入参数嵌入信息。因为小波有几十种,每种小波的特性不同,参数的选取也不同,所以必须通过实验,筛选出隐蔽性较好、容量较大的方法,从而使不可感知性、鲁棒性与容量三者之间达到平衡。另外,还可以先对偶数点的小波系数与之相邻的两点的小波系数的平均值来替换,这个平均值称为插值,作为秘密数据嵌入的位置。

信息隐藏的实施阶段

一般而言,信息隐藏是分为四个阶段:预处理阶段、嵌入阶段、传输阶段和提取阶段。为了使每个阶段都达到安全,所以必须在预处理阶段,引入加密术中的加密算法。在嵌入阶段,使用基于小波的隐藏信息的算法,在传输阶段,进行隐蔽通信,从而使用传输阶段也是安全的。所以这套信息隐藏的处理方案,将形成一个安全的体系,因此即能隐藏秘密信息的内容,也能隐蔽通信的接收方和发送方,从而建立隐藏通信。

信息隐藏的应用范围

信息隐藏的优势决定了其具有广泛的应用前景,它的应用范围包括:电子商务中的电子交易保护、保密通信、版权保护、拷贝控制和操作跟踪、认证和签名等各个方面。信息隐藏主要分为隐写术和数字水印,数字水印技术主要用于版权保护以及拷贝控制和操作跟踪。在版权保护中,将版权信息嵌入到多媒体中(包括图像、音频、视频、文本),来达到标识、注释以及版权保护。数字水印技术的应用已经很成熟。信息隐藏的另一个分支为隐写术,隐写术的分类的依据不同:可以按隐写系统结构分类:分为纯隐写术、密钥隐写术和公钥隐写术;按隐写空间分类:可以分为信道隐秘、空域隐写、变换域隐写;按隐写载体分类可以分为文本隐写、语音隐写、视频隐写和二进制隐写。

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