密码学基础

2023-04-10 05:19:53
来源：其他
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初学信息安全的朋友最初接触到的应该不例外的都是密码学，作为基础，我们应该掌握好其原理和机制，而针对算法的问题，我在以后的文章中会陆续提及，但对于一般的朋友来讲，不用过多深究各类算法，鉴于本人能力有限，涉及的面深度或广度均有所欠缺，仅供初学者们学习和交流所用。
密码学是一门研究秘密信息的隐写技术的学科
密码学技术可以使消息的内容对(除发送者和接收者以外)的所有人保密.
可以使接收者验证消息的正确性，是解决计算机与通信安全问题重要技术之一.
基本术语：密码技术（Cryptography）—把可理解的消息变换成不可理解消息，同时又可恢复原消息的方法和原理的一门科学或艺术。
明文（plaintext ）--变换前的原始消息
密文（ciphertext） --变换后的消息
密码（cipher ）--用于改变消息的替换或变换算法
密钥（key ）--用于密码变换的，只有发送者或接收者拥有的秘密消息
编码（encipher /encode）--把明文变为密文的过程
译码（decipher /decode)—把密文变为明文的过程
基本概念：Encryption 把明文变成密文的加密函数 C = EK(P)
Decryption 把密文变成明文的加密函数 P = EK-1(C)
key –用于加密或解密的秘密参数, 选自密钥空间 K
（一般情况下，可以把密码系统理解成可逆的密码算法、密钥空间，即：加密算法：EK; K in K : P -> C
及唯一逆算法：P = EK-1; K in K : C -> P ）
*通常密码系统是公开的，只有密钥是秘密信息*
密码学算法大致分为:
私钥加密算法(private-key encryption algorithms )
----分组密码,-----流密码
公钥加密算法(public-key encryption algorithms)
数字签名算法(digital signature algorithms )
哈希函数（hash functions）

密码分析（又可称为攻击）:
密码分析学是指在没有加密密钥的情况下,攻击密文的过程
唯密文攻击 (ciphertext only )
--只知道算法与一些密文
--利用统计方法
--需要能够识别明文
<密码分析学是指在没有加密密钥的情况下,攻击密文的过程>
唯密文攻击 (ciphertext only )
--只知道算法与一些密文
--利用统计方法
--需要能够识别明文
已知明文攻击（known plaintext ）
----知道一些明文/密文对
----利用已知的明文密文对进行攻击
选择明文攻击（chosen plaintext ）
----能够选择明文并得到响应的密文----利用算法的结构进行攻击
选择密文攻击（chosen ciphertext ）
----能够选择密文并得到对应的明文
----利用对算法结构的知识进行攻击
选择明文-密文对攻击（chosen plaintext-ciphertext ）
----能够选择明文并得到对应的密文或选择密文并得到对应的明文
----利用对算法结构的了解进行攻击
穷密钥搜索
理论上很简单，对每个密钥进行测试
最基本的攻击方法，复杂度有密钥量的大小决定
假设可以对正确的明文能够识别

*无条件安全与计算安全
无条件安全（unconditional security）
由于密文没有泄露足够多的明文信息，无论计算能力有多大，都无法由密文唯一确定明文。
计算安全（computational security ）
----在有限的计算资源条件下，密文不能破解。
（如破解的时间超过地球的年龄）

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