趣味隐写术与密码术
武汉轻工大学选修课
趣味隐写术与密码术（通识）大作业
学院: 数学与计算机学院
专业: 计算机技术与科学
姓名: 韩晶
学号: 1305110009
时间: 2016.05.09
1.简述常用隐写术与密码术分为哪几类？并应用举例说明。答：目前常用的隐写术和密码术有:变色隐写药水，藏头诗，字符替换，摩氏密码，现代加解密技术，其中包括对称加密解密技术和非对称加密解密技术等，下面一一举例说明。
1）隐写术
1. 隐写药水：淀粉（米汤）写字，紫药水显影，柠檬水写字在水蒸气下显示。
案例：传统谍战电影《风声》
2.藏头诗
a. 藏于诗中：有效信息藏于诗词中，根据意思得到。
案例：《想做你妻》
木目跨于心，古人做反文。小和尚光头，凄惨无泪水。
b.藏于诗头:
庐剧《无双缘》
妆未罢暗凝眉，户愁看紫燕飞，力回天春已老，栖画栋不如归。c.藏于诗尾:
别后空愁我，永言形友爱。六合已姓刘，风枝不可静。
c.藏于诗中间：
陇上行人夜吹笛，女墙犹在夜乌啼。颇黎枕上闻天鸡，本期沧海堪投迹。
2）密码术
字母表替代法
1、顺序字符替换法
从26个英文字母表中第N个字符开始替换，把后面的字母依次写入取N=h 新的字母表顺序为：
h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g
对应原始字母表顺序：
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 原始明文信息：I am Han jing
用上述字符替换法加密后的密文信息：S ht Ohu qpun
2、keyword字符替换法
从26个英文字母表中取出keyword字符放在字母表开头，然后按顺序摆放剩余字母，形成新的字母表顺序为
k e y w o r d a b c f g h I j l m n p q s t u v x z
对应原始字母表顺序
a b c d e f g h I j k L m n o p q r s t u v w s y z
原始明文信息：I am Han jing
用上述字符替换法加密后的密文信息：B kh Aki cbhd
3、栅栏密码
就是把要加密的明文分成N个一组，然后把每组的第1个个字连起来，形成一段无规律的话。不过栅栏密码本身有一个潜规则，就是组成栅栏的字母一般不会太多。
一般比较常见的是2栏的栅栏密码。
比如明文： I LOVE FCBARCELONA
去掉空格后变为： ILOVEFCBARCELONA
两个一组，得到： IL OV EF CB AR CE LO NA
先取出第一个字母： IOECACLN
再取出第二个字母： LVFBREOA
连在一起就是： IOECACLNLVFBREOA
而解密的时候，我们先把密文从中间分开，变为两行：
I O E C A C L N
L V F B R E O A
再按上下上下的顺序组合起来：
ILOVEFCBARCELONA
分出空格，就可以得到原文了：
I LOVE FCBARCELONA
当栅栏和拼音相结合后，诞生出一种奇妙的新思路：
如QGBKSYSHJIEUEIIIIAN
总共19个字母看似不符合栅栏的规则...其实是因为出现了一个叫做“捆绑”的东西：
Q G B K S Y SH J
I E U E I I I IAN
我们发现：上面是声母，下面是韵母...
3.仿射密码
加密和解密算法 C= Ek(m)=(k1m+k2) mod n
M= Dk(c)=k3(c- k2) mod n（其中（k3 ×k1）mod26 = 1）
设密钥K= (7, 3), 用仿射密码加密明文hot。
三个字母对应的数值是7、14和19。分别加密如下：
(7×7 + 3) mod 26 = 52 mod 26 =0
(7×14 + 3) mod 26 = 101 mod 26 =23
(7×19 + 3) mod 26 =136 mod 26 =6
三个密文数值为0、23和6，对应的密文是AXG。
4、维吉尼亚密码
将26个凯撒密表合成一个，根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来对抗字频统计。假如以表第一行代表明文字母，左面第一列代表密钥字母，对如下明文加密：
明文TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
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
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
5、博福特密码
是一种类似于维吉尼亚密码的替代密码，由弗朗西斯·蒲福（Francis Beaufort）发明。
博福特密码是按mod q减法运算的一种周期代替密码。
即ci+td=δi(mi+td)≡(ki-mi+td)(mod q)
符号：ki：密钥 mi：明文 ci：密文
例如，明文的第一个字母为D，则先在表格中找到第D列。由于密钥的第一个字母为F，于是D列从上往下找到F。这一F对应的行号为C，因而C便是密文的第一个字母。以此类推可以得到密文。
以下便是一个密钥为FORTIFICATION时的例子：
Defend the east wall of the castle去空格，
明文：DEFENDTHEEASTWALLOFTHECASTLE
密钥：FORTIFICATIONFORTIFICATIONFO
密文：CKMPVCPVWPIWUJOGIUAPVWRIWUUK
1、摩斯密码及编码术
摩斯密码是世界上最重要的密码技术之一，1843年美国发明者山缪摩斯建立了这一套摩斯密码的系统。摩斯密码是由”.”(短音嘀)与”-”(长音嗒)所组成的，它是在电话尚未被发明之前，用於长距
离的电报电讯技术。因为摩斯密码的简易使用，人们在战争时期或是突发状况中会使用到它，而摩斯密码的传讯可以有许多的变化，它可以利用声音或是闪光灯的长短来分别表示”.”与”-”。
组成：短促的点信号“．”，读“的”（Di）；保持一定时间的长信号“—”，读“答”（Da）。间隔时间：滴，1t；答,3t；滴答间,1t；字母间,3t；字间,5t。
1）、一点为一基本信号单位，一划的长度=3点的长度。
2）、在一个字母或数字内，各点、划之间的间隔应为两点的长度。 3）、字母（数字）与字母（数字）之间的间隔为7点的长度。
4、霍夫曼编码
霍夫曼（Huffman）编码属于码词长度可变的编码类,是霍夫曼在1952年提出的一种编码方法,即从下到上的编码方法.同其他码词长度可变的编码一样,可区别的不同码词的生成是基于不同符号出现的不同概率.生成霍夫曼编码算法基于一种称为“编码树”（coding tree）的技术.算法步骤如下：
设某信源产生有五种符号u1、u2、u3、u4和u5，对应概率P1=0.4，P2=0.1，P3=P4=0.2，P5=0.1。
首先，将符号按照概率由大到小排队，如图所示。编码时，从最小概率的两个符号开始，可选其中一个支路为0，另一支路为1。这里，
我们选上支路为0，下支路为1。再将已编码的两支路的概率合并，并重新排队。多次重复使用上述方法直至合并概率归一时为止。从图（a）和（b）可以看出，两者虽平均码长相等，但同一符号可以有不同的码长，即编码方法并不唯一，其原因是两支路概率合并后重新排队时，可能出现几个支路概率相等，造成排队方法不唯一。一般，若将新合并后的支路排到等概率的最上支路，将有利于缩短码长方差，且编出的码更接近于等长码。这里图（a）的编码比（b）好。
现代密码术
对称密码体制（秘密钥密码体制）
加密密钥和解密密钥相同，或者二者之间存在着某种明确的数学关系。
加密：EK(M)=C；
解密：DK(C)=M
非对称密码体制（公钥密码体制）
加密密钥与解密密钥是不同的，而且从加密的密钥无法推导出解密的密钥。
用公钥KP加密可表示为：EKP(M)=C
用相应的私钥KS解密可表示为：DKS(C)=M
分组密码体制（Block Cipher）
设M为明文，分组密码将M划分为一系列明文块Mi，通常每块包含若干字符，并且对每一块Mi都用同一个密钥Ke进行加密。
M=(M1, M2,… ,Mn) ，
C=(C1, C2 , … ,Cn,)，
其中Ci=E(Mi,Ke)， i=1,2…,n。
序列密码体制（Stream Cipher）
将明文和密钥都划分为位(bit)或字符的序列，并且对明文序列中的每一位或字符都用密钥序列中对应的分量来加密。
M=(M1, M2,… ,Mn)
Ke=(ke1, ke2,…,ken)
C=(C1, C2,…,Cn)
其中Ci=E(mi,kei) ，i=1,2,…,n。固定算法密码体制
固定算法密码体制
C0=E(M0,K0), C1=E(M1,K1),
..., Cn=E(Mn,Kn)
变化算法密码体制
变化算法密码体制
C0=E1 (M0,K0), C1=E2 (M1,K1),
Cn=En (Mn,Kn)
2、查找资料，阐述密码术在战争、谍报工作中的作用，举例说明。
密码学是研究信息加密、解密和破密。而在战争、谍报中信息的传递影响一场战争的胜负甚至许多国家的命运，
这隐形在幕后的智慧之战，其跌宕起伏丝毫不逊于任何一个重大战役中的刀光剑影.在战争或战役中使用密码或破译密码，已经成为扭转战局或决定胜负的关键因素。
战场信息瞬息万变，能把握信息者，制敌于先；而暴露己方信息者，则将受制于人。战场上双方的信息安全极其重要，随着科技的进步和战争的升级，为确保己方信息的安全，同时又能获取对方的信息，加密与解密，成为重中之重。
（一）密码决定成败的案例
（1）自中日甲午战争以来，一直到1937年7月7日卢沟桥事变抗日战争全面爆发，中国方面使用的一些重要的军用密码电报，很多被日本破译，致使中国蒙受巨大损失，中方发现密电码被破译后，几经变更密码，同时针对日方密码机的改进型截收破译设备，培训了多批高级破译专家。在抗日战争中，破译了山本大将出巡、偷袭珍珠港、南进战略等多批绝密密码电报，给予日本军国主义以致命打击，为抗日战争和世界反法西斯战争胜利，做出了巨大的贡献。
（2）1781年，美军破译了克林顿将军与康华利将军的通讯信件，使英国舰队增援约克敦的计划失败，并迫使康华利投降，确定独立战争的胜利
3）公元16世纪晚期，英国的菲利普斯(Philips)利用频度分析法成功破解苏格兰女王玛丽的密码信，信中策划暗杀英国女王伊丽莎白，这次解密将玛丽送上了断头台。
（4）公元前405年，雅典与斯巴达进行旷日持久的伯罗奔尼撒战争进入尾声。斯巴达统帅抓住一名雅典信使，但是除了获得一条布满杂乱无章字母的腰带，其他一无所获。统帅和其他将领对其充满困惑。无意中，统帅将腰带缠到剑鞘上，突然发现了隐藏的消息。通过这则消息，掌握了雅典军队动态，给了雅典人致命一击。
(5)中国在对抗日本的的抗日战争中，使用类似鸡毛信等广为流传的故事。
（二）密码斗争
（1）欧洲的密码学起源于中世纪的罗马和意大利。到了1986年，密码系统在外交通信中已得到普遍适用，且已成为类似应用中的宠儿。当时，密码系统主要用于军事通信，如在美国国内战争期间，联邦军广泛的使用换位加密；联合军密码分析人员破译了截获的大部分联邦军密码，处于绝望中的联邦军有时在报纸上公布联合军的密码，请求读者帮助分析。
（一）美国。
在二次世界大战中，印第安纳瓦霍土著语言被美军用作密码，从吴宇森导演的《风语者》Windtalkers中能窥其一二。所谓风语者，是指美国二战时候特别征摹使用的印第安纳瓦约(Navajo)通信兵。在二次世界大战日美的太平洋战场上，美国海军军部让北墨西哥和亚历桑那印第安纳瓦约族人使用约瓦纳语进行情报传递。纳瓦约语的语法、音调及词汇都极为独特，不为世人所知道，当时纳瓦约族以外的美国人中，能听懂这种语言的也就一二十人。这是密码学和语言学的成功结合，纳瓦霍语密码成为历史上从未被破译的密码。
（二）德国
德国汲取了第一次大战的教训，发展出以机械代替人手的加密方法。雪毕伍斯（Arthur Scherbius）发明了“谜（ENIGMA），用于军事和商业上。“谜”主要由键盘、编码器和灯板组成。三组编码器合、
加上接线器和其他配件，合共提供了种一亿亿种编码的可能性。1925年，“谜”开始有系列生产，在20年间，德国军方购入了3万多台“谜”，亦难倒了“40号房间”，成为德国在二次大战的重要工具。波兰位于德国东面，俄国的西面，一直受到威胁，故成立了波兰密码局（Biuro Szyfrow）以获取情报。波兰从汉斯-提罗．施密德（Hans-Thilo Schmidt）处得到谍报，由年轻的数学家马理安．瑞杰斯基（Marian Rejewski）解译，用了一年时间编纂目录，并在1930年代制造了“炸弹”（bomba），渐渐掌握了解“谜”的技术
（三）英国
1939年9月1日，德国侵击波兰，大战爆发。英国得到了波兰的解密技术后，40号房间除了原有的语言和人文学家，还加入了数学家和科学家，后来更成立了政府代码曁密码学校（Government code and Cipher School），5年内人数增至7000人。1940至1942年是加密和解密的拉锯战，成功的解码提供了很多宝贵的情报。例如在1940年得到了德军进攻丹麦和挪威的作战图，以及在不列顚战役（Battle of Britain）事先获得了空袭情报，化解了很多危机。但“谜”却并未被完全破解，加上“谜”的网络很多，令德国一直在大西洋战役中占上风。最后英国在“顺手牵羊”的行动中在德国潜艇上俘获“谜”的密码簿，破解了“谜”。英国以各种虚假手段掩饰这件事，免得德国再次更改密码，并策划摧毁了德国的补给线，缩短了大西洋战役。如此多的战争见证了密码在战争中的重要地位无数历史事实证明，
战争的胜负在很大程度上依靠密码保密的成败，或许世界的命运有时就掌握在密码学家的手中。
（四）中国
1941年12月3日，池步洲通过破译截获的一份由日本外务省致驻美大使野村的特级密电：
１立即烧毁一切机密文件；
２尽可能通知有关存款人将存款转移到中立国家银行；
３帝国政府决定采取断然行动。
根据当时情况池步洲判断，这是“东风，雨”（即日美开战）的先兆。结合此前译出日本搜集到有关美国檀香山海军基地的情报，池步洲作了两点估计：
一、开战时间在星期天；
二、地点在檀香山珍珠港海军基地。
当这个消息呈递给蒋介石以后，蒋十分震惊，立刻向美国方面通报。但由于美国国内孤立主义情绪的高涨，罗斯福并未重视中国传来的情报。4天后，震惊世界的珍珠港事件发生。
1943年4月18日，山本五十六及其随从分乘两架专机，由6架战斗机护航，出巡太平洋战争前线，鼓舞日军士气。当时，池步洲得到两份关于山本五十六出巡日程的电报。一份用日本海军密电拍发，通知
到达地点的下属；一份用LA码（池步洲破译的密电码，通常以LA开头，习惯上称之为LA码）拍发，通知日本本土。池步洲破译的，是后一份密电。池步洲迅速将破译到的情报，向蒋介石汇报，蒋立即向美军通报。美军迅速派出16架战斗机前去袭击，全歼敌机。作战的第二天，美国搜索队在原始森林里找到坠机残骸，山本五十六手握“月山”军刀，横倒在残骸旁边。
现代密码学：第55讲 后量子密码学
现代密码学 第五十五讲后量子密码学信息与软件工程学院
第五十七讲后量子密码学 量子计算对密码学的影响 后量子密码学的研究方向
量子计算对密码学的威胁 ?贝尔实验室，Grove算法，1996年 ?针对所有密码（包括对称密码）的通用的搜索破译算法 ?所有密码的安全参数要相应增大 ?贝尔实验室，Shor算法，1994年 ?多项式时间求解数论困难问题如大整数分解问题、求解离散对数问题等?RSA、ElGamal、ECC、DSS等公钥密码体制都不再安全
量子计算对密码学的威胁（续） 密码算法类型目的受大规模量子计算机的影响 AES对称密钥加密密钥规模增大SHA-2, SHA-3Hash函数完整性输出长度增加RSA公钥密码加密，签名，密钥建立不再安全ECDSA，ECDH公钥密码签名，密钥交换不再安全DSA公钥密码签名不再安全
量子计算机的研究进展 ?2001年，科学家在具有15个量子位的核磁共振量子计算机上成功利用Shor算法对15进行因式分解。 ?2007年2月，加拿大D-Wave系统公司宣布研制成功16位量子比特的超导量子计算机，但其作用仅限于解决一些最优化问题，与科学界公认的能运行各种量子算法的量子计算机仍有较大区别。 ?2009年11月15日，世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。同年，英国布里斯托尔大学的科学家研制出基于量子光学的量子计算机芯片，可运行Shor算法。 ?2010年3月31日，德国于利希研究中心发表公报：德国超级计算机成功模拟42位量子计算机。 ?2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称“全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”。
趣味隐写术与密码术
武汉轻工大学选修课 趣味隐写术与密码术（通识）大作业 学院: 数学与计算机学院 专业: 计算机技术与科学 姓名: 韩晶 学号: 1305110009 时间: 2016.05.09
1.简述常用隐写术与密码术分为哪几类？并应用举例说明。答：目前常用的隐写术和密码术有:变色隐写药水，藏头诗，字符替换，摩氏密码，现代加解密技术，其中包括对称加密解密技术和非对称加密解密技术等，下面一一举例说明。 1）隐写术 1. 隐写药水：淀粉（米汤）写字，紫药水显影，柠檬水写字在水蒸气下显示。 案例：传统谍战电影《风声》 2.藏头诗 a. 藏于诗中：有效信息藏于诗词中，根据意思得到。 案例：《想做你妻》 木目跨于心，古人做反文。小和尚光头，凄惨无泪水。 b.藏于诗头: 庐剧《无双缘》 妆未罢暗凝眉，户愁看紫燕飞，力回天春已老，栖画栋不如归。 c.藏于诗尾: 别后空愁我，永言形友爱。六合已姓刘，风枝不可静。 c.藏于诗中间： 陇上行人夜吹笛，女墙犹在夜乌啼。颇黎枕上闻天鸡，本期沧海堪投迹。 2）密码术 字母表替代法
1、顺序字符替换法 从26个英文字母表中第N个字符开始替换，把后面的字母依次写入取N=h 新的字母表顺序为： h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g 对应原始字母表顺序： 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 原始明文信息：I am Han jing 用上述字符替换法加密后的密文信息：S ht Ohu qpun 2、keyword字符替换法 从26个英文字母表中取出keyword字符放在字母表开头，然后按顺序摆放剩余字母，形成新的字母表顺序为 k e y w o r d a b c f g h I j l m n p q s t u v x z 对应原始字母表顺序 a b c d e f g h I j k L m n o p q r s t u v w s y z 原始明文信息：I am Han jing 用上述字符替换法加密后的密文信息：B kh Aki cbhd 3、栅栏密码 就是把要加密的明文分成N个一组，然后把每组的第1个个字连起来，形成一段无规律的话。不过栅栏密码本身有一个潜规则，就是组成栅栏的字母一般不会太多。 一般比较常见的是2栏的栅栏密码。 比如明文：I LOVE FCBARCELONA
密码学竞赛,单选题
1.在现有的计算能力条件下，对于非对称密码算法Elgamal，被认为是安全的最小密钥长度是（D.1024位）。 2.密钥为“ISCBUPT”，利用Playfair密码算法，将明文“steganographia”加密，其结果（A）。A.GNTLTONHOEAFCP ? B.GNTLTONHOEBFCP ? C.GNTLTONHOEAFCT ? D.GNTLTONHOHAFCP 3.RSA使用不方便的最大问题是（A ）。 ? A.产生密钥需要强大的计算能力 ? B.算法中需要大数 ? C.算法中需要素数 ? D.被攻击过许多次 4. 一种密码攻击的复杂度可分为两部分，即数据复杂度和（B ） ? A.时间复杂度 ? B.处理复杂度 ? C.空间复杂度 ? D.计算复杂度 5.第一个被推广的背包公钥加密体制是（A ） ? A.Merkle-Hellman
? B.ECC ? C.Rabin ? D.McEliece 6.一个同步流密码具有很高的密码强度主要取决于（A ） ? A.密钥流生成器的设计 ? B.密钥长度 ? C.明文长度 ? D.密钥复杂度 7.根据所依据的难解问题，除了（D）以外，公钥密码体制分为以下分类。 ? A.大整数分解问题（简称IFP） ? B.离散对数问题（简称DLP） ? C.椭圆曲线离散对数问题（简称ECDLP） ? D.生日悖论 8.字母频率分析法对（B）算法最有效。 ? A.置换密码 ? B.单表代换密码 ? C.多表代换密码 ? D.序列密码 9.一切国家机关、武装力量、政党、社会团体、_____都有保守国家秘密的义务。（D）
? A.国家公务员 ? B.共产党员 ? C.政府机关 ? D.企业事业单位和公民 10.Vigenere密码是由（C）国密码学家1858年提出来的。 ? A.英 ? B.美 ? C.法 ? D.意大利 11.数字证书采用公钥体制，每个用户设定一个公钥，由本人公开，用它进行（）。 ? A.加密和验证签名 ? B.解密和签名 ? C.加密 ? D.解密 12.最佳放射逼近分析方法是一种（）的攻击方法 ? A.选择密文攻击 ? B.唯密文攻击 ? C.选择明文攻击 ? D.已知明文攻击
全国密码学术竞赛单选题
1.希尔密码是由数学家（A）提出来的。 A.Lester Hill B.Charles Wheatstone C.Lyon Playfair D.Blaise de Vigenere 2.利用椭圆曲线实现ElGamal 密码体制，设椭圆曲线是E11(1,6)，生成元 G=(2,7)，接收方A的私钥钥nA=7，公钥PA= (7, 2)，发送方B 欲发送消息Pm=(10,9)，选择随机数k=3，求密文Cm=（C）。 A.{ (2,3), (5, 2) } B. { (3,2), (6, 2) } C.{ (8,3), (10, 2) } D.{ (6,5), (2, 10) } 3.最佳放射逼近分析方法是一种（D）的攻击方法 A.选择密文攻击 B.唯密文攻击 C.选择明文攻击 D.已知明文攻击 4.凯撒密码体制是一种加法密码，现有凯撒密码表，其密钥为k=3，将密文mldrbxnhsx解密后，明文为（C）。 A.jiaoyukepx B.ijaoyukepu C.jiaoyukepu D.aojuyukepu 5.1980年Asmuth和Bloom根据（D）提出了(t,n)-门限方案 https://www.wendangku.net/doc/103233586.html,grange内插多项式 B.离散对数问题 C.背包问题 D.中国剩余定理 6.用推广的Euclid 算法求67 mod 119 的逆元（A）。 A.16.0 B.32.0 C.24.0 D.33.0 7.电子认证服务提供者应当妥善保存与认证相关的信息，信息保存期限至少为电子签名认证证书失效后_____。（A） A.五年 B.十年 C.十五年 D.二十年 8.重合指数法对（C）算法的破解最有效。 A.置换密码
量子密码学
密码学(cryptography)简单的说就是通过某种方式只能将信息传递给特定的接受者。 实现的手段基本上就是对要传递的信息实行加密 (encryption) 和解密 (decryption) 算法，从而使任何其它人没有办法获得原始信息。密钥 (key) 指的是一串特定的参数， 发送信息的一方用密钥和原始信息进行加密运算得到密文 (cryptogram)，接收方用密 钥和密文进行解密运算得到原始信息。加密和解密的算法是公开的，密文的保密性依赖 于密钥的保密性。密钥的保密性依赖于密钥的随机性和有足够的长度。密钥分两类，一 类是对称密钥 (Symmetric key) ，发送和接收方用同样的密钥进行加密解密，比如DES (Data Encryption Standard) 算法；另一类是非对称密钥 (Asymmetric key) ，发送 和接收方用不同的密钥进行加密解密，发送方用公用密钥 (Public key) 加密，接收方 用私有密钥 (Private key) 解密。两个密钥有一定的数学关系，但是很难从公用密钥 获得私有密钥，比如RSA算法采用的分解大数法。一旦双方获得相应的密钥，密文就可 以在公共信道上传递而不必顾忌公共信道上可能存在的窃听者，因为窃听者没有密钥， 无法成功解密。但是为了通信双方成功建立密钥，必须要有一个可靠和高度机密的信道 传递密钥。然而从理论上说，任何经典的密钥传递 (key distribution) 都不能保证总 能察觉密钥是否被窃听。因为经典的信息是无法区分的 (跟量子相比) ，窃听者可以读 取信息然后还原该信息，接收方无法知道中间是否发生过窃听。非对称密钥的好处就在 于避免了密钥的传递，由于双方的密钥有一定的数学关系，但又不是用现有的计算能力 能够快速破解的，比如RSA的分解大数关系，所以达到保密的目的。这种方法的缺陷在 于如果有一种比现有快很多的计算方法出现，就很容易获得私有密钥。比如已经有人提 出如果量子计算机可以实现，采用量子算法可以大大加快分解大数的时间 (Peter Shor at AT&T lab. 1994) 。 有没有绝对的保密呢？香农 (Shannon at Bell lab.) 在四十年代从理论上证明了如果 密钥的长度不小于密文，并且保证绝对随机，同时采用one-time-pad算法(简单的说就是密钥只能用一次)，就没有办法破译，即使你有量子计算机也没有用。但是这个算法在实 用上非常难实现，首先就是不能保证密钥传递的可靠性。 量子密码学 (Quantum Cryptography) 的优势就在于利用海森堡测不准原理 (Heisenberg uncertainty principle) 和量子纠缠(quantum entanglement)这些基本的量子原理使得 密钥可以绝对保密地传递。量子密钥传递(Quantum Key Distribution：QKD) 是现在Quan- tum Cryptography的核心。 现在具体介绍QKD的实现方法。 最早的QKD协议由Bennett and Brassard于1984年提出，简称为"BB84"。发送方Alice 和接收方Bob使用一个量子信道传递四种偏振光子，同时使用一个经典信道传递普 通信号。窃听者Eve被允许随意窃听，也就是说可以随意测量量子信道里的光子的 偏振方向，同时听到任意经典信道里的信息，但是不能改变听到的信息。首先 Alice产生并发送给Bob一串光子，这些光子被任意偏振在0, 45, 90 ,135度上。然 后Bob测量接收到的光子的偏振方向。根据量子力学，Bob只能区分正交的偏振方向 ，比如0和90度，45和135度，但是不能区分所有方向。因此整个过程可以用简单的 图示表示。Alice发送给Bob的光子偏振方向如下： | / - \ - / | |
第四届(2019)全国高校密码数学挑战赛赛题一-ECDLP
第四届（2019）全国高校密码数学挑战赛 赛题一 一、赛题名称：椭圆曲线离散对数问题（ECDLP ） 二、赛题描述： 2.1 符号说明 设F ?表示具有p 个元素的有限域，其中p >3 是一个素数。F ?上的椭圆曲线E 是一个点集合E /F ?=?(x ,y )?y ?=x ?+ax +b ,a ,b ,x ,y ∈F ??∪{∞}，其中∞表示无穷远点，4a ?+27b ?≠0 mod p 。 2.2基础知识 设P =(x ?,y ?),Q =(x ?,y ?)∈E /F ?, 在E 上定义“+”运算P +Q =R , R =(x ?,y ?)∈E /F ?是过P，Q 的直线与曲线的另一交点关于x 轴的对称点（当P =Q 时，R 是P 点的切线与曲线的另一交点关于x 轴的对称点） 上述计算可用公式表示如下: 1）当P ≠Q 时（Addition），R =(x ?,y ?)=(??????????????x ??x ?,????? ???????(x ??x ?)?y ?)；
2）当P=Q时（Doubling），R=(x?,y?)=(??????? ???? ? ?2x?,??????? ??? ?(x?? x?)?y?)； 此外，对任意P=(x?,y?)∈E /F?,定义: 3）P+∞=∞+P=P； 4）(x?,y?)+(x?,?y?)=∞,这里(x?,?y?)∈E /F?记为?P.特别的，?∞=∞. 可验证E /F?关于上述定义的“+”运算构成一个交换群，记为E (F?). 设P∈E (F?),记[k]P=P+P+?+P (k times)，则[k]P∈E (F?)，该运算 称为椭圆曲线标量乘法运算。设 r 为最小的正整数使得[r]P=∞，r 称为是 P 的阶（order）。令，可验证关于“+”运算 ?P?={∞,P,[2]P,…,[r?1]P}?P? 构成E (F?)的一个 r 阶子群。 2.3问题描述 椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）：给定椭圆曲线E / F?:y?=x?+ax+b,P∈E(F?),r?order(P),R∈?P?,计算1≤k≤r使得R=[k]P.（该问题可形式化地记为k=log?R） 具体参数请见附件：ECDLP数据文件.txt。 2.4成绩评判 (1). 本赛题共分3类挑战（1-8小题为第一类，9-16小题为第二类，17-22 小题为第三类，题目参数请见（五）），在同类挑战中，以选手做出的参数最长的题目得分为该类挑战得分，同类挑战中多做题目不多得分； (2).第一类挑战中，第1-8小题分值分别为22，26，30，34，38，42，46， 50；第二类挑战中，第9-16小题分值分别为28，34，40，46，52，58，64，70；第三类挑战中，第17-22小题分值分别为30，40，50，60，70，80； (3). 分数相同的选手依照难度最高的挑战求解时间来排序，求解用时越少 者排名越靠前；
(完整版)密码学学习心得
密码学认识与总结 专业班级信息112 学号201112030223 姓名李延召报告日期. 在我们的生活中有许多的秘密和隐私，我们不想让其他人知道，更不想让他们去广泛传播或者使用。对于我们来说，这些私密是至关重要的，它记载了我们个人的重要信息，其他人不需要知道，也没有必要知道。为了防止秘密泄露，我们当然就会设置密码，保护我们的信息安全。更有甚者去设置密保，以防密码丢失后能够及时找回。密码”一词对人们来说并不陌生，人们可以举出许多有关使用密码的例子。现代的密码已经比古代有了长远的发展，并逐渐形成一门科学，吸引着越来越多的人们为之奋斗。 一、密码学的定义 密码学是研究信息加密、解密和破密的科学，含密码编码学和密码分析学。 密码技术是信息安全的核心技术。随着现代计算机技术的飞速发展，密码技术正在不断向更多其他领域渗透。它是集数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的交叉学科。使用密码技术不仅可以保证信息的机密性，而且可以保证信息的完整性和确证性，防止信息被篡改、伪造和假冒。目前密码的核心课题主要是在结合具体的网络环境、提高运算效率的基础上，针对各种主动攻击行为，研究各种可证安全体制。 密码学的加密技术使得即使敏感信息被窃取，窃取者也无法获取信息的内容；认证性可以实体身份的验证。以上思想是密码技术在信息安全方面所起作用的具体表现。密码学是保障信息安全的核心；密码技术是保护信息安全的主要手段。 本文主要讲述了密码的基本原理，设计思路，分析方法以及密码学的最新研究进展等内容 密码学主要包括两个分支，即密码编码学和密码分析学。密码编码学对信息进行编码以实现信息隐藏，其主要目的是寻求保护信息保密性和认证性的方法;密码分析学是研究分析破译密码的学科，其主要目的是研究加密消息的破译和消息的伪造。密码技术的基本思想是对消息做秘密变换，变换的算法即称为密码算法。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
密码技术竞赛测试题
全国密码技术竞赛-模拟练习题 一.单项选择题（共40题，每题1分） 1.首次提出公钥密码体制的概念的著作是（）。 ? A.《破译者》 ? B.《密码学新方向》 ? C.《保密系统的通信理论》 ? D.《学问的发展》 2.利用椭圆曲线实现ElGamal 密码体制，设椭圆曲线是E11(1,6)，生成元G=(2,7)，接收方A的私钥钥nA=7，公钥PA= (7, 2)，发送方B 欲发送消息Pm=(10,9)，选择随机数k=3，求密文Cm=（）。 ? A.{ (2,3), (5, 2) } ? B. { (3,2), (6, 2) } ? C.{ (8,3), (10, 2) } ? D.{ (6,5), (2, 10) } 3.线性密码分析方法本质上是一种（）的攻击方法 ? A.唯密文攻击 ? B.已知明文攻击 ? C.选择明文攻击 ? D.选择密文攻击 4.（）算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。 ? A.仿射密码 ? B.维吉利亚密码 ? C.轮转密码 ? D.希尔密码 5.从事国家秘密载体制作、复制、维修、销毁，涉密信息系统集成，或者武器装备科研生产等涉及国家秘密业务的企业事业单位，应当经过保密审查，具体办法由_____规定。（） ? A.法院 ? B.检察院 ? C.密码管理机构 ? D.国务院 6.下面的说法中错误的是（）。 ? A.传统的密钥系统的加密密钥和解密密钥相同
? B.公开密钥系统的加密密钥和解密密钥不相同 ? C.报文摘要适合数字签名但不适合数据加密 ? D.数字签名系统一定具有数据加密功能 7.下列（）算法不具有雪崩效应。 ? A.DES加密 ? B.序列密码的生成 ? C.哈希函数 ? D.RSA加密 8.RSA使用不方便的最大问题是（）。 ? A.产生密钥需要强大的计算能力 ? B.算法中需要大数 ? C.算法中需要素数 ? D.被攻击过许多次 9.可证明安全属于下列（）范畴中 ? A.加密安全性 ? B.解密安全性 ? C.计算安全性 ? D.实际安全性 10.1949年，（）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。 ? A.Shannon ? B.Diffie ? C.Hellman ? D.Shamir 11.分别征服分析方法是一种（）的攻击方法 ? A.唯密文攻击 ? B.已知明文攻击 ? C.选择明文攻击 ? D.选择密文攻击 12.大约在公元前1900年（相当于古代中国的大禹时代），_____的一位石匠在主人的墓室石墙上刻下了一段象形文字，这段描述他的贵族主人一生事迹的文字，被西方密码专家认为是密码学的开端。（） ? A.古印度 ? B.古希腊 ? C.古埃及 ? D.古巴比伦
量子密码导论
量子密码学导论期末论文 量子密码的简单介绍和发展历程及其前景 0引言 保密通信不仅在军事、社会安全等领域发挥独特作用，而且在当今的经济和日常通信等方面也日渐重要。在众多的保密通信手段中，密码术是最重要的一种技术措施。 经典密码技术根据密钥类型的不同分为两类:一类是对称加密(秘密钥匙加密)体制。该体制中的加解密的密钥相同或可以互推，收发双方之间的密钥分配通常采用协商方式来完成。如密码本、软盘等这样的密钥载体，其中的信息可以被任意复制，原则上不会留下任何印迹，因而密钥在分发和保存过程中合法用户无法判断是否已被窃听。另一类是非对称加密(公开密钥加密)体制。该体制中的加解密的密钥不相同且不可以互推。它可以为事先设有共享密钥的双方提供安全的通信。该体制的安全性是基于求解某一数学难题，随着计算机技术高速发展，数学难题如果一旦被破解，其安全性也是令人忧心的。
上述两类密码体系的立足点都是基于数学的密码理论。对密码的破解时间远远超出密码所保护的信息有效期。其实，很难破解并不等于不能破解，例如，1977年，美国给出一道数学难题，其解密需要将一个129位数分解成一个64位和一个65位素数的乘积，当时的计算机需要用64?10年，到了1994年，只用了8个月就能解出。 经典的密码体制都存在被破解的可能性。然而，在量子理论支配的世界里，除非违反自然规律，否则量子密码很难破解。量子密码是量子力学与信息科学相结合的产物。与经典密码学基于数学理论不同，量子密码学则基于物理学原理，具有非常特殊的随机性，被窃听的同时可以自动改变。这种特性，至少目前还很难找到破译的方法和途径。随着量子信息技术的快速发展，量子密码理论与技术的研究取得了丰富的研究成果。量子密码的安全性是基于Heisenberg 测不准原理、量子不可克隆定理和单光子不可分割性，它遵从物理规律，是无条件安全的。文中旨在简述量子密码的发展历史，并总结量子密码的前沿课题。 1 量子密码学简介 量子密码学是当代密码理论研究的一个新领域，它以量子力学为基础，这一点不同于经典的以数学为基础的密码体制。量子密码依赖于信息载体的具体形式。目前，量子密码中用于承载信息的载体主要有光子、微弱激光脉冲、压缩态光信号、相干态光信号和量子光弧子信号，这些信息载体可通过多个不同的物理量描述。在量子密码中，一般用具有共轭特性的物理量来编码信息。光子的偏振可编码为量子比特。量子比特体现了量子的叠加性，且来自于非正交量子比特信源的量子比特是不可克隆的。通过量子操作可实现对量子比特的密码变换，这种变换就是矢量的线性变换。不过变换后的量子比特必须是非正交的，才可保证安全性。一般来说，不同的变换方式或者对不同量子可设计出不同的密码协议或者算法，关键是所设计方案的安全性。 在量子密码学中，密钥依据一定的物理效应而产生和分发，这不同于经典的加密体制。目前，在经典物理学中，物体的运动轨迹仅山相应的运动方程所描述和决定，不受外界观察者观测的影响。但是在微观的量子世界中，观察量子系统的状态将不可避免地要破坏量子 系统的原有状态，而且这种破坏是不可逆的。信息一旦量子化，量子力学的特性便成为量子信息的物理基础，包括海森堡测不准原理和量子不可克隆定理。量子密钥所涉及的量子效应主要有： 1. 海森堡不确定原理：源于微观粒子的波粒二象性。自由粒子的动量不变，自由粒子同时 又是一个平面波，它存在于整个空间。也就是说自由粒子的动量完全确定，但是它的位置完全不确定. 2. 在量子力学中，任意两个可观测力学量可由厄米算符A B ∧∧来表示，若他们不对易，则不 能有共同的本征态，那么一定满足测不准关系式： 1,2A B A B ? ∧∧∧∧????≥ ||???? 该关系式表明力学量A ∧和B ∧不能同时具有完全确定的值。如果精确测定具中一个量必然无法精确测定以另一个力学量，即测不准原理。也就是说，对任何一个物理量的测量，都
2016年全国密码学竞赛初赛真题(收集版)
因为题是我们答题的时候自己存下来的，所以并不是严格的40道单选20道多选20道选择。排版比较乱，但是有很好的参考价值。 一、单选 4.以Brakerski-Vaikuntanathan为代表提出了基于（）困难问题构造的第2代全同态加密方案。 A.霍奇猜想 B.纳卫尔-斯托可方程 C.NP-C D.带误差学习 5.DES加密算法中___________。 A.全部过程是非线性的 B.全部过程是线性的 C.部分过程是非线性的 D.不存在以上说法 7.下面哪种密码可以抵抗频率分析攻击（） A.置换密码 B.仿射密码 C.多名代替密码 D.加法密码 8. TELNET协议主要应用于哪一层（?? ?） A.应用层 B.传输层 C.Internet层? D.网络层 9.（）的安全性是基于数论中在一个非常大的维数格中寻找最短向量的数学难题。 A.NTRU 算法 B.全同态 C.RSA算法 D.DH算法 10.会话密钥由（）选择并分发。 A.会话请求双发 B.可信权威机构 C.密钥中心 D.可信服务器 16.2013年，IBM研究中心发布的开源同态加密库HElib实现的是（）方案。 A.DGHV B.GSW C.BGV D.BV11b 17.采用主模式进行?IKE?第一阶段协商的三对消息中，哪一对消息的协商是加密进行的？（）? A.双方交换协商第一阶段?SA?需要的参数 B.双方交换?KE?和?Nonce C.双方交换身份验证信息 D.以上都不是 18.下列哪项不可以用来侦听和分析网络流量（） A.Wireshark B.Tcpdump C.SSLdump D.Burpsuite 18.（）方式，数据解密时需要将密文传输至客户端，数据库密文的检索性能是该种加密方式面临的最大问题。 A.存储层加密 B.数据库层加密 C.应用层加密 D.网络层加密 21.G.I.David等提出一种基于（）的数据库加密策略。 A.密钥 B.子密钥 C.上下文 D.对象 4.以Brakerski-Vaikuntanathan为代表提出了基于（）困难问题构造的第2代全同态加密方案。 A.霍奇猜想 B.纳卫尔-斯托可方程 C.NP-C D.带误差学习 26.Which of the following is not included in public key cryptosystem for confidentiality? A.Key generation B.Encryption algorithm C.Decryption algorithm D.Verification algorithm 25.下列不属于可信计算平台中的构件的是（） A.安全协处理器 B.可信平台模块 C.安全插槽 D.增强型CPU 27.S-HTTP是在（）的HTTP协议 A.传输层 B.链路层 C.网络层 D.应用层 22. 除了（）以外，下列都属于公钥的分配方法 A.公用目录表 B.公钥管理机构 C.公钥证书 D.秘密传输
密码学的发展
课程论文 题目密码学的发展 一、引言 密码学之研究為一般性资讯安全以及网路安全之基础，其研究范畴包括基础密码理论之开拓、基本密码系统设计技术之研发、基本破密理论之研究、应用密码协定之发展与分析。於基础密码理论方面，其探讨之主题包括密码系统安全性所根基之数论、组合论、以及计算复杂度分析。此类研究之目的乃為了进一步深入瞭解目前已被设计密码系统之安全根基，以及為了开创更适合发展密码系统之理论基础。近年来，一个共同之目标更為能够提供可证明安全性之密码系统而努力。基本密码系统设计技术之研发则多方面发展，根据上述之理论基础，以及应用功能之需求而进行设计与分析改良。其研究之主题约略含盖私密性之研究可( 由对称式与非对称式加密器达成) 、资料认证性与不可否认性之研究可由认证协( 定或数位签署达成) 、资料完整性之研究…等等。基本破密理论之研究乃基於基础密码理论以及基本密码系统特性与功能，进行各种一般性或特殊系统适合之密码分析术及破密法研究。该项研究一般均由理论层面进行探讨密码系统所根基之理论基础问题，或者是配合密码系统本身建构特性与其根基理论基础同时进行破密，该类之研究较著重理论之探讨。然而亦有研究者重视实务面以及工程面对於破密之影响，例如几年前诸多以分散式计算之方式进行分解因数演算法能力展示之研究、近年来大量研究利用实际物理世界计算器必然泄露之讯息例如(计算时间、能量消耗、计算可靠度、系统反应:)以破密以及利用密码系统实现时不当之软体界面定义而达成攻击之目的…等等，皆為研究者(特别為工程界人员)不可轻忽之项目。 二、发展历程 概况：密码学还不是科学，而是艺术出现一些密码算法和加密设备，密码算法的基本手段代换和置换(substitution &permutation)出现，针对的是字符，较多的运用了模运算，出现多轮加密的概念简单的密码分析手段出现，Kerckhoff原则。
量子密码学的应用研究
2009年第11期，第42卷 通 信 技 术 Vol.42，No.11,2009 总第215期Communications Technology No.215,Totally 量子密码学的应用研究 何湘初 （广东工贸职业技术学院计算机系，广东 广州 510510） 【摘 要】文中首先对量子密码学作了简单的介绍，给出了量子密钥所涉及的几个主要量子效应，接着较为详细地阐述了国内外量子密码学发展的历史，给出了量子密码学研究的几个课题：量子密钥分配、量子签名、量子身份认证、量子加密算法、量子秘密共享等，并分别加以简单的说明并详细地分析了阻碍量子密码实用化的几个因素。最后对量子密码学的发展做了展望。 【关键词】量子密码；量子身份认证；量子通信 【中图分类号】TN918 【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2009)11-0093-03 Quantum Cryptography and its Applications HE Xiang-chu （Dep.of Computer, Guangdong Vocational College of Industry & Commerce, Guangzhou Guangdong 510510, China） 【Abstract】This paper first gives a brief introduction of quantum cryptography and several principal quantum effects involved by quantum key; then it describes in detail the development history of quantum cryptography at home, gives some topics in the research of quantum cryptography, including quantum key distribution, quantum signature, quantum identity authentication, quantum encryption, quantum secret-sharing, and their brief descriptions, and analyzes in depth some hindering factors in practical quantum cryptography; finally, the development of quantum cryptography is forecasted. 【Key words】quantum cryptography；quantum authentication; quantum communication 0 引言 随着科学技术的发展，信息交流己经深入到社会生活的各个角落，各种通信手段形成一张大网，将人们紧密联系在一起。人们对信息交流的依赖性越来越强，对信息交流的安全性要求也越来越高，基于数学理论的经典通信保密机制并不能从根本上保证通信的安全，然而，随着量子物理学的发展，人们有了一种基于物理理论的崭新的信息保密方法—量子密码学，理论上讲，这种保密机制可以从根本上保证信息的安全。 1 量子密码学简介 量子密码学是当代密码理论研究的一个新领域，它以量子力学为基础，这一点不同于经典的以数学为基础的密码体制。量子密码依赖于信息载体的具体形式。目前，量子密码中用于承载信息的载体主要有光子、微弱激光脉冲、压缩态光信号、相干态光信号和量子光弧子信号，这些信息载体可通过多个不同的物理量描述。在量子密码中，一般用具有共轭特性的物理量来编码信息。光子的偏振可编码为量子比特。量子比特体现了量子的叠加性，且来自于非正交量子比特信源的量子比特是不可克隆的。通过量子操作可实现对量子比特的密码变换，这种变换就是矢量的线性变换。不过变换后的量子比特必须是非正交的，才可保证安全性。一般来说，不同的变换方式或者对不同量子可设计出不同的密码协议或者算法，关键是所设计方案的安全性[1]。 在量子密码学中，密钥依据一定的物理效应而产生和分发，这不同于经典的加密体制。目前，量子密钥所涉及的量子效应主要有[2]： ① 海森堡不确定原理：源于微观粒子的波粒二象性。自由粒子的动量不变，自由粒子同时又是一个平面波，它存在于整个空间。也就是说自由粒子的动量完全确定，但是它的位置完全不确定； ② 光子的偏振现象：每个光子都具有一个特定的线偏 收稿日期：2008-12-18。 作者简介：何湘初（1977-），男，讲师，硕士，主要研究方向为通 信技术、虚拟一起。 93
凯撒密码的加密和解密
关于凯撒密码的实现原理 班级：姓名：学号：指导老师： 一、设计要求说明 1、设计一个凯撒密码的加密和解密的程序，要求输入一段字符和密码，输出相应的密文，完成加密过程； 若输入被加密的密文及解密密钥，能还原出原文，完成解密。 2、语言不限，工具不限，独立完成，参加答辩。 3、严格按照格式的要求完成文档，在第六部分的运行结果分析中，要求抓图说明。 二、基础知识介绍 凯撒密码的历史 凯撒密码（caeser）是罗马扩张时期朱利斯?凯撒（Julius Caesar）创造的，用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。 古罗马随笔作家修托尼厄斯在他的作品中披露，凯撒常用一种“密表”给他的朋友写信。这里所说的密表，在密码学上称为“凯撒密表”。用现代的眼光看，凯撒密表是一种相当简单的加密变换，就是把明文中的每一个字母用它在字母表上位置后面的第三个字母代替。古罗马文字就是现在所称的拉丁文，其字母就是我们从英语中熟知的那26个拉丁字母。因此，凯撒密表就是用d代a，用e代b，……，用z代w。这些代替规则也可用一张表格来表示,所以叫“密表”。 基本原理 在密码学中存在着各种各样的置换方式，但所有不同的置换方式都包含2个相同的元素。密钥和协议(算法)。凯撒密码的密钥是3，算法是将普通字母表中的字母用密钥对应的字母替换。置换加密的优点就在于它易于实施却难于破解. 发送方和接收方很容易事先商量好一个密钥，然后通过密钥从明文中生成密文，即是敌人若获取密文，通过密文直接猜测其代表的意义，在实践中是不可能的。 凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下： 在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数） 同样，解密过程可表示为： m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数） 对于计算机而言，n可取256或128，m、k、c均为一个8bit的二进制数。显然，这种加密算法极不安全，即使采用穷举法，最多也只要255次即可破译。当然，究其本身而言，仍然是一个单表置换，因此，频率分析法对其仍是有效的。 加密解密算法 恺撒密码的替换方法是通过排列明文和密文字母表，密文字母表示通过将明文字母表向左或向右移动一个固定数目的位置。例如，当偏移量是左移3的时候（解密时的密钥就是3）： 明文字母表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 密文字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 使用时，加密者查找明文字母表中需要加密的消息中的每一个字母所在位置，并且写下密文字母表中对应的字母。需要解密的人则根据事先已知的密钥反过来操作，得到原来的明文。例如： 明文：THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG 密文：WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ 恺撒密码的加密、解密方法还能够通过同余数的数学方法进行计算。首先将字母用数字代替，A=0，B=1，...，Z=25。此时偏移量为n的加密方法即为： E (x)= (x+n) mod 2 解密就是： D (x)= (x-n) mod 2
量子理论发展史
量子理论发展史 20世纪初，Planck提出了能在全波段与观测结果符合的黑体辐射能量密度随频率分布的公式，即Planck公式。要从理论上导出Planck公式，需假定物体吸收或发射电磁辐射，只能以“量子”（quantum）的方式进行，每个“量子”的ε.由于能量不连续的概念在经典力学中是完全不容许的，所以尽管这能量为hv = 个假设能堆到出与实际观测极为符合的Planck公式，在相当长的时间内量子假设并未受到重视。 Einstein在用量子假设说明光电效应问题时提出了光量子概念，他认为辐射场就是由光量子组成，采用光量子概念后光电效应中的疑难迎刃而解。Einstein 和P.J.W.Debye进一步把能量不连续的概念应用于固体中原子的振动，成功解释了温度趋于零时固体比热容趋于零的现象。至此，物理学家们才开始重视能量不连续的概念，并用它来解决经典物理学中的其它疑难问题。比较突出的是原子结构与原子光谱的问题。 1896年，汤姆生提出原子结构的葡萄干面包模型，即正电荷均匀分布于原子中，电子以某种规则排列镶嵌其中。1911年，卢瑟福根据α粒子的散射实验提出了原子的有核模型:原子的正电荷及几乎全部质量集中于原子中心很小的区域，形成原子核，电子围绕原子核旋转。有核模型可以很好解释α粒子的大角度散射实验，但引来了两大问题：（1）原子的大小问题。在经典物理框架中思考卢瑟福的有核模型，找不到一个合理的特征长度。（2）原子的稳定性问题。电子围绕原子核的加速旋转运动。按照经典电动力学，电子将不断辐射能量而减速，轨道半径不断缩小，最后掉到原子核上，原子随之塌缩。但现实世界表明，原子稳定地存在于自然界。矛盾就这样尖锐地摆在面前，亟待解决。 此时，丹麦年轻的物理学家玻尔来到卢瑟福的的实验室，他深深为此矛盾吸引，在分析了这些矛盾后，玻尔深刻认识到原子世界必须背离经典电动力学。玻尔把作用量子h（quantum of action）引进卢瑟福模型，提出原子的量子论：一是原子的具有离散能量的定态概念，一是两个定态之间的量子跃迁概念和频率条件。[4]然而，玻尔理论应用到简单程度仅次于氢原子的氦原子时，结果与实验不符。对微观粒子的运动规律的探索显得紧迫。为了达到这个目的，1924年德布罗意在光有波粒二象性的启示下，提出了微观粒子也具有波粒二象性的假说。[5]提出了德布罗意关系，按照德布罗意关系，与自由粒子联系的波是一个平面波。1927年，戴维孙和革末的电子衍射实验证明了德布罗意假说的正确性。 量子力学理论在1923—1927年间建立起来。微观粒子的量子态用波函数来描述，Schrodinger 方程表示微观粒子波函数随时间变化的规律。海森堡的矩阵
计算机网络安全技术教程(密码学)选择题汇总
一、网络安全概述 1.信息安全的目标是（abcd） A.机密性 B.完整性 C.可用性 D.可靠性+ 不可抵赖性 2.信息安全从整体上分成5个层次，（cd）是信息安全中研究的关键点 A.密码安全 B.安全协议 C.网络安全 D.安全系统 3.ip协议（b） A.是加密的安全协议 B.是未加密的不安全协议 C.是机密性协议 D.是完整性协 4.常用的网络服务中，DNS 使用（ab） A.UDP协议 B.TCP协议 C.IP协议 D.ICMP协议 二、网络安全程序设计基础 1.下列（d）协议工作在TCP| IP的网络层 A.TCP B.HTTP C.DNS D.ARP 2.默认Web服务器的TCP的端口号是（d）A 16 B.21 C.64 D.80 3.下列（d）不是网络安全编程的常用语言 A.C语言 B.VBScript C.JavaScript https://www.wendangku.net/doc/103233586.html, 三、信息加密原理与技术 1.DES算法的入口参数有3个：Key、data和Mode.其中Key为（a）位，是DES算法的工作密钥。 A. 64 B. 56 C.8 D.7 2.PGP加密技术是一个基于（a）体系的邮件加密软件. A. RSA 公钥加密 B.DES对称加密 C. MD5数字签名 D. MD5加密 3.通常用于提供消息或者文件的指纹信息，采用（d）技术 A.数字证书 B. 数字信封 C.对称加密 D.散列函数 4.PKI可以提供（acd） A.认证服务 B.完整性服务 C.数据完整性服务 D.不可否认性服务 四、网络入侵与攻击技术 1.一次字典攻击能否成功，很大程度上取决于（a） A.字典文件 B.计算机速度 C.网络速度 D.攻击者水平高低 2.SYN风暴属于（a） A.拒绝服务攻击 B.缓冲区溢出攻击 C.操作系统漏洞攻击 D.IP欺骗攻击 3.下面属于网络攻击的步奏是（abc） A.隐藏IP地址 B.网络后门种植 C.网络探测与扫描 D. 字典攻击 4.木马程序用于隐藏的是（C）部分 A. 客户端程序 B.通信程序 C.服务端程序 D.控制程序 五、防火墙与入侵检测系统 1.防火墙技术分为（abc） A. 包过滤防火墙 B.应用代理防火墙 C.状态监测防火墙 D.病毒防火墙 2.仅设立防火墙。而没有（acd）,防火墙形同虚设。 A.管理员 B. 安全操作系统 C.安全策略 D. 防病毒系统 3.下面说法错误的是（a） A.规则越简单越好 B.防火墙和规则集是安全策略的技术实现 C.建立一个可靠的规则集对于实现一个成功、安全的防火墙来说是非常关键的 D.防火墙不能防止已感染病毒的软件或文件 4.（a）作用在网络层，针对通过的数据包，检测其源地址、目的地址、端口号、协议类型 等标识确定是否允许数据包通过。 A.包过滤防火墙 B. 应用代理防火墙 C.状态检测防火墙 D.分组代理防火墙 六、Ip安全与VPN技术 1.IPv4协议传输的数据包（a） A.明文信息 B.密文信息 C.不可能被修改 D.源端不可否认 2.ESP除了AH提供的所有服务外，还提供（b）服务
密码学基础复习资料
1、 Kerchkoffs 原则 密码系统的安全性不应取决于不易改变的事物（算法），而应取决于改变的密钥。 2、 SP 网络 SP 网络就是由多重S 变换和P 变换组合成的变换网络，即迭代密码，它是乘积密码的一种，其基本操作是S 变换（代替）和P 变换（换位），前者称为S 盒，后者被称为P 盒，S 盒的作用是起到混乱作用，P 盒的作用是起到扩散的作用。 4安全机制 指用来保护系统免受侦听、阻止安全攻击及恢复系统的机制。 5加密算法 将明文变换为密文的变换函数，相应的变换过程称为加密，即编码的过程，通常用E 表示，即c=E k (p)。 6、数字签名的基本原理什么？ 答：一个数字签名方案由两部分组成：带有陷门的公开签名算法和验证算法。公开签名算法是一个由密钥控制的函数。对任意一个消息x ，一个密钥k ，签名算法产生一个签名)(x sig y k =签名很难伪造。验证算法),(y x ver 也是公开的，它通过true y x ver =),(或false 来验证签名。 7、密码学的五元组是什么？它们分别有什么含义？ 答：密码学的五元组是指：｛明文、密文、密钥、加密算法、解密算法｝。 明文：是作为加密输入的原始信息，即消息的原始形式，通常用m 或表示。 密文：是明文经加密变换后的结果，即消息被加密处理后的形式，通常用c 表示。 密钥：是参与密码变换的参数，通常用k 表示。 加密算法：是将明文变换为密文的变换函数，相应的变换过程称为加密，即编码的过程，通常用表示，即()k c E p =。 解密算法：是将密文恢复为明文的变换函数，相应的变换过程称为解密，即解码的过程，通常用D 表示，即()k p D c =。 8、为什么在密钥管理中要引入层次式结构？ 答：层次化的密钥结构意味着以少量上层密钥来保护大量下层密钥或明文数据，这样，可保证除了主密钥可以以明文的形式 基于严格的管理受到严密保护外（不排除受到某种变换的保护），其他密钥则以加密后的密文形式存储，改善了密钥的安全性。层次化的密钥结构具有安全性强、可实现密钥管理的自动化的优点。 4、对数字签名的要求是什么？ (1)签名必须是依赖于被签名信息的一个位串模板，即签名必须以被签名的消息为输入，与其绑定； (2)签名必须使用某些对发送者是唯一的信息。对发送者唯一就可以防止发送方以外的人伪造签名，也防止发送方事后否认； (3)必须相对容易地生成该数字签名，即签名容易生成； (4)必须相对容易地识别和验证该数字签名； (5)伪造数字签名在计算复杂性意义上具有不可行性，既包括对一个已有的数字签名构造新的消息，也包括对一个给定消息伪造一个数字签名； (6)在存储器中保存一个数字签名副本是现实可行的。 9、为什么序列密码的密钥不能重复使用？ 答：序列密码是模仿的“一次一密”加密算法，其安全强度取决于密钥流生成器生成的密钥流的周期、复杂度、随机（伪随机）特性等，密钥的重复使用将导致其安全性降低。 10、设实数域上的椭圆曲线为x x y 363 2 －＝，令)5.8,5.2(),5.9,5.3(-=-Q P ＝。 计算Q P +。 解：将 x 1 = –3.5, y 1= 9.5, x 2= –2.5, y 2 = 8.5 代入椭圆曲 线加方程易得： X 3 = 7、 y 3 = 1。 因此：P + Q = (7, 1)。 11、设通信双方使用RSA 加密体制，接收方的公开密钥是（5,35），接收到的密文是10，求明文。 解：据题意知：e ＝5，n ＝35，C ＝10。 因此有：()()()()35574624n ????===?= ()1 1mod 5mod 245d e n ?--=== 所以有：5 mod 10mod 355d M C n ===。 12、画出分组密码算法的原理框图，并解释其基本工作原理。