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计算机与网络安全（Avinash Kak）

网络安全

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作者：Avi Kak（kak@purdue.edu）

2017年1月12日

下午2点59分



2017 Avinash Kak，普渡大学

目标：

•介绍加密/解密词汇的基础知识。

•追溯密码学的一些早期方法的历史，并通过这段历史展示人

类在技术和科学傲慢面前的共同失败。

•使用简单的Python和Perl脚本进行机密通信，提供相当不

错的安全性。只是为了好玩而已。

章节标题页码

2.1 加密和解密的基本词汇 3

2.2 古典加密技术的构建模块 8

2.3 凯撒密码 9

2.4 斯瓦希里语的角度... 11

2.5 单字母替换密码 13

2.5.1 非常大的密钥空间，但是.... 15

2.6 可怕的统计攻击 16

2.6.1 比较二元组和三元组的统计数据 18

2.7 多字符加密以掩盖明文结构： 20

Playfair密码

2.7.1 构建用于成对替换的矩阵 21

在Playfair密码中

2.7.2 对字符对的替换规则 22

Playfair密码

2.7.3 Playfair密码有多安全？ 24

2.8 另一种多字母密码：Hill密码 27

2.8.1 Hill密码有多安全？ 29

2.9 多表密码：Vigenere密码 30

2.9.1 Vigenere密码有多安全？ 31

2.10 置换技术 33

2.11 为了娱乐而建立安全通信（但不是为了盈利）2.12 36

作业问

题 2.1：加密和解密的基本词汇 49

计算机和网络安全由Avi Kak 讲座2

明文：这是您想要加密的内容

密文：加密后的输出

加密或加密：将明文转换为密文的过程

加密算法：用于将明文转换为密文的数据处理步骤序列。

加密算法使用的各种参数是从秘密密钥派生的。在商业和其他

民用应用的密码学中，加密和解密算法被放置在加密和解

密算法中使用的各种参数是从秘密密钥派生的。在商业和

其他民用应用的密码学中，加密和解密算法被放置在

"公共领域。 " [想想保持算法秘密的后果。首先和

"首要的是，秘密算法不太可能接受与公共算法相同程度的测试和审查。

"而且，假设一个秘密算法用于组织内的所有通信，

"如果一名不满的员工匿名发布算法到维基解密，会怎么样？]

"秘密密钥：秘密密钥用于设置加密算法中的一些或全部参数。

计算机和网络安全由Avi Kak 讲座2

" "重要的是要注意，在古典密码学中，加密和解密使用相

同的秘密密钥。. "这就是为什么古典密码学也被称为对称

密钥密码学的原因。"另一方面，在更现代的加密算法中，

加密和解密密钥不仅不同，而且其中一个放在公共领域。 "

这样的算法通常被称为非对称密钥密码学，公钥密码学等

。

解密或解密：从密文中恢复明文-

文本

解密算法：将密文转换回明文的数据处理步骤序列。在古典密

码学中，解密算法使用的各种参数都是从加密算法中使用

的相同秘钥派生出来的。

密码学：今天可用的许多加密和解密方案

密码系统：任何单一的加密和解密方案

计算机和网络安全由Avi Kak 讲座2

密码：密码与“密码系统”意思相同

分组密码：分组密码一次处理一块输入数据，并产生相同大小

的密文块。

流密码：流密码通常一次加密一个字节的数据。

密码分析：意味着“破解密码”。密码分析依赖于对加密算法的

了解（对于民用应用程序应该是公开的），以及对明文可

能结构的一些了解（例如典型银行间金融交易的结构），

从密文中部分或完全重建明文。此外，目标还包括推断未

来消息的解密密钥。

用于密码分析的精确方法取决于“攻击者”是否只有一部分

密文，还是明文和密文的配对，明文具有多少结构，以及

攻击者对该结构的了解程度。

古典加密的所有形式的密码分析都利用了明文结构的某些

方面可能在密文中保留下来的事实。

密钥空间：在密码系统中可以使用的所有可能密钥的总数。

例如，DES使用56位密钥。

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