密码学基础课件：第一讲 引论.ppt

密码学是信息安全领域的核心组成部分，主要关注如何在潜在敌对的环境中进行安全通信。本讲主要介绍了密码学的基础概念，并通过报务员克劳森的故事生动展示了早期密码学的应用。 克劳森的故事揭示了密码学的基本操作，包括加密和解密的过程。他使用了一个简单的替换方法，将字母替换为数字，然后利用《德意志统计年鉴》中的数字作为密钥，进行模10的加密。这种方法虽然在当时可能相对安全，但其实并未完全掩盖英文中高频字母的出现频率，容易受到密码分析者的攻击。 密码学分为两个主要分支：密码学（Cryptography）和密码分析学（Cryptanalytics）。密码学是关于信息加密的学问，旨在隐藏信息的真实内容；而密码分析学则专注于如何破解加密的信息。两者之间的竞争推动了密码学的发展。 密码分析（Cryptanalysis）是试图从截获的密文中推断出原始明文或密钥的过程。根据攻击方式，可以分为被动攻击和主动攻击。被动攻击仅通过分析截获的密文来尝试破解，而主动攻击者则会篡改信息，如伪造、删除或重放数据。 密码体制主要有两种类型：对称密码体制和非对称密码体制。对称密码体制，如分组密码和流密码，使用同一密钥进行加密和解密，而非对称密码体制，如公钥加密，使用一对密钥，一个用于加密，另一个用于解密，这为数字签名和身份验证提供了基础。 此外，密码学还涉及其他重要概念，如哈希函数（用于数据完整性检查）、伪随机数生成（确保随机性）、安全协议（如承诺协议、零知识证明和多方计算），以及数字签名（确保消息的来源和完整性）等。 密码学的研究不仅限于加密技术，还包括了保障数字化信息、交易和分布式计算安全的广泛策略和技术。正如著名密码学者Ron Rivest所言，密码学是在敌人存在的情况下进行通信的研究。这一定义强调了密码学在现实世界中应对威胁的重要性。 密码学是保护信息安全的关键工具，它的历史、理论和应用都是为了在日益复杂和危险的网络环境中确保数据的安全传输和存储。随着科技的进步，密码学将继续演变，以应对新的挑战和威胁。