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一个由五个部分组成的密码系统

1.明文空间M,是所有明文的集合;

2.密文空间C,是所有密文的集合;

3.密钥空间K,它是所有密钥的集合,每个密钥KD都由加密密钥Ke和解密密钥Kd组成,即K=(Ke,Kd);

4.由加密密钥控制的加密集合,由加密密钥控制;

5.解密算法D,解密变换的集合,由解密密钥控制。从以上五个部分可以看出,密钥管理的安全性和加密算法的复杂性是密码系统对加密信息的保密性的关键。

现有的密码系统包括:古典密码系统和现代密码学。古典密码系统是一种密码系统,它使用相同的密钥进行加密和解密。现代密码学是一种新的密码学方法,1976年由difie和hellman[2]提出。它的加密和解密不再使用相同的密钥。一个解密密钥被公开,成为公钥,另一个由用户保密,称为私钥。古典密码系统的两种基本类型是换位密码和替代密码。

换位密码

通过重新排列明文中的字母顺序,可以获得换位密码,但所有字母本身都没有变化。比如:把明文写成两行,先往下写,然后水平写;密文先水平看,然后往下看。

HELLOWORD的明文是:

HLOOL

ELWRD

获得的密文:HLOOLELWRLD。

密码系统可以破解,因为换位密码的加密算法太简单了。

替代密码

替代密码是通过改变明文中的字符来生成一个秘密文本。最简单的单长密钥的替代加密示例如下:如下:如果密钥K是3(或C),那么字母A将变成D,B将变成E,以次类推,Z将变成C。然后,对于明确的HLOOLELWRLD,加密后将变成KHOOORZROG。

这种加密方法可以很容易地通过只有秘密文本的统计特征来攻击。在这个替代密码的例子中,密码系统被破解,因为加密算法太简单。钥匙太短了。

密码乱码本一次。

密钥的加密方法的加密方法密钥不是重复使用,而是随机生成密钥串。然而,密钥的生成、分发和保存都会出现一次一个密码本的问题。

(DES)数据加密标准

DES是迄今为止世界上使用最广泛和流行的分组密码算法。DES使用56比特钥匙对64比特的明文分组进行加密。这是一个单密钥密码系统。其操作流程为:首先将明文分组,将64位分成一组,然后依次对每组进行加密。

目前,攻击DES的主要方法是不同的攻击和线性攻击。虽然增加了算法的复杂性,但由于密钥较短,也无法避免无法保证加密的绝对安全性的尴尬。对于DES加密的消息,其安全性主要取决于钥匙的产生。分发。保存。每次使用不同的密钥进行信息加密,需要随机生成密钥;当密钥生成时,信息发送者和接收者需要有密钥进行加密和解密,这就需要分发安全密钥,以防止敌人拦截。单密钥系统的一个严重缺点是,在任何密钥传输之前,通信双方必须使用一个安全的渠道来协商加密密钥。在实践中,这样做并不容易;密钥还需要安全保存以防止泄漏,因此密钥是随机生成的。安全分发。安全保存将是一个问题,它会影响密码系统的应用和安全。

公钥密码系统

公钥密码系统是一个双钥密码系统。在公钥密码系统中,接收方生成密钥对,将公钥传送给发送方,保留私钥,发送方使用公钥加密待发送的信息,接收方使用私钥解密。

典型的公钥密码系统有一个基于数学问题的RSA加密系统。使用公钥系统进行加密更需要时间。当用于大型信息加密时,目前的时间消耗是无法忍受的。除了RSA,其他公钥密码系统也是基于数学问题的加密算法,对密钥长度也有很大的要求。由于密钥长度要求较大,并且基于尖端数学问题的计算非常复杂,因此公钥密码系统的加密算法运算太慢,速度远远赶不上单个密钥密码系统。因此,目前公钥密码系统主要用于密钥管理和数字签名,而不是加密文件。公钥密码系统的应用范围是有限的,安全强度高的密码系统不能广泛应用于需要加密的各个领域。