3-密码的基本编码原理.ppt

《密码学》课程多媒体课件201教研室*密码的基本编码原理主要内容：易位密码的定义及应用，代替密码的定义及应用，代替密码的简单分析重点：易位密码和代替密码的基本工作原理难点：多表代替，单表代替的简单分析编制密码的基本原理：通过各种不同的编码方法，使得在密钥及其相应密码算法的作用下，将明文集合变换成密文集合的过程。编制密码的方法：易位、代替、字典、加减和混合。本章简要介绍易位密码和代替密码的编制方法和发展过程。易位密码易位密码是按某种密钥指示规则对明文进行位置移动的密码。易位密码的发展从低级到高级经历了简单易位、有限密钥指示易位和无限密钥指示易位。一、简单易位简单易位是一种初级易位密码。其基本思想是按照一定的规则，简单打乱明文排列顺序生成密文。如电文倒置法是将明文按组倒排。明文为：23473489密文为：74329843二、有限密钥指示易位1、单码密钥指示易位有限密钥指示易位是按密钥指示的规则将明文进行位置移动生成密文。它又分为单码密钥指示易位和双重密钥指示易位。单码密钥指示易位所用密钥可表示为置换，密钥长度为t。加密时，首先将明文分成长为t的明文组，对每一组用同一密钥加密。例如：设明文为M=wewillmeet，加密密钥k为置换（254163）。明文分组后为：M=(wewill)(meetzz)加密后所得密文为：C=(eliwlw)(eztmze)脱密时先由加密密钥求出脱密密钥，即置换t的逆置换T=(416325)，再按照脱密密钥指示的规则对密文分组进行位置移动即得明文。由于密钥长度为6，故加密时首先将明文分成长为6的子组，若不能分成整组，可将最后一组补虚码使成整组，不妨设虚码为z。然后对各子组按密钥指示的顺序进行位置移动即得密文。密钥变化量：是指所有可能的密钥总数，是衡量密码保密水平的重要数量指标，密钥变化量要足够大，以抗击密钥穷尽攻击。此例中密钥长度为6，共有6！种不同的密钥指示易位方法，密钥变化量为：6！一般地，密钥长度为l的单码密钥指示易位，其密钥变化量为：l!2、双重密钥指示易位双重密钥指示易位密码的编制方法为：通信双方事先约定好一m×n的方格及相应的行、列密钥。加密时，首先将明文分成长为m×n的明文组，对每一组，按行密钥指示顺序将明文填入方格，再按列密钥指示顺序抄出即为密文。脱密时,按列密钥指示顺序将密文填入方格,再按行密钥指示顺序抄出即为明文。明文为：M=abcdefghijklmnopqrstuvwxyzab密文为：C=jtyozeisxnzdfpukzahrwmbcgqvlabedcba1zzbaz6onmlk3yxwvu5tsrqp4jihgf212453密钥变化量为：三、无限密钥指示易位无限密钥指示易位密码亦称无限易位密码，是指在明文中的每个字母均用一客观无限密钥来指示移位。注：易位密码只改变明文元素的位置，不改变明文的原形和统计特性。代替密码代替密码是按照一定的规则，以特定的数码、字母等隐蔽明文原形的密码。代替密码的表现形式一般为代替表，收发双方按事先约定的代替表和使用方法实现收发报。代替密码的发展从低级到高级经历了单表代替、多表代替和无限代替。一、单表代替1、大简便代替大简便代替密码的编制方法为：以顺序的十个单码为明行，以乱序的十个单码为密行，加密时以密行数据取代相应的明行数据，脱密时以明行数据取代相应的密行数据。只有一个代替表的代替密码称为单表代替。常见的单表代替密码有：若明文为：M=1234789056120098则密文为：C=3456982170341128密钥变化量为：10！对于英文字母也可按同样的方法编制代替表，即为英文一般代替表。英文一般代替表的变化量为26！。例如：2890765431C9876543210M凯撒密码的原理是指明文字母由该字母后第三字母代替代替密码例如，明文密文rpqldjdooldhvwglylvdlqsduwhvwuhvABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC