求一篇密码学应用的论文

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/21 20:38:15
求一篇密码学应用的论文求一篇密码学应用的论文求一篇密码学应用的论文古典密码学  爱伦坡所说:密码可破!人类的智慧不可能造成这样的密码,使得人类本身的才智即使运用得当也无法破开它!  一、密码学的发展历

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古典密码学
  爱伦 坡所说:密码可破!人类的智慧不可能造成这样的密码,使得人类本身的才智即使运用得当也无法破开它!
  一 、密码学的发展历程
  密码学在公元前400多年就早已经产生了,正如《破译者》一书中所说“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长”.密码学的起源的确要追溯到人类刚刚出现,并且尝试去学习如何通信的时候,为了确保他们的通信的机密,最先是有意识的使用一些简单的方法来加密信息,通过一些(密码)象形文字相互传达信息.接着由于文字的出现和使用,确保通信的机密性就成为一种艺术,古代发明了不少加密信息和传达信息的方法.例如我国古代的烽火就是一种传递军情的方法,再如古代的兵符就是用来传达信息的密令.就连闯荡江湖的侠士,都有秘密的黑道行话,更何况是那些不堪忍受压迫义士在秘密起义前进行地下联络的暗语,这都促进了密码学的发展.
  事实上,密码学真正成为科学是在19世纪末和20世纪初期,由于军事、数学、通讯等相关技术的发展,特别是两次世界大战中对军事信息保密传递和破获敌方信息的需求,密码学得到了空前的发展,并广泛的用于军事情报部门的决策.例如在希特勒一上台时,德国就试验并使用了一种命名为“谜”的密码机,“谜”型机能产生220亿种不同的密钥组合,假如一个人日夜不停地工作,每分钟测试一种密钥的话,需要约4.2万年才能将所有的密钥可能组合试完,希特勒完全相信了这种密码机的安全性.然而,英国获知了“谜”型机的密码原理,完成了一部针对“谜”型机的绰号叫“炸弹”的密码破译机,每秒钟可处理2000个字符,它几乎可以破译截获德国的所有情报.后来又研制出一种每秒钟可处理5000个字符的“巨人”型密码破译机并投入使用,至此同盟国几乎掌握了德国纳粹的绝大多数军事秘密和机密,而德国军方却对此一无所知;太平洋战争中,美军成功破译了日本海军的密码机,读懂了日本舰队司令官山本五十六发给各指挥官的命令,在中途岛彻底击溃了日本海军,击毙了山本五十六,导致了太平洋战争的决定性转折.因此,我们可以说,密码学为战争的胜利立了大功.在当今密码学不仅用于国家军事安全上,人们已经将重点更多的集中在实际应用,在你的生活就有很多密码,例如为了防止别人查阅你文件,你可以将你的文件加密;为了防止窃取你钱物,你在银行账户上设置密码,等等.随着科技的发展和信息保密的需求,密码学的应用将融入了你的日常生活.
  二 、密码学的基础知识
  密码学(Cryptogra phy)在希腊文用Kruptos(hidden)+graphein(to write)表达,现代准确的术语为“密码编制学”,简称“编密学”, 与之相对的专门研究如何破解密码的学问称之为“密码分析学”.密码学是主要研究通信安全和保密的学科,他包括两个分支:密码编码学和密码分析学.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息进行伪装.一个密码系统完成如下伪装:加密者对需要进行伪装机密信息(明文)进行伪装进行变换(加密变换),得到另外一种看起来似乎与原有信息不相关的表示(密文),如果合法者(接收者)获得了伪装后的信息,那么他可以通过事先约定的密钥,从得到的信息中分析得到原有的机密信息(解密变换),而如果不合法的用户(密码分析者)试图从这种伪装后信息中分析得到原有的机密信息,那么,要么这种分析过程根本是不可能的,要么代价过于巨大,以至于无法进行.
  在计算机出现以前,密码学的算法主要是通过字符之间代替或易位实现的,我们称这些密码体制为古典密码.其中包括:易位密码、代替密码(单表代替密码、多表代替密码等).这些密码算法大都十分简单,现在已经很少在实际应用中使用了.由于密码学是涉及数学、通讯、计算机等相关学科的知识,就我们现有的知识水平而言,只能初步研究古典密码学的基本原理和方法.但是对古典密码学的研究,对于理解、构造和分析现代实用的密码都是很有帮助.以下介绍我们所研究的古典密码学.
  三 、古典密码学的基本方法
  从密码学发展历程来看,可分为古典密码(以字符为基本加密单元的密码)以及现代密码(以信息块为基本加密单元的密码)两类.而古典密码有着悠久的历史,从古代一直到计算机出现以前,古典密码学主要有两大基本方法:
  ①代替密码:就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符,接收者只要对密文做反向替换就可以恢复出明文.
  ②置换密码(又称易位密码):明文的字母保持相同,但顺序被打乱了.
  现在我们汇报我们研究的几种简单的古典密码学
  1.滚桶密码
  在古代为了确保他们的通信的机密,先是有意识的使用一些简单的方法对信息来加密.如公元六年前的古希腊人通过使用一根叫scytale的棍子,将信息进行加密.送信人先将一张羊皮条绕棍子螺旋形卷起来(如图),然后把要写的信息按某种顺序写在上面,接着打开羊皮条卷,通过其他渠道将信送给收信人.如果不知道棍子的宽度(这里作为密匙)就是不容易解密里面的内容的,但是收信人可以根据事先和写信人的约定,用同样的scytale的棍子将书信解密.
  2. 掩格密码
  16世纪米兰的物理学和数学家Cardano发明的掩格密码,可以事先设计好方格的开孔,将所要传递的信息和一些其他无关的符号组合成无效的信息,使截获者难以分析出有效信息.
  3. 棋盘密码
  我们可以建立一张表,使每一个字符对应一数 , 是该字符所在行标号, 是列标号.这样将明文变成形式为一串数字密文.
  例如:明文 battle on Sunday
  密文 121144443115034330434533141154
  (其中0表示空格)
  例如:如图Polybius的棋盘密(B.C.200)也是一种在古希腊时已经发展的比较完备加密的方法.希腊文字“ ” 被加密为数字25 42 45 41 44 35 43
  4.凯撒(Caesar)密码
  据记载在罗马帝国时期,凯撒大帝曾经设计过一种简单的移位密码,用于战时通信.这种加密方法就是将明文的字母按照字母顺序,往后依次递推相同的字母,就可以得到加密的密文,而解密的过程正好和加密的过程相反.
  例如:明文 battle &