第1章 引论
本章主要对密码学中的基本概念进行简要介绍,并对密码学中常用的一些符号和密码分析的类型加以说明,同时对密码学相关的信息论和计算复杂性基础知识加以阐述。
1.1密码学与信息安全概述
研究信息的保密和复原保密信息以获取其真实内容的学科称为密码学(cryp—tology)。它包括:
密码编码学(cryptography):研究对信息进行编码,实现隐蔽信息的一门学科。
密码分析学(cryptanalytics):研究复原保密信息或求解加密算法与密钥的学科。
在邮政系统和信息的电气化传输发展以前,通信主要由秘密信使来完成。然而信使有被抓获和叛变的可能,所以人们希望他们的通信不能为那些没有获得他们所提供的特殊的解密信息的人们所理解。完成这一目的的技术就构成了密码编码学。因此,密码编码学是一门使传递的信息只为预定的接收者所理解而不向他人泄漏的学科。这里所说的信息包括文字、语音、图像和数据等一切可用于人们进行思想交流的工具。
密码的出现迫使人们使用这样或那样的方法去揭示使用了密码技术的保密通信的秘密。当然,这一过程是在缺乏隐蔽此消息的密码技术的任何细节知识的情况下进行的。完成这一目的的过程就构成了密码分析学,有时也称为破译或攻击。因此,密码分析学是研究如何获得使用了密码技术的保密通信的真实内容的一门学科。
密码方法的使用和研究起源颇早。四千多年以前,人类创造的象形文字就是原始的密码方法。我国周朝姜太公为军队制定的阴符(阴书)就是最初的密码通信方式。
19世纪末,无线电的发明使密码学进入一个开始发展的时期。这一时期密码的主要标志是以手工操作或机械操作实现的,通常称之为初等密码。这类密码的编码思想是:要么错乱明文的顺序,要么用一个字母去替换另一个明文字母,要么用一组字母去替换另一组明文字母,要么对明文信息进行多次代替和置换,以达到文字加密的目的。这一阶段始于20世纪之初,一直延续到20。
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