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密碼學

密碼學. 網多實驗第二組 B92901016 翁秉義. Outline. 簡介 歷史 方法 理論. 簡介. 密碼學 Cryptology 隱藏 (kryptos) 訊息 (logos). 簡介 – 名詞解釋. 明文 (plaintext) 任何人都讀得懂的文字 密文 (encrypted; cipher text) 用特殊方法使文章內容變得混亂，使得只有少數持有「鑰匙」的人才能看得懂的訊息 Encrypt / decrypt 加密 / 解密. 簡介 – 名詞解釋. Key 鑰匙 明文與密文的對應關係. 簡介 – 四大目標.

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Presentation Transcript

  1. 密碼學 網多實驗第二組 B92901016 翁秉義

  2. Outline • 簡介 • 歷史 • 方法 • 理論

  3. 簡介 • 密碼學 Cryptology • 隱藏(kryptos) • 訊息(logos)

  4. 簡介 –名詞解釋 • 明文(plaintext) • 任何人都讀得懂的文字 • 密文(encrypted; cipher text) • 用特殊方法使文章內容變得混亂，使得只有少數持有「鑰匙」的人才能看得懂的訊息 • Encrypt / decrypt • 加密 / 解密

  5. 簡介 –名詞解釋 • Key • 鑰匙 • 明文與密文的對應關係

  6. 簡介 –四大目標 • 秘密性 • 防止竊聽 • 完整性 • 內容不可被更改 • 鑑定性 • 確定資訊確實是由發送者所傳送而非偽造 • 不可否認性 • 發送方在事後不可否認其傳送過的資訊

  7. 歷史 • 密碼學的歷史已有四千多年 • 密碼學經常作為軍事用途

  8. 歷史 – Caesar Cipher • 兩千年前，Julius Caesar (凱薩)使用了一種簡單的替換密碼 • 運用在Gallic Wars • 後被稱為Caesar Cipher (凱薩密碼)

  9. 歷史 – Caesar Cipher • 每個字母用其後三個字母替代 • A  D; B  E; … • 一般情況： • 只要每個字母都有一對一的關係即可

  10. 歷史 – Caesar Cipher • 阿拉伯人發明頻率攻擊方法

  11. 歷史 – Vigenère Cipher • 改進：Blaise de Vigenère發明多字母替換密碼(polyalphabetic substitution cipher) • Vigenère cipher逐漸被各國採用

  12. 歷史 – Vigenère Cipher • Vigenère cipher • 明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ • 組一：ZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA • 組二：LMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJK • 明文：I CAME I SAW I CONQUERED • 密文：R NZXV T HLD T XZMBFPIPW • 密文： RNZXVTHLDTXZMBFPIPW

  13. 歷史 – Vigenère Cipher • Vigenère cipher機器： Jefferson cylinder

  14. 歷史 – Vigenère Cipher • 1854年， Vigenère cipher首次被 Charles Babbage 攻破，但没有公開 • Friedrich Kasiski於1863年攻破 Vigenère cipher，並公開了

  15. 歷史 –公開金鑰 • 近代：電腦發明 • 1976年，公開金鑰密碼學觀念發表 • 1978年，Knapsack公開密碼系統提出 • 同年，RSA公開密碼系統提出 • 1982年，Knapsack被Shamir破解。 • Shamir – RSA的發明人之一 • RSA一直未被破解

  16. 歷史 –公開金鑰 • Shamir

  17. 歷史 –公開金鑰 • 1994年，RSA129被Lenstra領導小組破解。 • “We are happy to announce that…” RSA-129=114381625757888867669235779976146612010218296721242362562561842935706935245733897830597123563958705058989075147599290026879543541=3490529510847650949147849619903898133417764638493387843990820577 * 32769132993266709549961988190834461413177642967992942539798288533

  18. 方法 • 古典密碼學 • 替換 • 變位 • 近代密碼學 • 量子密碼學

  19. 古典密碼學 –機器 • 密碼機 • 德國發明，用於二次大戰

  20. 古典密碼學 –程式 • 火星文產生器 V2.0 • Designed By Br' ZetA 2002 • 阿光  ◇┼◣◢♂┬▏┤◢

  21. 古典密碼學 –變位法 • 《數位密碼》丹．布朗

  22. 例1 –密文 • 密文： PFEE SESN RETM MFHA IRWE OOIG MEEN NRMA ENET SHAS DCNS IIAA IEER BRNK FBLE LODI

  23. PFEE SESN RETM MFHA IRWE OOIG MEEN NRMA ENET SHAS DCNS IIAA IEER BRNK FBLE LODI

  24. 例1 –排列 P F E E S E S N R E T M P F H A I R W E O O I G M E E N N R M A E N E T S H A S D C N S I I A A I E E R B R N K F B L E L O D I

  25. 例1 –明文 • 明文： • PRIME DIFFERENCE BETWEEN ELEMENTS RESPONSIBLE FOR HIROSHIMA AND NAGASAKI • Prime difference between elements responsible for 広島 and 長崎? • 還得去找問題的答案…= =

  26. 古典密碼學 –變位法 • 變位

  27. 三國時代 XD

  28. 理論 –單向 / 雙向函數 • y = f(x)… • 雙向函數 • y = f(x) = 2x + 1 • 從y反推x？  f-1 = (y – 1) / 2 • 只要有 f 就可以很簡單地推出 f-1  不好！

  29. 理論 –單向 / 雙向函數 • y = f(x)… • 單向函數 • 幾乎不可能從 y 反推 x • 單向暗門函數 • 有一 f-1，使得x = f-1(y) 很容易被計算 • 在只有 f 的狀況下，幾乎不可能推出 f-1 • 在不知道 f-1 的狀況下，幾乎不可能從 y 反推 x

  30. 理論 –單向 / 雙向函數 • 古典密碼學 • 雙向函數 • 藉由隱藏 f 來防止竊聽者推出 f-1 • 近代密碼學 • 單向暗門函數 • 因此，f 是公開的

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