跳转至

密碼學簡介

密碼學（Cryptography）一般可分爲古典密碼學和現代密碼學。

其中，古典密碼學，作爲一種實用性藝術存在，其編碼和破譯通常依賴於設計者和敵手的創造力與技巧，並沒有對密碼學原件進行清晰的定義。古典密碼學主要包含以下幾個方面：

  • 單表替換加密（Monoalphabetic Cipher）
  • 多表替換加密（Polyalphabetic Cipher）
  • 奇奇怪怪的加密方式

而現代密碼學則起源於 20 世紀中後期出現的大量相關理論，1949 年香農（C. E. Shannon）發表了題爲《保密系統的通信理論》的經典論文標誌着現代密碼學的開始。現代密碼學主要包含以下幾個方面：

  • 對稱加密（Symmetric Cryptography），以 DES，AES，RC4 爲代表。
  • 非對稱加密（Asymmetric Cryptography），以 RSA，ElGamal，橢圓曲線加密爲代表。
  • 哈希函數（Hash Function），以 MD5，SHA-1，SHA-512 等爲代表。
  • 數字簽名（Digital Signature），以 RSA 簽名，ElGamal 簽名，DSA 簽名爲代表。

其中，對稱加密體制主要分爲兩種方式：

  • 分組密碼（Block Cipher），又稱爲塊密碼。
  • 序列密碼（Stream Cipher），又稱爲流密碼。

一般來說，密碼設計者的根本目標是保障信息及信息系統的

  • 機密性（Confidentiality）
  • 完整性（Integrity）
  • 可用性（Availability）
  • 認證性（Authentication）
  • 不可否認性（Non-repudiation）

其中，前三者被稱爲信息安全的 CIA 三要素 。

而對於密碼破解者來說，一般是要想辦法識別出密碼算法，然後進行暴力破解，或者利用密碼體制的漏洞進行破解。當然，也有可能通過構造虛假的哈希值或者數字簽名來繞過相應的檢測。

一般來說，我們都會假設攻擊者已知待破解的密碼體制，而攻擊類型通常分爲以下四種：

攻擊類型 說明
唯密文攻擊 只擁有密文
已知明文攻擊 擁有密文與對應的明文
選擇明文攻擊 擁有加密權限，能夠對明文加密後獲得相應密文
選擇密文攻擊 擁有解密權限，能夠對密文解密後獲得相應明文

Note

注：之前在這裏曾寫過這些攻擊常見的場景，隨着不斷地學習，漸漸意識到這些攻擊類型側重描述攻擊者的能力，有可能適用於各種各樣的場景。故進行修正。

這裏推薦一些資料

Note

推薦在看完公開課的情況下，以及簡單看看電子書的情況下在考慮是否要購買書，因爲書買回來一般都被閒置起來了。

參考

Info

本節大部分定義與例子參考了維基百科。