密码学----基本概念

密码学的目的是通过将信息编码使其不可读，从而达到安全性。

1、明文和密文

明文信息是知道这种语言的任何人都能理解的，该信息不进行任何编码，是发送人、接受人和任何访问信息的人都能理解的信息。

明文信息用某种模式编码之后，得到密文信息。

2、替换方法

2.1凯撒加密法

第一个替换加密实例，把明文消息中的每个字母换成向后三个字母的字母，是隐藏明文信息的脆弱机制。

破解：逆转凯撒加密法，把每个字母换成向前三个字母的字母。

2.2凯撒加密法的改进

把明文中的字母换成任何有效的字母，这样，每个字母有25种替换可能。

破解：假设K为1，读取整个密文信息，将密文中的每个字母换成字母表中相隔K的字母，将K递增1，如果K小于26，重复读取，否则停止，得到的25个结果中，其中有一个是原先的明文信息。但是若是不同字母按照不同的替换规则则很有难度。

2.3单码加密法

每个明文信息的所有字母随即替换，即每个字母按照不同规则替换成不同字母，26个字母的任意组合置换，从而达到 26！种可能。

2.4块替换加密法

把一块字母整体替换成另一块字母。

2.5多码替换加密法

使用多个单码秘药，每个密钥加密一个明文字母。第一个密钥加密第一个，第二个加密第二个，以此类推，用完了就循环使用。

3、变化加密方法

3.1栅栏加密

将明文信息写成对角线序列，将第一步写出的明文读入行序列

3.2简单分栏式变换加密

将明文信息一行一行地写入预订长度的矩形中，一列一列随机顺序读信息，得到的信息就是密文信息。这个只是将明文信息排成矩阵中的行序列，按随机顺序读取。

3.3多轮简单分栏式变换加密

将明文信息一行一行地写入预订长度的矩形中，一列一列随机顺序读信息，得到的信息就是密文信息，然后重复多次。。。

3.4Vernam加密法

也称一次性板，用随机的非重复字符集合作为输入密文，输入密文长度等于原信息明文长度。

过程：

按递增顺序把每个明文字母作为一个数字；

对输入密文的每个字母进行相同处理；

将明文中的每个字母和输入密文的相应字母相加；

如果和大于26，则减去26；

将和变成相应字母，从而得到输出密文

4、加密与解密

如果加密和解密使用的是相同的密钥，则是对称密钥加密，如果加密与解密用的是不同密钥，则是非对称密钥。

Diddie-Hellman密钥交换协议

过程：

首先确定两个大素数n和g，不必保密；

A方选择一个大随机数x，并计算a=g^x mod n，然后发a给B方；

B方选择另一个大随机数y，并计算b=g^y mod n，然后发b给A方；

计算秘密密钥K1：K1=b^x mod n，密钥K2：K2=a^y mod n

所以最后K1=(g^y mod n)^x mod n=g^xy mod n

K2=(g^x mod n)^y mod n=g^yx mod n

K1=K2