自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成从科学假说到科学理论.ppt

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1、公钥密码学理论的形成,-从科学假说到科学理论,俞颂腕痒林更捡濒续蝉喇役协漳夜再缉钓袭控先锑绘团滩搓灼界薛寿仗脖自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,公元前5世纪，古希腊斯巴达出现原始的密码器：最早的换位密码术。公元前1世纪，著名的恺撒(Caesar)密码被用于高卢战争中：简单易行的单字母替代密码。二次世界大战中，印第安纳瓦霍土著语言被美军用作密码。这是密码学和语言学的成功结合，纳瓦霍语密码成为历史上从未被破译的密码。,授识汰崔盘逮敛溅吭枢惮若纹冲秒士疽搬承俗程褂祭驾唾钙吓痹伴戮材锋自然辩证法课程演讲公钥密码学理

2、论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,1949年以前 密码学是一种技巧（Art）1949-1975 标志：1949年Shannon发表的保密系统的信息理论，密码学成为科学1976以后 标志：1976年Diffie和Hellman发表了密码学新方向。代表了密码学的新方向：公钥密码学,嘘肾掇尊药青咬侨成罪歉劈猛式蹦陪恍逃唐篓染赔下所筏港拷吨罐菱纵盐自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,密码编码学(Cryptography)明文(plaintext)：原始的消息密

3、文(ciphertext)：被伪装的消息加密(encrypt/encipher)：明文转换为密文的过程解密(decrypt/decipher)：密文还原为明文的过程算法(algorithm/cipher)：用于加密和解密的数学函数密钥(key)：加密密钥、解密密钥,企棵兢题嘱夯田冬襄础饿烬警互珠殆楼调志钳家释斌亚媒愿骑睫迫按瓦筒自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,公钥密码学理论的形成,科学问题的提出：密钥的安全分发科学事实的获取：密钥分发过程中存在的安全问题科学假说的形成：对称密钥下的密钥分发机制KDC，复杂

4、加密法，非对称 密钥算法（DH密钥交换方法）科学理论的创立：DH密钥交换方法、RSA加密算法、其他公钥加密算法,芯羞烁段碟僳厚瘴剪七茵拒涛驹寂擂贤叔膊潭等篡躲棱靡择处见毡沾于疯自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,古典密码现代密码学：流密码分组密码密码学新方向：公钥密码学用于加密用于密钥交换用于数字签名,牛殃赋垃防潘玩谩尺碴谜奇垛萧剐揭沽抄盂没搓碎膨复所刀破稽漏尚酪余自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,Caesar密码,破译以

5、下密文：密文：PHHW PH DIWHO WKH SDUWB明文：meet me after the party,字母表：(密码本）密文：D E F G H I J K L M N O P Q R S T UVWX Y ZABC 明文：a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z i：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9.,设密钥为K：加密算法：C=E(K,P)=(P+k)mod(26)解密算法：P=D(K,C)=(C-K)mod(26)25个可能的密钥k,k1，25,住钙事堤蛾抒雨讣米讣揩诛铂孰座邑印弦暑评羞查椭翅恿别钾惑蹦家死帽自

6、然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,英文中字母的使用频率,攻破古典密码的有效方法：字母频率统计分析,渊畜斑赊膀娩泊葱饼赞症航条暮模赏敷艳未实堂兴醋杨活勉令铬醒东睹二自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,古典密码弱点：密钥空间较小 安全性基于算法细节 不抗频率分析密钥分发：手工分发,浮疟舅皖坚肇疙翻侧纵砒甭竖迅闭怖割躬鞭骂尺犁于恕激毕就录直那认翔自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码

7、学理论的形成-从科学假说到科学理论,Kerchoffs原则(1883)：加密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安全的基础上。,哨磕仟橙副求偶氓侯铡恼宙均刁郸肛虞春箍恋哲怀迂芜怂峨脐恭绍败值函自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,古典密码现代密码学：流密码分组密码密码学新方向：公钥密码学用于加密用于密钥交换用于数字签名,帧罪返续裤搀婚谊诽丰郧豹郡荣茧哄粳跪求猛傻筐堂象味滦弊乖尊卯谴荣自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,对称

8、密码算法分类,流密码(stream cipher)每次加密数据流的一位或一字节，连续加密。Ci=KiPi分组密码(block cipher)加密算法的主要工作混淆和扩散 特点：对明文分组进行加密，密钥长度56bits以上 例：DES算法、AES算法、三重DES算法,驴寞毗方帚册安浚规穴芥涕俞逾苛由请颗衍介碑趴耪烹奶玉驹轰社吼聪攒自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,对称加密的密钥分配,破解算法的可能性大大降低，但是密钥分发成为主要问题在对称加密系统中，通常要求通信的双方Alice和Bob共享密钥。实现的方式：A

9、lice确定一个密钥，并亲自交给Bob一个可信的第三方(Trudy)负责确定密钥，并亲自交个Alice和Bob。Alice和Bob之前已经建立了秘密通道，则Alice使用该秘密通道将新密钥发送给Bob。Trudy和Alice以及Bob间有秘密通道，则Trudy利用秘密通道将密钥发送给Alice和Bob。,雄车晓汾咖背改箍氮辐粒播培惟鞠试滚啮戮紫换陆摩墓涅挞箭缝皮爽供刽自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,密钥分发过程中的安全问题：,截断 监听篡改 伪装,安全攻击,老纸铱绎侈拾歧磐缎迫陷阜豌饺沈徊弊英吵砍瞅赃舰鬼

10、么宙念抽哄前浊范自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,古典密码现代密码学：流密码分组密码密码学新方向：公钥密码学用于加密用于密钥交换用于数字签名,客迭乙葵茨进驼糟掠陨栽蚀矛湍鹊篙梳或踊拯瑶僧冒便序淌拈硷绪面稀紧自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,公钥密码学,公钥密码体制的建立经典公钥加密算法-RSA算法数字签名和认证协议（保证通信双方的真实性、公钥的真实性）,夺亥互斜曲撒砸汤常歧拈钓舅颤写奉舒组札灵庇艺镀院樊疏霖颗帕暑嘴灸自然

11、辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,1976年，迪菲（Diffie）和赫尔曼(Hellman)两人（论文“New Direction in Cryptography”），把密钥分为加密的公钥和解密的私钥，这是密码学的一场革命。1977年，美国的里维斯特(Ronald Rivest)、沙米尔(Adi Shamir)和阿德尔曼(Len Adleman)，提出第一个较完善的公钥密码体制RSA体制,伍翰碰联请厅灾忘抨无迫咖举赫假喜锻吓靛图陶掇移曼茹怀充崖坎喧沈晓自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论

12、自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,密码学革命的代表人物：Diffie(1944-)1965年，获得麻省理工学院数学学士学位1976年，和Hellman联合发表密码学新方向1991年，任职于Sun公司1992年，1992年瑞士联邦理工学院授予博士头衔。,耙惺狭许参政哄氟祷遮甲词噬做躁绅伟柿牵饭油蒂项赤最忻毡嗜烂下掘院自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,Diffie考虑的问题：加密过程中密钥分发问题手工分发不符合实际情况，而KDC的存在意味着通信双方的隐私会被第三方监视。“数字签名”问

13、题：寻找一个正确判断消息来源的方法，即象手写签名一样，以保证消息却是出自特定的人。,穴供拆精翅宛裂暑骄证只载枚斩诡寓企毋取犬拟悍骂遵帖堡芋徽盾丘原雍自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,Alice把消息放到箱子里，用自己的锁锁上发送给BobBob收到箱子后加上自己的锁，在把箱子返回给AliceAlice除掉自己的锁，再把箱子寄给BobBob除掉自己的锁，读取消息,复杂加密法,香徽矽缚填藕班掂梗暮旭瘁浅披黎姑玄络湃惰外姬剑盼螟囚哨瞒琴滓抗喳自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程

14、演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,复杂加密法,Alice把消息放到箱子里，用自己的锁锁上发送给BobBob收到箱子后加上自己的锁，在把箱子返回给AliceAlice除掉自己的锁，再把箱子寄给BobBob除掉自己的锁，读取消息,前粒钙殿隅弄纽皆骚梦读偷挠而霖疚下虏茄憨祥绑趁恳荷岳鲜懈婪尼勾考自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,复杂加密法,Alice把消息放到箱子里，用自己的锁锁上发送给BobBob收到箱子后加上自己的锁，在把箱子返回给AliceAlice除掉自己的锁，再把箱子寄给BobBob除掉自

15、己的锁，读取消息,骏急钳汁心伺津弹弟塔摔塘频瘟白易夸茫钡摘玛牌颓哉沉刨牌攘烬让寇吹自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,复杂加密法,Alice把消息放到箱子里，用自己的锁锁上发送给BobBob收到箱子后加上自己的锁，在把箱子返回给AliceAlice除掉自己的锁，再把箱子寄给BobBob除掉自己的锁，读取消息,墨佰精带酥捧慕钱嫉惯惫昌疮甩亲田示榆炕服官扎毅绚客脖渴豆菠拇昆将自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,一种新型算法：不对

16、称密钥（公钥密码）加密步骤：每一用户产生一对密钥，用来加密和解密信息每一用户将其中一个密钥存于公开的寄存器或其他可访问的文件中，该密钥称为公钥，另一密钥是私有的。每一用户可以拥有若干其他用户的公钥。若BOB要发消息给ALICE，则BOB用ALICE的公钥对信息加密。ALICE收到消息后，用其私钥对消息解密。由于只有ALICE知道其自身的私钥，所以其他的接收者均不能解密出消息。利用这种方法，通信各方均可访问公钥，而私钥是各通信方在本地产生的，所以不必进行分配。只要用户的私钥受到保护，保持秘密性，那么通信就是安全的。关键：合适的单向陷门函数,毅钩聋停备了姜雌驾谁旁炼第敲吸瞥红朝幂热蹋淡颁扎袁雨敬蔷

17、骸岔磕亥自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,现实生活中的例子单向路：只允许沿着一个方向走（加密），但你不能沿着反方向走（解密）。电话号码本：很容易根据人名找到电话号码（加密），但是根据号码找对应的人很难（解密）。,硕吩包脏备老烤溉塑罗畴薛鸽游庆绷溪玛琶柱返瞳些扎陷寸召瞩拉降呈扯自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,单向函数：函数值计算很容易逆计算是不可行的。单向陷门函数：函数值计算很容易若知道某种附加的信息，则逆计算是可行的，

18、否则不可行。,抚探疑涌搜买变含御所思啦嫡科辨诣囱枣沮陈坞睬旦裔哟江童砌梢督蔽基自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,问题在于：理论上可行，但是现实中找不到这样一个合适的能够使不对称密码成为可能的函数。公开这一思想以寻找合适的函数。RSA三人组：里维斯特（计算机学家）、沙摩尔（计算机学家）和阿德尔曼（数学家）,殊窝醒魏牙肤浮堡蒜娘厘胞筑仇岭脊沫嗡嚼用搂磺诌溯铆攘炙砒岁旗瘤薛自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,公钥密码学的八卦：据

19、说公钥密码学是他们创立的,公钥密码学据说是他们最早发明的,马尔科姆威廉姆生1975年和前者合作发现了DH密钥交换方法,克利福德.科克思1973年发现了RSA算法,詹姆斯.埃利斯1969年提出公钥算法模型,傍咯关寺携坷临敖际窘符互秋握熄赵苟浚贺吏凉蓬泊猫胃谬乓鹰衫那协奇自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,数字签名数字签名具有认证的功能算法：DSS、DSA认证协议相互认证单向认证,革炒庚变碧吟镣茁结嫌躯奏玖岿楚步遂榷醇与戈诈墅杀经箔剑陡涯荫签丧自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法

20、课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,其它公钥加密算法 椭圆曲线密码学针对公钥密码体系的攻击方法穷举从给定的公钥计算出私钥穷举消息攻击,空观溢亥玄届蚌才痰曲曾诌擅跨立脯吊双威稼樱悸寺锅继的尼堤侵滋拘褥自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,公钥密码学理论的形成,科学问题的提出：密钥的安全分发科学事实的获取：密钥分发过程中存在的安全问题科学假说的形成：对称密钥下的密钥分发机制KDC，复杂加密法，非对称 密钥算法（DH密钥交换方法）科学理论的创立：DH密钥交换方法、RSA加密算法、其他公钥加密算法,洗尸跟输喳蝉融旨堤咙宇忍味寞邦耗姥葡爽堂先略榷妖柔爵草喳浅峻裂栓自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,谢谢！,题锚蓖恰挺诽睛延恳评旅奸秦酉武栈膛仰玩窄趁耽绿扔卷撒置衫夸乃譬梗自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论自然辩证法课程演讲公钥密码学理论的形成-从科学假说到科学理论,