計算機密碼套用基礎

內容簡介

內容涉及密碼學中幾大“核心”領域，包括分組密碼、香農理論、序列密碼、公鑰密碼以及他們的套用，其中還涉及必要的數學知識。本書可供高等院校計算機系、無線電系、數學系等專業用作密碼學教材或參考書，也可供從事計算機科學、通信理論、密碼學等工作的科技人員參考。

密碼學（在西歐語文中，源於希臘語kryptós“隱藏的”，和gráphein“書寫”）是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究，常被認為是數學和計算機科學的分支，和資訊理論也密切相關。著名的密碼學者Ron Rivest解釋道：“密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊”，自工程學的角度，這相當於密碼學與純數學的異同。密碼學是信息安全等相關議題，如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義，並不是隱藏信息的存在。密碼學也促進了計算機科學，特別是在於電腦與網路安全所使用的技術，如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被套用在日常生活：包括自動櫃員機的晶片卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。

密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則，變明文為密文，稱為加密變換；變密文為明文，稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換，隨著通信技術的發展，對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。

1.2一些簡單密碼體制與它的破譯

1.2.1置換密碼

置換密碼(permutation cipher)，又稱換位密碼

（transposition cipher)：明文的字母保持相

同，但順序被打亂了。

置換隻不過是一個簡單的換位，每個置換都可以用一個置換矩陣Ek來表示。每個置換都有一個與之對應的逆置換Dk。置換密碼的特點是僅有一個傳送方和接受方知道的加密置換（用於加密）及對應的逆置換（用於解密）。它是對明文L長字母組中的字母位置進行重新排列，而每個字母本身並不改變。

令明文m=m1,m2,...mL。令置換矩陣所決定的置換為pi，則加密置換

c=Ek(m)=(c1,c2,...cL)=mpi(1),mpi(2),...,mpi(L)

解密置換

d=Dk(c)=(cn^-1(1),cn^-1(2),...cn^-1(L))

1.2.2單表代替密碼

1.2.3單表代替密碼的統計分析

1.2.4多表代替密碼

多表代替密碼：由多個簡單的代替密碼構成，例如，可能有5個被使用的不同的簡單代替密碼，單獨的一個字元用來改變明文的每個字元的位置。

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