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密码学

cryptography [krɪp'tɒgrəfɪ] n. 密码学;密码使用法

1. 本地知识整理

2. 简要描述

密码学几乎专指加密(encryption)算法:将普通信息(明文,plaintext)转换成难以理解的资料(密文,ciphertext)的过程;解密(decryption)算法则是其相反的过程:由密文转换回明文;加解密包含了这两种算法,一般加密即同时指称加密(encrypt或encipher)与解密(decrypt或decipher)的技术。

//明文 加密成为 密文
ciphertext=Encryption(plaintext);
//密文 解密成为 明文
plaintext=decryption(ciphertext);

加解密的具体运作由两部分决定:一个是算法(algorithm),另一个是密钥(key)。密钥是一个用于加解密算法的秘密参数,通常只有通讯者拥有。

//明文 加密成为 密文
ciphertext=Encryption(key, plaintext);
//密文 解密成为 明文
plaintext=decryption(key, ciphertext);

3. 分类

3.1. 按照算法

3.1.1. Symmetric-Key Algorithms

Symmetric-Key Algorithms [sɪ'metrɪk] adj. 对称的;匀称的

对称密钥算法分为分组密文流密文:

3.1.2. Asymmetric-Key Algorithms

Asymmetric-key algorithms,非对称密钥算法,又称为公开密钥密码学,最大的特点在于加密和解密使用不同的钥匙。

常见的公钥加密算法有:

使用最广泛的是RSA算法(由发明者Rivest、Shmir和Adleman姓氏首字母缩写而来)是著名的公开金钥加密算法,ElGamal是另一种常用的非对称加密算法。

公钥密码学主要有两大用途:

除了加密外,公开钥匙密码学最显著的成就是实现了数字签名。数字签名是普通签章的数字化,他们的特性都是某人可以轻易制造签章,但他人却难以仿冒。数字签名可以永久地与被签署信息结合,无法自信息上移除。

数字签名是PKI 公钥基础设施(public key infranstructures, PKI)以及许多网络安全机制(SSL/TLS, VPNs等)的基础。

3.2. 按照密文特征划分

3.2.1. Block cipher

比较常见的算法都是分组密文的:

Common algorithms

AES · Blowfish · DES · Triple DES · Serpent · Twofish

Less common algorithms

CAST-128 · DES-X · IDEA · RC2 · RC5 · SEED · Skipjack · TEA · XTEA · XXTEA

Other algorithms

3-Way · ABC · Akelarre · Anubis · ARIA · BaseKing · BassOmatic · BATON · BEAR and LION · Camellia · CAST-256 · CIKS-1 · CIPHERUNICORN-A · CIPHERUNICORN-E · CLEFIA · CMEA · Cobra · COCONUT98 · Crab · Cryptomeria/C2 · CRYPTON · CS-Cipher · DEAL · DFC · E2 · FEAL · FEA-M · FROG · G-DES · GOST · Grand Cru · Hasty Pudding cipher · Hierocrypt · ICE · IDEA NXT · Intel Cascade Cipher · Iraqi · KASUMI · KeeLoq · KHAZAD · Khufu and Khafre · KN-Cipher · Ladder-DES · Libelle · LOKI97 · LOKI89/91 · Lucifer · M6 · M8 · MacGuffin · Madryga · MAGENTA · MARS · Mercy · MESH · MISTY1 · MMB · MULTI2 · MultiSwap · New Data Seal · NewDES · Nimbus · NOEKEON · NUSH · Q · RC6 · REDOC · Red Pike · S-1 · SAFER · SAVILLE · SC2000 · SHACAL · SHARK · SMS4 · Spectr-H64 · Square · SXAL/MBAL · Threefish · Treyfer · UES · Xenon · xmx · Zodiac

3.2.2. Stream cipher

RC4

3.2.3. 密码杂凑函数

密码杂凑函数(有时称作消息摘要函数,杂凑函数又称散列函数或哈希函数)不一定使用到钥匙,但和许多重要的密码算法相关。它将输入资料(通常是一整份文件)输出成较短的固定长度杂凑值,这个过程是单向的,逆向操作难以完成,而且碰撞(两个不同的输入产生相同的杂凑值)发生的机率非常小。

3.2.4. 信息认证码

信息认证码或押码(Message authentication codes, MACs)很类似密码杂凑函数,除了接收方额外使用秘密钥匙来认证杂凑值。

3.3. 按照应用

3.3.1. Cryptanalysis:密码破译


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