2020-2021-1学期20212310《网络空间安全导论》第九周自习总结

2020-2021-1学期第九周自学总结2021231《网络空间安全导论》

2.1 密码学概述

语言系统、数字系统、文字系统都是人类创造的复杂系统。象形文字，这些象征性的语言，是人类最早传递信息的手段之一。壁画是。古代隐写术的主题与密码学相同。人们一步步将密码学推向以数学为基础的经典密码学时代。

凯撒创造了世界上第一个有记录的密码系统。

替代密码

单替换——凯撒密码

取标题，替换——弗吉尼亚密码。

多字母替代—— playfair密码

置换密码

网格密码矩形换位

Pham代码

手动密码加解密容易出错且速度慢。英格玛密码的妙处在于它是一种机械编码系统，所以它的加解密速度非常快，几乎消除了人为错误。

步进式机电加密装置。步进开关是指一输入多输出的电信号控制开关。

数字计算机的发明标志着人类进入了数字时代。信息鼻祖香农发表的《安全系统的通信理论》开辟了用信息论研究密码学的新方向，使他成为密码学的先驱和现代密码学理论的奠基人，奠定了现代密码学理论的基础。这篇论文把密码学从艺术变成了科学。

信息加密是利用单密钥或双密钥密码算法将明文转换成密文，通过公开通信发送给接收者。信息隐藏是指在看似无害的主机信息中嵌入秘密信息，攻击者无法直观判断其监控的信息是否包含秘密信息。目的是让对手不知道密码在哪里，他隐藏了信息的存在形式。

通信系统是为了对抗系统中的干扰，实现有效可靠的信息传输。密码系统本质上是一种信息传输系统，是普通通信系统的双系统。

密码通过组合概念、传播概念、混淆概念等方式，使他人难以区分。

密码变换必须是可逆的，密码变换和逆变换要简单。人们尊崇香农为公钥密码学的教父。双重密码算法都是基于解决某个数学问题的难度。可以证明，安全理论是设计的密码算法是否可以简化为求解某个已知的数学问题。

经典的密码系统模型只考虑被动攻击者，而现代密码系统除了被动攻击者之外还有主动攻击者。

量子密钥分发只利用量子的物理性质来实现一次性保密系统。

一旦数据被发送到云中，用户就失去了对它们的直接控制。由于数据的本地副本不再保存，云服务器端的任何不良行为都会破坏用户数据的完整性，进而给用户造成不可估量的损失。

在云中，数据以密文的形式存储，对密文的处理等于对明文数据的处理，使数据始终以密文的形式存在，保证了云存储数据的安全性。

目前使用最广泛的破译或制作密码的工具是大数据，大数据是常规软件工具无法在可承受的时间范围内捕获、管理和处理的数据集合。它具有四个V的特征：体积、速度、变化和V值。

物联网对密码学有三个要求：1。密码应该适应数据的多样性。2.密码要适应网络的多样性和多层次性。3.密码应该适应不同级别的资源。

2008年，中本聪发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》，正式提出了区块链的概念。区块链需要很多节点达成共识，所以性能还是比较低的。区块链核心技术的突破还需要依靠密码学底层算法和协议的突破。密码学是区块链的基本核心。密码学是一个高度专业化的领域。具有密码学应用专业水平的工程师很少，尤其是懂区块链的专业人士。2.2 密码学基本概念

保密是一门研究信息系统安全性的科学。它包含两个分支，即密码学和密码学。

明文：隐藏消息。

密文：另一种隐藏的形式

密码系统原则上可以分为两类，即单钥密码系统和双钥密码系统。

密码管理：密钥生成、分发、存储、销毁等诸多问题。

密码分析可以分为四种类型：1 .纯密码破译。2.已知明文解密。3.选择明文解码。4.选择密文攻击。

密码分析方法有三种：1。穷尽破译法。2.数学攻击方法。3.物理攻击方法。

密码学有几个理论基础：

1.整数分解。也称为素因子分解，即任何大于1的自然数都可以写成素积的形式。

RSA问题：很容易找到两个大素数并计算它们的乘积，但很难反过来知道这个乘积的因子。

大整数分解算法：试除法、二次筛选、椭圆曲线法、数域筛选法。

2.模块化操作

3.有限域

4.欧几里德算法

5.中国剩余算法

6.椭圆

序列密码：又称流密码，是一种对称密码系统，是对“一次一个秘密”的模仿。它具有实现简单、误差传播小的优点。

分组密码。

公钥：密钥是公开的，用于加密或签名以验证您。另一个密码是用户特定的，用于解密或签名。RSA公钥密码算法。拉宾公钥密码算法。ElGamal公钥密码算法。2.3 密码学新进展

基于身份的加密算法包括四种算法：1 .系统建立算法。2.密码提取算法。3.加密算法。4.解密算法。

一个基于身份的签名方案包括四个算法：1 .系统建立算法。2.密钥提取算法。3.签名算法。4.验证算法。

属性密码将通过一系列

列描述用户特征的某个属性来代替。
属性基加密可分为密钥策略属性基加密和密文策略属性基加密。
KP-ABE包括：1.初始化。2.密钥生成。3.加密。4.解密。
CP-ABE包括：1.初始化。2.密钥生成。3.加密。4.解密。
同态密码的应用有安全云计算、委托计算和远程文件存储。
量子计算环境下的密码主要有三种：基于量子物理学的量子密码、基于生物学的DNA密码和基于数学的抗量子计算密码。
基于格的密码算法构造是建立在格上的困难问题。Hash函数设计的初衷是给定Hash值计算出原像困难，标准的Hash函数仅受Grover算法影响，不受Shor算法的影响。
轻量级算法对吞吐率的要求比普通密码算法底。
2.4 密码学主要研究方向
密码理论：1.密码基础理论。2.对称密码设计与分析。3.公钥密码设计与分析。4.密码协议设计与分析。5.新型密码设计与分析。
密码工程与应用：1.密码芯片设计。2.密码模块设计。3.密码技术应用。
密码安全防护：1.密码系统安全防护。2.抗攻击安全防护。3.密码系统测评。
量子密码：1.量子计算。2.量子密钥分配。3.量子密码协议。
密码管理：1.密码管理理论与方法。2.密码管理工程与技术。3.密码管理政策与法治。
以上就是我本周学习的总结。