淺談加密算法.doc

淺談加密算法摘要：密碼技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心,目前,密碼已經(jīng)從外交和軍事領(lǐng)域走向公開。為了了解當前密碼學(xué)的知識，提高自己的計算機的素養(yǎng)，增加自己的知識，豐富自己的業(yè)余生活。本文介紹了信息加密的重要性，并對密碼算法的概念,重點討論了密碼算法中的布爾函數(shù),最后總結(jié)了各種密碼體制的應(yīng)用。并在介紹密碼學(xué)基本概念的基礎(chǔ)上,論述和分析了密碼算法的發(fā)展現(xiàn)狀，以及對密碼算法本身及其應(yīng)用等的未來作了展望。以及如今加密方法的改進進行了討論，并介紹了加密技術(shù)在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：算法概念；算法現(xiàn)狀；家庭網(wǎng)路；密碼理論Discussion on the encryption algorithmAbstract: Password technology is the core of information security technology, at present, the password from the diplomatic and military field has been to open. In order to understand the current cryptography knowledge, improve their computer literacy, increase their knowledge, enrich their spare time. This paper introduces the importance of the encrypted information, and the concept of cryptographic algorithm, this paper discusses the password algorithm in Boolean function, finally summarized the various password system application. And introduces the basic concept basis cryptography, discusses and analyses the current situation of the development of the cryptographic algorithm for cryptographic algorithm itself, and the future of and application are discussed. And now the improved encryption method is discussed, and introduced the encryption technology in the family network applicationKey words:Algorithm concepts;Algorithm status;Family network;Password theory 0 引言現(xiàn)如今信息越來越重要，一個維基解密揭露的信息就將美國弄得苦不堪言，所以對信息的加密越來越體顯出他的重要性。密碼自古有之。目前，已從外交和軍事領(lǐng)域走向外交和軍事領(lǐng)域走向公開，使用密碼技術(shù)不僅可以保證信息的機密性，而且還可以保證信息的完整性和確定性，防止信息被修改，偽造和假冒，因此我們需要了解當前密碼算法的知識，用來保護自己的信息安全。1 密碼算法的概念密碼技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心,它主要由密碼編碼技術(shù)和密碼分析技術(shù)兩個分支組成。密碼編碼技術(shù)的主要任務(wù)是尋求產(chǎn)生安全性高的有效密碼算法和協(xié)議,以滿足對數(shù)據(jù)和信息進行加密或認證的要求。密碼分析技術(shù)的主要任務(wù)是破譯密碼或偽造認證信息,實現(xiàn)竊取機密信息或進行詐騙破壞活動。這兩個分支既相互對立又相互依存,正是由于這種對立統(tǒng)一關(guān)系,才推動了密碼學(xué)自身的發(fā)展 。密碼理論與技術(shù)目前主要有兩大體制,即公鑰密碼與單鑰密碼(對稱密碼) 。其中,單鑰密碼又可以分為分組密碼和序列密碼。而公鑰密碼系統(tǒng)的概念在密碼學(xué)的發(fā)展史上具有劃時代意義，公鑰密碼算法又稱非對稱密鑰算法、雙鑰密碼算法。在公鑰密碼算法中, KpKs, Kp可以公開, 簡稱公鑰; Ks必須保密,簡稱私鑰。從Ks可以很容易推出Kp,但從Kp很難推出Ks?！?】公鑰密碼算法的這種單向特性是基于陷門單向函數(shù)實現(xiàn)的。目前只有兩種類型的公鑰系統(tǒng)是安全實用的,即基于大整數(shù)困難分解問題的密碼體制和基于離散對數(shù)困難問題的密碼體制。還有一些其公開的密鑰密碼體制,如Goldwasser - Micali 概率公開密鑰系統(tǒng)、Mekle -Hellman背包公鑰密碼體制、有限自動機公鑰密碼體制、基于糾錯碼的公鑰體制、基于辮群的密碼體制、NTRU、量子密碼體制等。2 加密算法的現(xiàn)狀以及未來展望目前,密碼已經(jīng)從外交和軍事領(lǐng)域走向公開,且已發(fā)展成為一門結(jié)合數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、電子與通信、微電子等技術(shù)的交叉學(xué)科。使用密碼技術(shù)不僅可以保證信息的機密性,而且可以保證信息的完整性和確定性,防止信息被篡改、偽造和假冒。信息安全服務(wù)依靠安全機制來完成,而安全機制主要依賴于密碼技術(shù),因此,密碼技術(shù)是信息安全的核心。而密碼算法(Cryptography Algorithm ,用于加密和解密的數(shù)學(xué)函數(shù)) 又是密碼的核心,所以,密碼算法是保障信息安全的核心之核心,其重要性不言而喻。,1977 年美國NIST 提出數(shù)據(jù)加密標準(DES) ,出于政治原因和技術(shù)原因, 種密碼算法在世界各國相繼出現(xiàn), 這些算法有:RIJ INDAEL 、MARS、RC6 、Twofish、Serpent 、IDEA、CS2Cipher 、MMB、CA21. 1 、SKIPJACK、Karn 等對稱密碼算法以及背包公鑰密碼算法、RSA、ElGamal 、橢圓曲線密碼算法( ECC) 、NTRU等非對稱密碼算法?！?】以上這些算法有些已經(jīng)遭到了破譯;有些安全強度不高。隨著破譯方法、硬件技術(shù)的發(fā)展,導(dǎo)致AES、ECC 出現(xiàn)。技術(shù)和方法總是不停向前推進,因此,密碼算法、應(yīng)用及標準化工作也應(yīng)不斷地發(fā)展。下面從密碼算法本身、基于密碼算法的應(yīng)用技術(shù)和密碼算法的標準化工作三個方面進行分析和預(yù)測。2.1 密碼算法本身量子密碼、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)密碼、混沌密碼、基因密碼等新型密碼的研究和應(yīng)用,表明了密碼學(xué)具有強勁的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。2.2 應(yīng)用角度密碼學(xué)不僅僅是編碼與破譯的學(xué)問,而且包括安全管理、安全協(xié)議設(shè)計、秘密共享、散列函數(shù)等內(nèi)容。到目前為止,密碼學(xué)中出現(xiàn)了大量的新技術(shù)和新概念,例如門限密碼技術(shù)、零知識證明技術(shù)、盲簽名、比特承諾、數(shù)字化現(xiàn)金等,所有這些均是基于密碼算法的應(yīng)用。2.3 標準化工作目前,美國已確定了21 世紀高級加密算法AES ,以代替過時的DES。歐盟各國投資33 億歐元,計劃在3 年時間內(nèi)建立自己的分組密碼、序列密碼、公鑰密碼等算法標準。我國也應(yīng)高度重視密碼算法的標準化問題,增大密碼研究經(jīng)費投入的力度,以利于加快密碼關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)品的研究與開發(fā),為贏得高技術(shù)條件下的競爭提供信息安全保障。3 加密方法的改進 長期以來一次一密體制被認為是不可攻破的，但其任然存在缺點，但是可以利用類似移位密碼和仿射密碼的加密方式以及一次一密體制來構(gòu)造完善保密的密碼體制的條件及可行性，并且分別利用它們來構(gòu)造逼近完善保密的密碼體制。關(guān)于完善保密，有如下定理：某一個密碼體制的密文數(shù)、密鑰數(shù)和明文數(shù)若相等，則該密碼體制完善保密的充要條件是：1）將每一個明文加密成每一密文的密鑰只有一個；2）所有密鑰都等概率的。該定理在證明過程中由于錯誤地利用概率論中的乘法公式，形成了類似用結(jié)論證明結(jié)論的循環(huán)證明，引入了錯誤。實際上還需要一個條件所有明文也是等概率的，則密碼體制就具有完善保密性。在完善密碼的地方，有四個地方可以可以去完善，第一，完善保密的概念；第二，完善保密構(gòu)造方式；第三仿射密碼實，模仿移位密碼和現(xiàn)完善保密；第四，利用一次一密體制實現(xiàn)完善保密?？墒鞘澜缟蠜]有絕對的完全完美的加密存在，不存在完善的保密系統(tǒng)，也沒有絕對通向保密的路，因為首先，世界上存在的消息是無窮的，而不是有限的；其次，許多情況下無法完全精確逼近消息出現(xiàn)的概率，且消息出現(xiàn)的概率是動態(tài)變化的；再次，信息往往是連續(xù)的，而不是離散和有限的。4.加密在家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)廣播中的應(yīng)用由于網(wǎng)絡(luò)的普及,家庭網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為下一代網(wǎng)絡(luò)的重要研究領(lǐng)域?；诩彝ゾW(wǎng)絡(luò)的服務(wù)主要包括了各種網(wǎng)絡(luò)視頻,網(wǎng)絡(luò)會議,網(wǎng)絡(luò)控制以及遠程訪問。隨著服務(wù)內(nèi)容的增加,其安全問題越來越受到人們的關(guān)注。家庭網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)涉及家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部終端設(shè)備、內(nèi)部信息安全和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全(如防攻擊、防非法接入等) ,在特定場合還需要能追查惡意呼叫,確定其來源從而采取相應(yīng)的措施。家庭網(wǎng)絡(luò)的安全包括了網(wǎng)絡(luò)安全和業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全。家庭網(wǎng)絡(luò)包括3 層結(jié)構(gòu),自頂向下劃分為管理層、連接層和底層。系統(tǒng)的組成單元包括注冊服務(wù)器、骨干服務(wù)器、管理服務(wù)器、門節(jié)點和底層節(jié)點?！?】其中,底層家庭網(wǎng)關(guān)依據(jù)各種條件,形成不同的團體。在基于對等網(wǎng)絡(luò)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,數(shù)字版權(quán)、收費以及安全問題是關(guān)注的焦點。廣播加密算法的引入很好解決了數(shù)字版權(quán)和收費問題,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮笙虬踩?同時需要的密鑰存儲空間很少,由于配對以及模冪運算較多,需要的計算量還有可以改進的空間,而且節(jié)點的登陸和退出不穩(wěn)定,更換密鑰的策略也需要更加的適應(yīng)這種變換的環(huán)境。5 總結(jié)加密算法是當前比較高級的計算機的算法運用，當今社會是一個信息的社會，信息的重要性越來越為人重視，因此加密算法是一個特別重要計算機語言，因此我們應(yīng)該認真研究。參考文獻：1 Adam Young.Moti Yung Sliding Encryption A Cryptog