09-密碼學基礎02-編碼與密碼

密碼學基礎02

編碼與密碼了解什么是編碼理解編碼與密碼的區(qū)別學習古典密碼學教學目標編碼基礎古典密碼學目錄ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國信息交換標準代碼）是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統(tǒng)，主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。ASCII是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，并等同于國際標準ISO/IEC646。編碼基礎-ASCII標準ASCII碼也叫基礎ASCII碼，使用7位二進制數(shù)（剩下的1位二進制為0）來表示所有的大寫和小寫字母，數(shù)字0到9、標點符號。后128個稱為擴展ASCII碼。許多基于x86的系統(tǒng)都支持使用擴展ASCII。擴展ASCII碼允許將每個字符的第8位用于確定附加的128個特殊符號字符、外來語字母和圖形符號。編碼基礎-ASCII編碼基礎-ASCIIASCII因為只有8位長，只能表達256種字符。所以不能滿足其它國家需求。Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號的字符編碼方案。使用16位的編碼空間。也就是每個字符占用2個字節(jié)。編碼基礎-unicodeUTF-8（8-bitUnicodeTransformationFormat）是一種針對Unicode的可變長度字符編碼在實際傳輸過程中，由于不同系統(tǒng)平臺的設計不一定一致，以及出于節(jié)省空間的目的，對Unicode編碼的實現(xiàn)方式有所不同，所以有UTFUTF-8使用一至六個字節(jié)為每個字符編碼編碼基礎--utf-8Base64是一種基于64個可打印字符來表示二進制數(shù)據(jù)的表示方法。每6個比特為一個單元，對應某個可打印字符除了A-Z，a-z，0-9共62個字符還有“+”“/”，最后用“=”填充不能被3整除的空位。編碼基礎--BASE64基本情況主要考慮消息的保密性對于完整性和不可否任性沒有太多考慮古典密碼學古典密碼的加密是將明文的每一個字母代換為字母表中的另一個字母根據(jù)代換是對每個字母逐個進行還是對多個字母同時進行，古典密碼又分為單表代換密碼和多表代換密碼在CTF中通常是單表代換比較多古典密碼學通用特點：對每個字母逐個進行代換典型的有：

凱撒密碼

移位密碼

仿射密碼單表代換密碼凱撒密碼加密時將明文中的每個字母按字母表順序向前或向后移動固定數(shù)目，作為密文如偏移量是左移3為例明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC凱撒密碼與凱撒密碼類似，最早的凱撒密碼是固定左移3位。區(qū)別在于移位密碼可以任意移動，后期不僅處理26個字母，還會處理數(shù)字和特殊字符。參照ASCII碼表進行位移。思考：除了位移以外，還可以采取什么方式替換？位移密碼

仿射密碼例子仿射密碼解密a=5b=8，a對26的乘法逆元為21。5*21mod26=1仿射密碼加密方式使用多個表解決了單表加密的頻率分析問題多表替換加密該算法基于5*5的字母矩陣，該矩陣使用一個關鍵詞構造（即密鑰）從左到右、從上到下順序，填入關鍵詞的字母(去除重復字母)后，將字母表其作余字母填入。(I=J)將明文兩個分為一組，若出現(xiàn)相同字母，則用X替代最后字母。在每組中，查找矩陣替換：若兩個字母同行，則用右方字母替換若兩個字母同列，則用下方字母替換若即不同行也不同列，則用矩陣對角字母替換Playfair例子：以playfairexample為密鑰，構造矩陣明文為：hidethegoldinthetreestump密文為：Playfair又稱棋盤密碼。將給定明文加密為兩兩組合的特征加密后結果只有5種字符ADFGX密碼是德軍在一戰(zhàn)中使用的欄塊密碼明文=A

T

T

A

C

K

A

T

O

N

C

E

密文：AFADADAFGFDXAFADDFFXGFXF

polybius

使用26個字母購成字母矩陣橫行為明文列，縱向為密鑰列明文：comegreatwall密鑰：crypto擴充密鑰與是明文一樣長密文efktzfgrrltznvigenere培根密碼柵欄密碼莫斯密碼其它類型密碼用兩種不同字體，代表A和B（或者0和1），結合加密表進行加密。加密表如圖：明文：steganography正常字體是A，粗體是B，加密結果如圖培根密碼把明文分成N個一組，然后每組的第1個字連起來，然后連第2個……例子明文：THEREISACIPHER分組：THEREISACIPHER取出：TEESCPEHRIAIHR柵欄密碼用.與_表示，以前用于發(fā)電報莫斯密碼在CTF中，有很多密碼算法是出題者臨時想出并沒有真正的應用過，此類密碼需要解題者思維活躍，根據(jù)現(xiàn)有的信息、線索和自己的經(jīng)驗，通過猜測、嘗試去解題CTF中的奇怪密碼ABCDE加密后就變?yōu)镋DCBA有可能是單詞倒述。如hello變?yōu)閛lleh有可能是短語+單詞倒述。如helloworld加密為dlrowolleh倒述加密ABCDE加密后變成QWERT按鍵盤位置轉換字母表，紅色是明文電腦鍵盤加密利用鍵盤上按鍵所在的行與列，進行編號加密碼。下面是一種形態(tài)也有忽略大小寫的編號方法鍵盤密碼來源于以前的手機9鍵鍵盤輸入6，得到字母m，編碼為61輸入66，得到字母n，編碼為62輸入666，得到字母o，編碼為63手機鍵盤加密用漢字來表示數(shù)字，進行編碼。漢字特點