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線性加密

發布時間: 2022-06-12 04:18:03

① 傳統的加密方法有哪些

本文只是概述幾種簡單的傳統加密演算法,沒有DES,沒有RSA,沒有想像中的高端大氣上檔次的東東。。。但是都是很傳統很經典的一些演算法

首先,提到加密,比如加密一段文字,讓其不可讀,一般人首先會想到的是將其中的各個字元用其他一些特定的字元代替,比如,講所有的A用C來表示,所有的C用E表示等等…其中早的代替演算法就是由Julius Caesar發明的Caesar,它是用字母表中每個字母的之後的第三個字母來代替其本身的(C=E(3,p)=(p+3) mod 26),但是,這種加密方式,很容易可以用窮舉演算法來破解,畢竟只有25種可能的情況..

為了改進上訴演算法,增加其破解的難度,我們不用簡單的有序的替代方式,我們讓替代無序化,用其中字母表的一個置換(置換:有限元素的集合S的置換就是S的所有元素的有序排列,且每個元素就出現一次,如S={a,b}其置換就只有兩種:ab,ba),這樣的話,就有26!種方式,大大的增加了破解的難度,但是這個世界聰明人太多,雖然26!很多,但是語言本身有一定的特性,每個字母在語言中出現的相對頻率可以統計出來的,這樣子,只要密文有了一定數量,就可以從統計學的角度,得到准確的字母匹配了。

上面的演算法我們稱之為單表代替,其實單表代替密碼之所以較容易被攻破,因為它帶有原始字母使用頻率的一些統計學特徵。有兩種主要的方法可以減少代替密碼里明文結構在密文中的殘留度,一種是對明文中的多個字母一起加密,另一種是採用多表代替密碼。

先說多字母代替吧,最著名的就是playfair密碼,它把明文中的雙字母音節作為一個單元並將其轉換成密文的雙字母音節,它是一個基於由密鑰詞構成的5*5的字母矩陣中的,一個例子,如密鑰為monarchy,將其從左往右從上往下填入後,將剩餘的字母依次填入剩下的空格,其中I/J填入同一個空格:

對明文加密規則如下:
1 若p1 p2在同一行,對應密文c1 c2分別是緊靠p1 p2 右端的字母。其中第一列被看做是最後一列的右方。
2 若p1 p2在同一列,對應密文c1 c2分別是緊靠p1 p2 下方的字母。其中第一行被看做是最後一行的下方。
3 若p1 p2不在同一行,不在同一列,則c1 c2是由p1 p2確定的矩形的其他兩角的字母,並且c1和p1, c2和p2同行。
4 若p1 p2相同,則插入一個事先約定的字母,比如Q 。
5 若明文字母數為奇數時,則在明文的末端添加某個事先約定的字母作為填充。

雖然相對簡單加密,安全性有所提高,但是還是保留了明文語言的大部分結構特徵,依舊可以破解出來,另一個有意思的多表代替密碼是Hill密碼,由數學家Lester Hill提出來的,其實就是利用了線性代數中的可逆矩陣,一個矩陣乘以它的逆矩陣得到單位矩陣,那麼假設我們對密文每m個字母進行加密,那麼將這m個字母在字母表中的序號寫成矩陣形式設為P(如abc,[1,2,3]),密鑰就是一個m階的矩陣K,則C=P*K mod26,,解密的時候只要將密文乘上K的逆矩陣模26就可以了。該方法大大的增加了安全性。

② 為什麼用兩種相互正交的線性偏振態來進行量子信息加密

量子化使得粒子的狀態變成了可數的,從而不同的粒子可能擁有相同的量子態。而用量子力學的觀點來看,擁有相同態的粒子便是不可區分的(除非引入新的自由度)。所以全同性是由量子力學的描述手段決定的,當然也是粒子的量子化特點決定的。

③ 已知線性替代加密函數為f(a)=(a+3) mod 26 跪求解密函數 急用啊啊啊 要確切的 高分懸賞了

f(x)≡x+3 (mod 26)
x≡f(x)-3 (mod 26)
所以解密函數h(y)=y-3 (mod 26)

密文c=vhfxulwb,對應數字為21,7,5,23,20,11,22,1
通過解密函數得到對應數字為18,4,2,20,17,8,19,24。(因為24≡1-3 mod 26)
再查表可得明文P=security。

④ 「DES」和「AES」演算法的比較,各自優缺點有哪些

DES演算法優點:DES演算法具有極高安全性,到目前為止,除了用窮舉搜索法對DES演算法進行攻擊外,還沒有發現更有效的辦法。

DES演算法缺點:

1、分組比較短。

2、密鑰太短。

3、密碼生命周期短。

4、運算速度較慢。

AES演算法優點:

1、運算速度快。

2、對內存的需求非常低,適合於受限環境。

3、分組長度和密鑰長度設計靈活。

4、 AES標准支持可變分組長度,分組長度可設定為32比特的任意倍數,最小值為128比特,最大值為256比特。

5、 AES的密鑰長度比DES大,它也可設定為32比特的任意倍數,最小值為128比特,最大值為256比特,所以用窮舉法是不可能破解的。

6、很好的抵抗差分密碼分析及線性密碼分析的能力。

AES演算法缺點:目前尚未存在對AES 演算法完整版的成功攻擊,但已經提出對其簡化演算法的攻擊。

(4)線性加密擴展閱讀:

高級加密標准(英語:Advanced Encryption Standard,縮寫:AES),在密碼學中又稱Rijndael加密法,是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標准。

這個標准用來替代原先的DES,已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程,高級加密標准由美國國家標准與技術研究院(NIST)於2001年11月26日發布於FIPS PUB 197,並在2002年5月26日成為有效的標准。2006年,高級加密標准已然成為對稱密鑰加密中最流行的演算法之一。

⑤ 數據加密的本質是不是線性變換

數據加密分為對稱加密和非對稱加密兩類,前者(DES、AES、3DES)由於實現成本相對較低、運算速度較快,可以用於大數據量的數據加密;後者(RSA、ECC)實現成本較大、運算速度較慢,用於加密秘鑰。對稱加密的本質是置換(注意,不一定是線性變換,在DES和AES中的S盒變換是非線性的),因此其加密密鑰和解密秘鑰是一樣的(所以叫對稱加密),這一類密碼演算法都是可以破解的,只是由於其計算復雜度較高,在可破解的時間內秘鑰已經改變;非對稱加密演算法,基於大素數分解困難的特點,以計算復雜度較高造成破解困難為基礎,對少量數據進行加密,其加密密鑰和解密秘鑰是不同的,前者甚至是公開的(因此也叫公鑰演算法)。這一類演算法的變換就更非線性變換了。

⑥ 文件傳輸加密都有哪些方法呢

DES與AES的比較

自DES演算法公諸於世以來,學術界圍繞它的安全性等方面進行了研究並展開了激烈的爭論。在技術上,對DES的批評主要集中在以下幾個方面:

1、作為分組密碼,DES的加密單位僅有64位二進制,這對於數據傳輸來說太小,因為每個分組僅含8個字元,而且其中某些位還要用於奇偶校驗或其他通訊開銷。

2、DES的密鑰的位數太短,只有56比特,而且各次迭代中使用的密鑰是遞推產生的,這種相關必然降低密碼體制的安全性,在現有技術下用窮舉法尋找密鑰已趨於可行。

3、DES不能對抗差分和線性密碼分析。

4、DES用戶實際使用的密鑰長度為56bit,理論上最大加密強度為256。DES演算法要提高加密強度(例如增加密鑰長度),則系統開銷呈指數增長。除採用提高硬體功能和增加並行處理功能外,從演算法本身和軟體技術方面都無法提高DES演算法的加密強度。

採用DES與RSA相結合的應用,使它們的優缺點正好互補,即DES加密速度快,適合加密較長的報文,可用其加密明文;RSA加密速度慢,安全性好,應用於DES 密鑰的加密,可解決DES 密鑰分配的問題。

目前這種RSA和DES結合的方法已成為EMAIL保密通信標准。

⑦ 關於加密、解密演算法、密鑰,哪位能給我舉個形象的例子

加密就像你鑰匙深進鑰匙孔,逆時針轉一下
解密就像你鑰匙深進鑰匙孔,順時針轉一下
密鑰就像你那把鑰匙上面的齒
暴力破解就像做了世界上所有可能的齒的鑰匙,一把一把試。不可以理解為直接砸開。
就像商場裡衣服上有個鎖,如果沒有鑰匙,就算怎麼弄開,那件衣服都沒法穿了。所以就一定要有鑰匙。
所以密鑰叫作key(鑰匙)

應該很形象了吧。

加密從數學角度就是一個像函數c=E(m,k)
輸入:m是消息明文,k是密鑰,
輸出:c是消息密文

D是E的反函數,m'=D(c',k')
輸入:c'是消息密文,k'是密鑰,
輸出:m'是消息明文

當c=c', k=k'時,一定有m=m'

c,m,k可以看成一個個大整數,比如c=394783579347293479382。
最簡單的一個加密就是
E(m,k)=m+k
D(c,k)=c-k

⑧ 常用的加密演算法有哪些

對稱密鑰加密

對稱密鑰加密 Symmetric Key Algorithm 又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密:這類演算法在加密和解密時使用相同的密鑰,或是使用兩個可以簡單的相互推算的密鑰,對稱加密的速度一般都很快。

  • 分組密碼

  • 分組密碼 Block Cipher 又稱為「分塊加密」或「塊加密」,將明文分成多個等長的模塊,使用確定的演算法和對稱密鑰對每組分別加密解密。這也就意味著分組密碼的一個優點在於可以實現同步加密,因為各分組間可以相對獨立。

    與此相對應的是流密碼:利用密鑰由密鑰流發生器產生密鑰流,對明文串進行加密。與分組密碼的不同之處在於加密輸出的結果不僅與單獨明文相關,而是與一組明文相關。

  • DES、3DES

  • 數據加密標准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美國國家安全局NSA授權下研製的一種使用56位密鑰的分組密碼演算法,並於1977年被美國國家標准局NBS公布成為美國商用加密標准。但是因為DES固定的密鑰長度,漸漸不再符合在開放式網路中的安全要求,已經於1998年被移出商用加密標准,被更安全的AES標准替代。

    DES使用的Feistel Network網路屬於對稱的密碼結構,對信息的加密和解密的過程極為相似或趨同,使得相應的編碼量和線路傳輸的要求也減半。

    DES是塊加密演算法,將消息分成64位,即16個十六進制數為一組進行加密,加密後返回相同大小的密碼塊,這樣,從數學上來說,64位0或1組合,就有2^64種可能排列。DES密鑰的長度同樣為64位,但在加密演算法中,每逢第8位,相應位會被用於奇偶校驗而被演算法丟棄,所以DES的密鑰強度實為56位。

    3DES Triple DES,使用不同Key重復三次DES加密,加密強度更高,當然速度也就相應的降低。

  • AES

  • 高級加密標准 AES Advanced Encryption Standard 為新一代數據加密標准,速度快,安全級別高。由美國國家標准技術研究所NIST選取Rijndael於2000年成為新一代的數據加密標准。

    AES的區塊長度固定為128位,密鑰長度可以是128位、192位或256位。AES演算法基於Substitution Permutation Network代換置列網路,將明文塊和密鑰塊作為輸入,並通過交錯的若干輪代換"Substitution"和置換"Permutation"操作產生密文塊。

    AES加密過程是在一個4*4的位元組矩陣(或稱為體State)上運作,初始值為一個明文區塊,其中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte,加密時,基本上各輪加密循環均包含這四個步驟:

  • ECC

  • ECC即 Elliptic Curve Cryptography 橢圓曲線密碼學,是基於橢圓曲線數學建立公開密鑰加密的演算法。ECC的主要優勢是在提供相當的安全等級情況下,密鑰長度更小。

    ECC的原理是根據有限域上的橢圓曲線上的點群中的離散對數問題ECDLP,而ECDLP是比因式分解問題更難的問題,是指數級的難度。而ECDLP定義為:給定素數p和橢圓曲線E,對Q=kP,在已知P,Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易,而由Q和P計算k則比較困難。

  • 數字簽名

  • 數字簽名 Digital Signature 又稱公鑰數字簽名是一種用來確保數字消息或文檔真實性的數學方案。一個有效的數字簽名需要給接收者充足的理由來信任消息的可靠來源,而發送者也無法否認這個簽名,並且這個消息在傳輸過程中確保沒有發生變動。

    數字簽名的原理在於利用公鑰加密技術,簽名者將消息用私鑰加密,然後公布公鑰,驗證者就使用這個公鑰將加密信息解密並對比消息。一般而言,會使用消息的散列值來作為簽名對象。

⑨ 加密技術中的密鑰的概念是什麼

密鑰是一種參數 它是在明文轉換為密文或將密文轉換為明文的演算法中輸入的數據

⑩ 幾種常見加密演算法解析及使用

幾種對稱性加密演算法:AES,DES,3DES
DES是一種分組數據加密技術(先將數據分成固定長度的小數據塊,之後進行加密),速度較快,適用於大量數據加密,而3DES是一種基於DES的加密演算法,使用3個不同密匙對同一個分組數據塊進行3次加密,如此以使得密文強度更高。
相較於DES和3DES演算法而言,AES演算法有著更高的速度和資源使用效率,安全級別也較之更高了,被稱為下一代加密標准。
幾種非對稱性加密演算法:RSA,DSA,ECC
RSA和DSA的安全性及其它各方面性能都差不多,而ECC較之則有著很多的性能優越,包括處理速度,帶寬要求,存儲空間等等。
幾種線性散列演算法(簽名演算法):MD5,SHA1,HMAC
這幾種演算法只生成一串不可逆的密文,經常用其效驗數據傳輸過程中是否經過修改,因為相同的生成演算法對於同一明文只會生成唯一的密文,若相同演算法生成的密文不同,則證明傳輸數據進行過了修改。通常在數據傳說過程前,使用MD5和SHA1演算法均需要發送和接收數據雙方在數據傳送之前就知道密匙生成演算法,而HMAC與之不同的是需要生成一個密匙,發送方用此密匙對數據進行摘要處理(生成密文),接收方再利用此密匙對接收到的數據進行摘要處理,再判斷生成的密文是否相同。
對於各種加密演算法的選用:
由於對稱加密演算法的密鑰管理是一個復雜的過程,密鑰的管理直接決定著他的安全性,因此當數據量很小時,我們可以考慮採用非對稱加密演算法。
在實際的操作過程中,我們通常採用的方式是:採用非對稱加密演算法管理對稱演算法的密鑰,然後用對稱加密演算法加密數據,這樣我們就集成了兩類加密演算法的優點,既實現了加密速度快的優點,又實現了安全方便管理密鑰的優點。
如果在選定了加密演算法後,那採用多少位的密鑰呢?一般來說,密鑰越長,運行的速度就越慢,應該根據的我們實際需要的安全級別來選擇,一般來說,RSA建議採用1024位的數字,ECC建議採用160位,AES採用128為即可。

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