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加密統計學

發布時間: 2022-09-13 02:05:11

『壹』 什麼是FAT32文件系統

Windows95 OSR2和Windows 98開始支持FAT32文件系統,它是對早期DOS的FAT16文件系統的增強,由於文件系統的核心--文件分配表FAT由16位擴充為32位,所以稱為FAT32文件系統。在一邏輯盤(硬碟的一分區)超過 512 兆位元組時使用這種格式,會更高效地存儲數據,減少硬碟空間的浪費,一般還會使程序運行加快,使用的計算機系統資源更少,因此是使用大容量硬碟存儲文件的極有效的系統。本人對Windows 98下的FAT32 文件系統做了分析實驗,總體上與FAT16文件系統變化不大,現將有關變化部分簡介如下:

(一)FAT32 文件系統將邏輯盤的空間劃分為三部分,依次是引導區(BOOT區)、文件分配表區(FAT區)、數據區(DATA區)。引導區和文件分配表區又合稱為系統區。

(二)引導區從第一扇區開始,使用了三個扇區,保存了該邏輯盤每扇區位元組數,每簇對應的扇區數等等重要參數和引導記錄。之後還留有若干保留扇區。而FAT16文件系統的引導區只佔用一個扇區,沒有保留扇區。

(三)文件分配表區共保存了兩個相同的文件分配表,因為文件所佔用的存儲空間(簇鏈)及空閑空間的管理都是通過FAT實現的,FAT如此重要,保存兩個以便第一個損壞時,還有第二個可用。文件系統對數據區的存儲空間是按簇進行劃分和管理的,簇是空間分配和回收的基本單位,即,一個文件總是佔用若干個整簇,文件所使用的最後一簇剩餘的空間就不再使用,而是浪費掉了。
從統計學上講,平均每個文件浪費0.5簇的空間,簇越大,存儲文件時空間浪費越多,利用率越低。因此,簇的大小決定了該盤數據區的利用率。FAT16系統簇號用16位二進制數表示,從0002H到FFEFH個可用簇號(FFF0H到FFFFH另有定義,用來表示壞簇,文件結束簇等),允許每一邏輯盤的數據區最多不超過FFEDH(65518)個簇。FAT32系統簇號改用32位二進制數表示,大致從00000002H到FFFFFEFFH個可用簇號。FAT表按順序依次記錄了該盤各簇的使用情況,是一種位示圖法。
每簇的使用情況用32位二進制填寫,未被分配的簇相應位置寫零;壞簇相應位置填入特定值;已分配的簇相應位置填入非零值,具體為:如果該簇是文件的最後一簇,填入的值為FFFFFF0FH,如果該簇不是文件的最後一簇,填入的值為該文件佔用的下一個簇的簇號,這樣,正好將文件佔用的各簇構成一個簇鏈,保存在FAT表中。0000000H、00000001H兩簇號不使用,其對應的兩個DWORD位置(FAT表開頭的8個位元組)用來存放該盤介質類型編號。FAT表的大小就由該邏輯盤數據區共有多少簇所決定,取整數個扇區。

(四)FAT32系統一簇對應8個邏輯相鄰的扇區,理論上,這種用法所能管理的邏輯盤容量上限為16TB(16384GB),容量大於16TB時,可以用一簇對應16個扇區,依此類推。FAT16系統在邏輯盤容量介於128MB到256MB時,一簇對應8個扇區,容量介於256MB到512MB時,一簇對應16個扇區,容量介於512MB到1GB時,一簇對應32個扇區,容量介於1GB到2GB時,一簇對應32個扇區,超出2GB的部分無法使用。顯然,對於容量大於512MB的邏輯盤,採用FAT32的簇比採用FAT16的簇小很多,大大減少了空間的浪費。
但是,對於容量小於512MB的盤,採用FAT32雖然一簇8個扇區,比使用FAT16一簇16個扇區,簇有所減小,但FAT32的FAT表較大,佔用空間較多,總數據區被減少,兩者相抵,實際並不能增加有效存儲空間,所以微軟建議對小於512M的邏輯盤不使用FAT32。
另外,對於使用FAT16文件系統的用戶提一建議,硬碟分區時,不要將分區(邏輯盤)容量正好設為某一區間的下限,例:將一邏輯盤容量設為1100M(稍大於1024M),則使用時其有效存儲容量比分區為950M的一般還少,因其簇大一倍,浪費的空間較多。還有,使用FDISK等對分區指定容量時,由於對1MB的定義不一樣(標準的二進制的1MB為1048576B,有的系統將1MB理解為1000000B,1000KB等),及每個分區需從新磁軌開始等因素,實際分配的容量可能稍大於指定的容量,亦需注意掌握。

(五)根目錄區(ROOT區)不再是固定區域、固定大小,可看作是數據區的一部分。因為根目錄已改為根目錄文件,採用與子目錄文件相同的管理方式,一般情況下從第二簇開始使用,大小視需要增加,因此根目錄下的文件數目不再受最多512的限制。FAT16文件系統的根目錄區(ROOT區)是固定區域、固定大小的,是從FAT區之後緊接著的32個扇區,最多保存512個目錄項,作為系統區的一部分。

(六)目錄區中的目錄項變化較多,一個目錄項仍佔32位元組,可以是文件目錄項、子目錄項、卷標項(僅跟目錄有)、已刪除目錄項、長文件名目錄項等。目錄項中原來在DOS下保留未用的10個位元組都有了新的定義,全部32位元組的定義如下:
(1) 0-- 7位元組 文件正名。
(2) 8--10位元組 文件擴展名。
(3) 11位元組 文件屬性,按二進制位定義,最高兩位保留未用,0至5位分別是只讀位、隱藏位、系統位、卷標位、子目錄位、歸檔位。
(4) 11--13位元組 僅長文件名目錄項用,用來存儲其對應的短文件名目錄項的文件名位元組校驗和等。
(5) 13--15位元組 24位二進制的文件建立時間,其中的高5位為小時,次6位為分鍾。
(6) 16--17位元組 16位二進制的文件建立日期,其中的高7位為相對於1980年的年份值,次4位為月份,後5位為月內日期。
(7) 18--19位元組 16位二進制的文件最新訪問日期,定義同(6)。
(8) 20--21位元組 起始簇號的高16位。
(9) 22--23位元組 16位二進制的文件最新修改時間,其中的高5位為小時,次6位為分鍾,後5位的二倍為秒數。
(10)24--25位元組 16位二進制的文件最新修改日期,定義同(6)。
(11)26--27位元組 起始簇號的低16位。
(12)28--31位元組 32位的文件位元組長度。

其中第(4)至(8)項為以後陸續定義的。 對於子目錄項,其(12)為零;已刪除目錄項的首位元組值為E5H。在可以使用長文件名的FAT32系統中,文件目錄項保存該文件的短文件名,長文件名用若干個長文件名目錄項保存,長文件名目錄項倒序排在文件短目錄項前面,全部是採用雙位元組內碼保存的,每一項最多保存十三個字元內碼,首位元組指明是長文件名的第幾項,11位元組一般為0FH,12位元組指明類型,13位元組為校驗和,26--27位元組為零。

(七)以前版本的 Windows 和DOS與 FAT32 不兼容,不能識別FAT32分區,有些程序也依賴於 FAT16 文件系統,不能和 FAT32 驅動器一道工作。將硬碟轉換為 FAT32,就不能再用雙引導運行以前版本的 Windows(Windows 95 [Version 4.00.950]、Windows NT 3.x、Windows NT 4.0 和 Windows 3.x)。

『貳』 批處理加密%%a是什麼意思

通俗點說是WINDOWS記事本的一個BUG,比如用記事本寫一個詞 「聯通」另存為文本後再打開會變成亂碼。所以這種方法加密的用其他編輯器查看就一目瞭然了如wordpad.exe,Word

專業點描述:
記事本程序在保存一篇新建的文檔時,如果沒有指定編碼類型,會使用預設的ANSI類型(對於中文版來說,對應的就是GB碼)。

而在打開一篇已創建的文檔時,它會分析文檔的編碼類型,它首先判斷文檔頭部有無BOM(Byte Order Mark,位元組序標記,長度為2~3位元組),如果有則根據其內容判斷編碼類型,FF、FE(Unicode),FE、FF(Unicode big endian),EF、BB、BF(UTF-8)[1]。

因為事實上有很多非ANSI編碼的文檔是沒有任何BOM的「純文本」,所以對這些文檔不能簡單的判斷為ANSI編碼。而需要使用一系列的統計學演算法根據文檔內容來猜測文檔編碼。記事本使用了 IsTextUnicode 函數來判斷是否為 Unicode/Unicode big endian 編碼,使用 IsTextUTF8 判斷是否為 UTF8 編碼。

但既然是統計學演算法,就難免存在誤判,尤其在文檔內容過短時,由於樣本的容量太小,這種誤判的概率會顯著增大。比如那個有名的微軟與聯通有仇的笑話,就是記事本在打開只有"聯通"二字的ANSI編碼文檔時,IsTextUTF8 函數將其誤判為UTF8編碼[2];同樣的誤判也發生在 IsTextUnicode 函數上,比如具有 「this app can break」這種具有4335結構的文檔,會被誤判為 Unicode 編碼[3][4]。

需要說明的是,這種誤判的可能性是建立在文本較短且其位元組位特徵不被干擾的前提上的。如果將上述的文本做稍許修改(即使只是增加一個回車),則誤判很難再發生。
說白了WINDOWS記事本誤判了編碼

『叄』 java開發人事系統,需要對敏感數據進行加密存儲,為了不影響統計分析和查詢功能,大家有好的實現方案嗎

沒錯,資料庫中存的ID項加密。查詢匹配時使用js或後台將用戶輸入的內容加密後去資料庫匹配。查詢到加密的資料庫數據後在後台解密在發送到前台。如果對於安全要求較高就不要在js中解密。最後,類似於ID的數據加密模式和敏感信息的加密模式要不一致,這樣可以保護你需要保護的敏感信息,即使有人通過js破解了你的ID等數據的加密,也無法獲取真正的敏感信息。

『肆』 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。

『伍』 高分求 本科電子商務專業大一到大四的課程設置

上海財經大學 的課程 可以參考一下

海財經大學 本科生 信息管理與工程學院 信息管理與信息系統專業 信息管理與信息系統(電子商務) 培養計劃
1 法律基礎
2 大學英語Ⅱ
3 大學英語Ⅲ
4 大學英語Ⅳ
5 大學英語I
6 哲學
7 鄧小平理論概論
8 當代世界經濟與政治
9 毛澤東思想概論
10 大學生思想品德修養
11 大學語文
12 體育I☆
13 體育Ⅱ☆
14 體育Ⅲ☆
15 體育Ⅳ☆
16 衛生保健
17 軍事理論
18 政治經濟學Ⅰ★
19 政治經濟學Ⅱ★
20 西方經濟學I
21 西方經濟學Ⅱ
22 高等數學(下)
23 經濟法概論
24 國際貿易理論與實務
25 管理學
26 會計學I★
27 會計學Ⅱ★
28 統計學(數理統計)
29 管理信息系統
30 程序設計基礎(*)
31 線性代數
32 概率論
33 高等數學(上)
34 供應鏈與物流管理
35 電子商務原理
36 電子商務系統建設
37 電子商務管理
38 資料庫技術
39 數據結構△
40 信息系統分析與設計
41 計算機網路△
42 信息技術基礎
43 網路營銷
44 項目管理(*)
45 公司戰略管理
46 工商管理模擬
47 電子商務專題
48 電子商務經濟學
49 數據挖掘
50 運營與作業管理
51 公司財務
52 多媒體技術
53 企業資源計劃(ERP)(*)
54 信息系統資源管理
55 資料庫前台開發工具△
56 商務溝通
57 金融電子工程
58 決策支持系統與專家系統
59 會計信息系統
60 管理中的定量方法
61 電子商務案例分析
62 電子商務安全
63 Web應用工具

還有其他的大學 大多的是

1.政治(120學時,含法律基礎32學時)
講授馬克思主義理論、毛澤東思想、鄧小平理論、三個代表重要思想、時事、政治思想品德修養、職業道德和法律知識。樹立科學的人生觀與世界觀,堅定走有中國特色社會主義道路的信念。要求在理論教學中講清主要立場、觀點和方法。
2.體育(96學時)
講授體育基本理論和體育運動項目的基本知識教育,體育運動項目基本技能訓練。了解人體的正常發育規律,學會科學鍛煉身體的方法,養成鍛煉身體的習慣,提高運動技術水平,達到《大學生體育合格標准》。
3.高等數學(96學時)
主要講授一元微積分和常微分方程的基本知識,介紹一些工程數學的內容,為各種後繼課程的學習奠定必要的數學基礎,培養學生抽象思維、邏輯推理、工程計算能力,尤其是運用數學知識解決實際問題的能力。
4.英語(148學時)
在中學英語的基礎上進行系統的學習,培養學生掌握必需、實用的語言知識和語言技能,具有閱讀和翻譯與本專業相關的英文資料的初步能力,認知英語單詞3500個左右以及一定量的片語(含中學所掌握的單詞和片語),具備按照基本構詞法識別生詞的能力。在教學中應加強學生的閱讀理解能力、聽說能力及英語寫作能力的培養。
5. C語言(116學時)
本課程主要以應用為目的,向學生介紹程序設計的基本知識,使學生掌握利用高級語言進行程序設計的基本方法與技巧,具有應用計算機的能力。著重培養學生掌握計算機處理問題的思維方法。
6.網頁製作(64學時)
本課程是一門理論性與實際技能要求並重的課程,課程內容定位於「網頁設計方法、製作技術與使用工具」三重體繫上,從系統、實用、易學的角度向學生講授網頁製作的語言、方法與技巧。主要包括:Web基礎知識、網頁結構設計及布局方法、超文本標記語言的語法、層疊樣式表(CSS)技術、網頁製作工具的使用(Dreamweaver、Fireworks、Flash)以及站點管理和網頁發布技術。
7.計算機網路技術(64學時)
本課程主要介紹計算機網路基礎知識和網路主流技術,計算機網路技術涉及數據通信、網路理論、各類網路標准協議及眾多相關技術,為便於學生全面了解和掌握網路技術的知識。
8.資料庫技術與應用(80學時)
資料庫技術是計算機數據處理的一種最新技術,本課程介紹資料庫系統的基本原理、基本理論、基本技術和關系資料庫的設計與方法。
9.多媒體技術(64學時)
本課程從應用角度出發,綜合講述多媒體應用的基礎知識和多媒體應用設計技術。主要包括:多媒體基礎知識:多媒體應用所需要的硬體、軟體支持環境;聲音、圖像、視頻、等多媒體數據的採集方法;常用軟體的使用,如Photoshop;多媒體應用設計原理;多媒體通信與網路技術等。
10.JAVA技術(96學時)
本課程主要介紹了JAVA語言的發展歷史、特點和基本語法,從面向對象程序設計的角度介紹JAVA語言的編程基礎和JAVA提供的基礎類庫和JAVA的圖形用戶界面及JAVA的異常處理、事件響應、文件操作和線程。

11.電子商務概論(64學時)
本課程全面系統地介紹了電子商務領域各個方面的知識。從電子商務的基本概念和系統框架入手,重點介紹了和電子商務相關的網路技術、EDI技術、安全技術、電子支付技術、物流技術及網站構架技術。並以目前電子商務應用領域較為成熟的幾行業為例,介紹了電子商務的行業應用,以增強學生的感性認識。
12.管理學基礎(48學時)
本課程是經濟管理的基礎課程,它是研究管理活動過程及其規律的科學,是管理實踐活動的科學總結。具體內容包括:管理與管理學,管理理論的形成與發展、計劃、目標、預測、組織概述、組織結構、人員配備、領導者、激勵、控制與協調、控制基礎理論、控制技術與方法、協調。
13.電子支付與結算(48學時)
本課程在介紹網路金融有關概念、結構和功能的基礎上,系統地闡述了電子支付、網路銀行、網路證券、在線保險和網路金融創新等內容,論述了網路金融相關的技術基礎,並對網路金融的安全機制和風險管理進行了分析和闡述。
14.電子商務系統設計(64學時)
本課程在講了電子商務系統設計的基本概念、基本技術、基本原理的前提下,著重介紹了電子商務的系統全貌和所涉及到的IT技術及一些重要的商務業務流程。
15. 電子商務案例分析(64學時)
本課程通過介紹著名電子商務網站與系統實例,分析各類電子商務系統的目的、戰略構思、定位、系統結構、發展過程、技術特點、運作特色、成功經驗與失敗教訓等,力圖使學生進一步深入掌握電子商務的基本原理、開發技巧、運作過程,特別強調組織管理與信息技術的有效結合,電子商務系統對組織結構與運作方式及效率、市場結構與競爭、社會等各方面的影響。本課程進行中,要求學生結合實際背景,分組開發一個電子商務模擬網站或一個實用網站的子系統。使學生具備分析、設計、實現、維護和運作與實際電子商務系統的基本技能。
16.電子商務安全技術(64學時)
本課程主要圍繞保障電子商務活動的安全性展開,第一部分為計算機網路安全基礎,包括:網路安全的基本概念、常見的網路攻擊與防範手段;第二部分為密碼學基礎,包括:密碼學的基本概念、現代加密技術、密鑰管理技術和鑒別與認證;第三部分為電子商務中Web站點安全策略與計算機網路安全工具,重點介紹防火牆、計算機病毒的防治、安全協議、系統入侵檢測、計算機軟體保護並結合系統實例,說明在具體的電子商務應用中保障其安全性應採取的措施。
17.現代物流管理(64學時)
本課程是電子商務的主幹課程之一,它從電子商務與物流的關系入手,系統地介紹了在電子商務環境下如何開展現代物流管理。課程首先介紹了物流基礎知識和物流的基本功能,對物流、物流管理、物流系統、企業物流、物流過程、物流成本進行全面介紹,在此基礎上引出現代化物流信息技術,包括GIS、GPS、條碼技術、EDI技術等,結合案例對物流中心、物流配送、物流模式、第三方物流、國際物流進行介紹,最後結合電子商務下的物流特點,引出供應鏈管理理念。本課程的目的在於全面了解物流及其相關理論知識和應用方法,用科學的管理方法實現現代化的物流管理。
18.網路營銷與策劃(48學時)
本課程是電子商務專業的主幹課程之一。網路營銷概論、定義、特點和發展;網路營銷宏觀和微觀環境分析;在線消費者行為;顧客管理;網上調查;網路市場細分和目標市場;建立營銷導向的網站;外向營銷;網上產品與定價策略;在線渠道的職能、渠道長度、渠道夥伴的關系及在線零售;網上溝通;網上關系營銷策略;網路營銷計劃,包括制定計劃、環境分析、識別對象、設定目標、制定營銷策略、行動方案、制定預算和評估計劃等。
19.企業信息化與電子商務(48學時)
本課程從信息系統開發與信息資源利用的雙重角度,介紹了企業信息化建設與管理的問題。課程首先介紹了有關信息化管理的基礎知識,包括信息、信息資源、信息資源開發與管理、信息化與信息化管理、企業信息化建設與管理任務等方面的內容,通過對上述基礎知識的了解,引出企業信息化建設的內容,包括計算機網路建設、網站建設、資料庫建設、辦公自動化系統建設、製造企業的生產作業信息化管理、進銷存業務信息化管理、財務信息化管理、人力資源的信息化管理、知識管理系統、ERP、BPR、DSS、CRM等內容,最後介紹了企業外部信息資源的開發方法,具體涉及客戶信息資源的開發、市場信息資源的開發、網路信息資源的開發以及競爭信息資源的開發。本課程目的在於向學生傳輸一種信息意識,給出一個實施企業信息化所需的整體知識框架體系,同時對一些重要軟體系統的功能、產品、實施有一個較好的的框架性了解。
20.電子商務法規(32學時)
電子商務法是電子商務專業的主幹課程之一。本課程的主要內容包括:一、電子商務法基礎,主要論述什麼是電子商務法、網站及其責任和電子商務的主體;二、電子商務基本法律制度,包括數據電文的法律制度、簽名認證法律制度,電子合同及其不同類型的在線交易法律調控的法律制度;三、電子商務相關法律問題,主要涉及消費者保護、個人資料保護、不正當競爭、法律救濟等與電子商務密切相關的法律問題。
21.電子商務項目運作(32學時)
本課程從項目管理的基本原理出發,介紹項目管理的基本原理、信息技術項目管理組織形式、人員配備及其相應職責的確定、項目經理的責任與權利等。使學生對信息技術項目管理有全面清晰的認識,用於公司的項目管理及項目管理信息化建設。主要內容有:國際、國內項目管理的現狀,項目管理的主要方法和技術;IT項目的時間管理方法和技術;IT項目的規模、人工量、成本和缺陷的估算技術;IT項目的質量保證技術;IT項目的綜合控制技術;IT項目配置管理技術。
實踐性環節有:
1.C語言實訓(二周)
通過C語言二周實訓,掌握C語言語法規則,掌握常見的演算法設計思路,熟悉C語言的環境和調試技術,達到國家二級C的考核要求。
2.微機組裝與維修實訓(一周)
通過計算機系統組裝,掌握計算機組裝、維護與故障維修的基本方法,並能熟練安裝常用軟體,進行各種系統配置和軟體設置。
3.計算機應用基礎實訓(一周)
圍繞全國計算機一級B進行實訓教學。通過實訓使學生熟練掌握操作系統、文字處理系統、電子表格軟體、Internet操作等常用辦公自動化軟體。達到全國一級B考試要求。
4.網頁製作實訓(一周)
掌握網頁的設計與規劃;主頁的結構安排與流程;編輯文檔、圖象、表單;創建表格、鏈接、層;時間軸的使用;製作交互頁面。場景;角色;幀;層的概念;動畫的流程設計;聲音的插入與編輯;蒙板的使用;Action的應用。筆刷、紋理填充的用法、大圖切割、動畫生成、滑鼠事件、圖形優化轉換輸出。
5.資料庫課程設計(二周)
進一步鞏固掌握關系資料庫的設計方法,熟練掌握SQL Server資料庫開發方法。
6.面向對象課程設計(二周)
掌握面向對象的基本原理和方法,掌握工程化程序設計的基本知識,逐步培養工程化程序設計的基本素質。
7.電商模擬系統實訓(三周)
通過「電子商務教學實驗模擬系統」的模擬化環境學習,熟悉電子商務運作過程的所有環節,掌握電子商務運營的組織與管理。
8.電子商務專業綜合實踐(8周)
為培養學生綜合應用專業知識的能力,在專業課程學完後,開設8周專業綜合實踐,要求學生完成一個小型項目研究。題目具有很強的專業針對性,所需專業技能與專業知識的涉及面較寬,以培養學生較強的綜合應用能力。
9.生產(畢業)實習(24周)
通過生產(畢業)實習,一方面使學生較長時間地參加專業生產實踐,培養學生獨立操作能力,排除故障能力和解決問題能力,生產現場的組織、管理與指揮能力,從而能體現出應用型、技術型高職人材特色,另一方面搜集所需畢業設計資料及相關數據。
10.畢業設計(畢業論文)(10周)
畢業設計是總結性的一種實踐性教學形式,通過畢業設計綜合應用所學的各種理論知識和技能,按照培養目標規定的業務要求,進行基本能力的、全面的、系統的、嚴格的訓練。設計題目可以是與生產任務相結合的現實設計,也可以是假擬題目,但每個學生都必須獨立完成一定的任務,受到較全面的鍛煉。

『陸』 數據壓縮技術的數據壓縮技術簡史

電腦里的數據壓縮其實類似於美眉們的瘦身運動,不外有兩大功用。第一,可以節省空間。拿瘦身美眉來說,要是八個美眉可以擠進一輛計程車里,那該有多省錢啊!第二,可以減少對帶寬的佔用。例如,我們都想在不到 100Kbps 的 GPRS 網上觀看 DVD 大片,這就好比瘦身美眉們總希望用一尺布裁出七件吊帶衫,前者有待於數據壓縮技術的突破性進展,後者則取決於美眉們的恆心和毅力。
簡單地說,如果沒有數據壓縮技術,我們就沒法用 WinRAR 為 Email 中的附件瘦身;如果沒有數據壓縮技術,市場上的數碼錄音筆就只能記錄不到 20 分鍾的語音;如果沒有數據壓縮技術,從 Internet 上下載一部電影也許要花半年的時間……可是這一切究竟是如何實現的呢?數據壓縮技術又是怎樣從無到有發展起來的呢? 一千多年前的中國學者就知道用「班馬」這樣的縮略語來指代班固和司馬遷,這種崇尚簡約的風俗一直延續到了今天的 Internet 時代:當我們在 BBS 上用「 7456 」代表「氣死我了」,或是用「 B4 」代表「 Before 」的時候,我們至少應該知道,這其實就是一種最簡單的數據壓縮呀。
嚴格意義上的數據壓縮起源於人們對概率的認識。當我們對文字信息進行編碼時,如果為出現概率較高的字母賦予較短的編碼,為出現概率較低的字母賦予較長的編碼,總的編碼長度就能縮短不少。遠在計算機出現之前,著名的 Morse 電碼就已經成功地實踐了這一準則。在 Morse 碼表中,每個字母都對應於一個唯一的點劃組合,出現概率最高的字母 e 被編碼為一個點「 . 」,而出現概率較低的字母 z 則被編碼為「 --.. 」。顯然,這可以有效縮短最終的電碼長度。
資訊理論之父 C. E. Shannon 第一次用數學語言闡明了概率與信息冗餘度的關系。在 1948 年發表的論文「通信的數學理論( A Mathematical Theory of Communication )」中, Shannon 指出,任何信息都存在冗餘,冗餘大小與信息中每個符號(數字、字母或單詞)的出現概率或者說不確定性有關。 Shannon 借鑒了熱力學的概念,把信息中排除了冗餘後的平均信息量稱為「信息熵」,並給出了計算信息熵的數學表達式。這篇偉大的論文後來被譽為資訊理論的開山之作,信息熵也奠定了所有數據壓縮演算法的理論基礎。從本質上講,數據壓縮的目的就是要消除信息中的冗餘,而信息熵及相關的定理恰恰用數學手段精確地描述了信息冗餘的程度。利用信息熵公式,人們可以計算出信息編碼的極限,即在一定的概率模型下,無損壓縮的編碼長度不可能小於信息熵公式給出的結果。
有了完備的理論,接下來的事就是要想辦法實現具體的演算法,並盡量使演算法的輸出接近信息熵的極限了。當然,大多數工程技術人員都知道,要將一種理論從數學公式發展成實用技術,就像僅憑一個 E=mc 2 的公式就要去製造核武器一樣,並不是一件很容易的事。 設計具體的壓縮演算法的過程通常更像是一場數學游戲。開發者首先要尋找一種能盡量精確地統計或估計信息中符號出現概率的方法,然後還要設計一套用最短的代碼描述每個符號的編碼規則。統計學知識對於前一項工作相當有效,迄今為止,人們已經陸續實現了靜態模型、半靜態模型、自適應模型、 Markov 模型、部分匹配預測模型等概率統計模型。相對而言,編碼方法的發展歷程更為曲折一些。
1948 年, Shannon 在提出信息熵理論的同時,也給出了一種簡單的編碼方法—— Shannon 編碼。 1952 年, R. M. Fano 又進一步提出了 Fano 編碼。這些早期的編碼方法揭示了變長編碼的基本規律,也確實可以取得一定的壓縮效果,但離真正實用的壓縮演算法還相去甚遠。
第一個實用的編碼方法是由 D. A. Huffman 在 1952 年的論文「最小冗餘度代碼的構造方法( A Method for the Construction of Minimum Rendancy Codes )」中提出的。直到今天,許多《數據結構》教材在討論二叉樹時仍要提及這種被後人稱為 Huffman 編碼的方法。 Huffman 編碼在計算機界是如此著名,以至於連編碼的發明過程本身也成了人們津津樂道的話題。據說, 1952 年時,年輕的 Huffman 還是麻省理工學院的一名學生,他為了向老師證明自己可以不參加某門功課的期末考試,才設計了這個看似簡單,但卻影響深遠的編碼方法。
Huffman 編碼效率高,運算速度快,實現方式靈活,從 20 世紀 60 年代至今,在數據壓縮領域得到了廣泛的應用。例如,早期 UNIX 系統上一個不太為現代人熟知的壓縮程序 COMPACT 實際就是 Huffman 0 階自適應編碼的具體實現。 20 世紀 80 年代初, Huffman 編碼又出現在 CP/M 和 DOS 系統中,其代表程序叫 SQ 。今天,在許多知名的壓縮工具和壓縮演算法(如 WinRAR 、 gzip 和 JPEG )里,都有 Huffman 編碼的身影。不過, Huffman 編碼所得的編碼長度只是對信息熵計算結果的一種近似,還無法真正逼近信息熵的極限。正因為如此,現代壓縮技術通常只將 Huffman 視作最終的編碼手段,而非數據壓縮演算法的全部。
科學家們一直沒有放棄向信息熵極限挑戰的理想。 1968 年前後, P. Elias 發展了 Shannon 和 Fano 的編碼方法,構造出從數學角度看來更為完美的 Shannon-Fano-Elias 編碼。沿著這一編碼方法的思路, 1976 年, J. Rissanen 提出了一種可以成功地逼近信息熵極限的編碼方法——算術編碼。 1982 年, Rissanen 和 G. G. Langdon 一起改進了算術編碼。之後,人們又將算術編碼與 J. G. Cleary 和 I. H. Witten 於 1984 年提出的部分匹配預測模型( PPM )相結合,開發出了壓縮效果近乎完美的演算法。今天,那些名為 PPMC 、 PPMD 或 PPMZ 並號稱壓縮效果天下第一的通用壓縮演算法,實際上全都是這一思路的具體實現。
對於無損壓縮而言, PPM 模型與算術編碼相結合,已經可以最大程度地逼近信息熵的極限。看起來,壓縮技術的發展可以到此為止了。不幸的是,事情往往不像想像中的那樣簡單:算術編碼雖然可以獲得最短的編碼長度,但其本身的復雜性也使得算術編碼的任何具體實現在運行時都慢如蝸牛。即使在摩爾定律大行其道, CPU 速度日新月異的今天,算術編碼程序的運行速度也很難滿足日常應用的需求。沒辦法,如果不是後文將要提到的那兩個猶太人,我們還不知要到什麼時候才能用上 WinZIP 這樣方便實用的壓縮工具呢。 逆向思維永遠是科學和技術領域里出奇制勝的法寶。就在大多數人絞盡腦汁想改進 Huffman 或算術編碼,以獲得一種兼顧了運行速度和壓縮效果的「完美」編碼的時候,兩個聰明的猶太人 J. Ziv 和 A. Lempel 獨辟蹊徑,完全脫離 Huffman 及算術編碼的設計思路,創造出了一系列比 Huffman 編碼更有效,比算術編碼更快捷的壓縮演算法。我們通常用這兩個猶太人姓氏的縮寫,將這些演算法統稱為 LZ 系列演算法。
按照時間順序, LZ 系列演算法的發展歷程大致是: Ziv 和 Lempel 於 1977 年發表題為「順序數據壓縮的一個通用演算法( A Universal Algorithm for Sequential Data Compression )」的論文,論文中描述的演算法被後人稱為 LZ77 演算法。 1978 年,二人又發表了該論文的續篇「通過可變比率編碼的獨立序列的壓縮( Compression of Indivial Sequences via Variable Rate Coding )」,描述了後來被命名為 LZ78 的壓縮演算法。 1984 年, T. A. Welch 發表了名為「高性能數據壓縮技術( A Technique for High Performance Data Compression )」的論文,描述了他在 Sperry 研究中心(該研究中心後來並入了 Unisys 公司)的研究成果,這是 LZ78 演算法的一個變種,也就是後來非常有名的 LZW 演算法。 1990 年後, T. C. Bell 等人又陸續提出了許多 LZ 系列演算法的變體或改進版本。
說實話, LZ 系列演算法的思路並不新鮮,其中既沒有高深的理論背景,也沒有復雜的數學公式,它們只是簡單地延續了千百年來人們對字典的追崇和喜好,並用一種極為巧妙的方式將字典技術應用於通用數據壓縮領域。通俗地說,當你用字典中的頁碼和行號代替文章中每個單詞的時候,你實際上已經掌握了 LZ 系列演算法的真諦。這種基於字典模型的思路在表面上雖然和 Shannon 、 Huffman 等人開創的統計學方法大相徑庭,但在效果上一樣可以逼近信息熵的極限。而且,可以從理論上證明, LZ 系列演算法在本質上仍然符合信息熵的基本規律。
LZ 系列演算法的優越性很快就在數據壓縮領域里體現 了 出來,使用 LZ 系列演算法的工具軟體數量呈爆炸式增長。 UNIX 系統上最先出現了使用 LZW 演算法的 compress 程序,該程序很快成為了 UNIX 世界的壓縮標准。緊隨其後的是 MS-DOS 環境下的 ARC 程序,以及 PKWare 、 PKARC 等仿製品。 20 世紀 80 年代,著名的壓縮工具 LHarc 和 ARJ 則是 LZ77 演算法的傑出代表。
今天, LZ77 、 LZ78 、 LZW 演算法以及它們的各種變體幾乎壟斷了整個通用數據壓縮領域,我們熟悉的 PKZIP 、 WinZIP 、 WinRAR 、 gzip 等壓縮工具以及 ZIP 、 GIF 、 PNG 等文件格式都是 LZ 系列演算法的受益者,甚至連 PGP 這樣的加密文件格式也選擇了 LZ 系列演算法作為其數據壓縮的標准。
沒有誰能否認兩位猶太人對數據壓縮技術的貢獻。我想強調的只是,在工程技術領域,片面追求理論上的完美往往只會事倍功半,如果大家能像 Ziv 和 Lempel 那樣,經常換個角度來思考問題,沒准兒你我就能發明一種新的演算法,就能在技術方展史上揚名立萬呢。 LZ 系列演算法基本解決了通用數據壓縮中兼顧速度與壓縮效果的難題。但是,數據壓縮領域里還有另一片更為廣闊的天地等待著我們去探索。 Shannon 的資訊理論告訴我們,對信息的先驗知識越多,我們就可以把信息壓縮得越小。換句話說,如果壓縮演算法的設計目標不是任意的數據源,而是基本屬性已知的特種數據,壓縮的效果就會進一步提高。這提醒我們,在發展通用壓縮演算法之餘,還必須認真研究針對各種特殊數據的專用壓縮演算法。比方說,在今天的數碼生活中,遍布於數碼相機、數碼錄音筆、數碼隨身聽、數碼攝像機等各種數字設備中的圖像、音頻、視頻信息,就必須經過有效的壓縮才能在硬碟上存儲或是通過 USB 電纜傳輸。實際上,多媒體信息的壓縮一直是數據壓縮領域里的重要課題,其中的每一個分支都有可能主導未來的某個技術潮流,並為數碼產品、通信設備和應用軟體開發商帶來無限的商機。
讓我們先從圖像數據的壓縮講起。通常所說的圖像可以被分為二值圖像、灰度圖像、彩色圖像等不同的類型。每一類圖像的壓縮方法也不盡相同。
傳真技術的發明和廣泛使用促進了二值圖像壓縮演算法的飛速發展。 CCITT (國際電報電話咨詢委員會,是國際電信聯盟 ITU 下屬的一個機構)針對傳真類應用建立了一系列圖像壓縮標准,專用於壓縮和傳遞二值圖像。這些標准大致包括 20 世紀 70 年代後期的 CCITT Group 1 和 Group 2 , 1980 年的 CCITT Group 3 ,以及 1984 年的 CCITT Group 4 。為了適應不同類型的傳真圖像,這些標准所用的編碼方法包括了一維的 MH 編碼和二維的 MR 編碼,其中使用了行程編碼( RLE )和 Huffman 編碼等技術。今天,我們在辦公室或家裡收發傳真時,使用的大多是 CCITT Group 3 壓縮標准,一些基於數字網路的傳真設備和存放二值圖像的 TIFF 文件則使用了 CCITT Group 4 壓縮標准。 1993 年, CCITT 和 ISO (國際標准化組織)共同成立的二值圖像聯合專家組( Joint Bi-level Image Experts Group , JBIG )又將二值圖像的壓縮進一步發展為更加通用的 JBIG 標准。
實際上,對於二值圖像和非連續的灰度、彩色圖像而言,包括 LZ 系列演算法在內的許多通用壓縮演算法都能獲得很好的壓縮效果。例如,誕生於 1987 年的 GIF 圖像文件格式使用的是 LZW 壓縮演算法, 1995 年出現的 PNG 格式比 GIF 格式更加完善,它選擇了 LZ77 演算法的變體 zlib 來壓縮圖像數據。此外,利用前面提到過的 Huffman 編碼、算術編碼以及 PPM 模型,人們事實上已經構造出了許多行之有效的圖像壓縮演算法。
但是,對於生活中更加常見的,像素值在空間上連續變化的灰度或彩色圖像(比如數碼照片),通用壓縮演算法的優勢就不那麼明顯了。幸運的是,科學家們發現,如果在壓縮這一類圖像數據時允許改變一些不太重要的像素值,或者說允許損失一些精度(在壓縮通用數據時,我們絕不會容忍任何精度上的損失,但在壓縮和顯示一幅數碼照片時,如果一片樹林里某些樹葉的顏色稍微變深了一些,看照片的人通常是察覺不到的),我們就有可能在壓縮效果上獲得突破性的進展。這一思想在數據壓縮領域具有革命性的地位:通過在用戶的忍耐范圍內損失一些精度,我們可以把圖像(也包括音頻和視頻)壓縮到原大小的十分之一、百分之一甚至千分之一,這遠遠超出了通用壓縮演算法的能力極限。也許,這和生活中常說的「退一步海闊天空」的道理有異曲同工之妙吧。
這種允許精度損失的壓縮也被稱為有損壓縮。在圖像壓縮領域,著名的 JPEG 標準是有損壓縮演算法中的經典。 JPEG 標准由靜態圖像聯合專家組( Joint Photographic Experts Group , JPEG )於 1986 年開始制定, 1994 年後成為國際標准。 JPEG 以離散餘弦變換( DCT )為核心演算法,通過調整質量系數控制圖像的精度和大小。對於照片等連續變化的灰度或彩色圖像, JPEG 在保證圖像質量的前提下,一般可以將圖像壓縮到原大小的十分之一到二十分之一。如果不考慮圖像質量, JPEG 甚至可以將圖像壓縮到「無限小」。
JPEG 標準的最新進展是 1996 年開始制定, 2001 年正式成為國際標準的 JPEG 2000 。與 JPEG 相比, JPEG 2000 作了大幅改進,其中最重要的是用離散小波變換( DWT )替代了 JPEG 標准中的離散餘弦變換。在文件大小相同的情況下, JPEG 2000 壓縮的圖像比 JPEG 質量更高,精度損失更小。作為一個新標准, JPEG 2000 暫時還沒有得到廣泛的應用,不過包括數碼相機製造商在內的許多企業都對其應用前景表示樂觀, JPEG 2000 在圖像壓縮領域里大顯身手的那一天應該不會特別遙遠。
JPEG 標准中通過損失精度來換取壓縮效果的設計思想直接影響了視頻數據的壓縮技術。 CCITT 於 1988 年制定了電視電話和會議電視的 H.261 建議草案。 H.261 的基本思路是使用類似 JPEG 標準的演算法壓縮視頻流中的每一幀圖像,同時採用運動補償的幀間預測來消除視頻流在時間維度上的冗餘信息。在此基礎上, 1993 年, ISO 通過了動態圖像專家組( Moving Picture Experts Group , MPEG )提出的 MPEG-1 標准。 MPEG-1 可以對普通質量的視頻數據進行有效編碼。我們現在看到的大多數 VCD 影碟,就是使用 MPEG-1 標准來壓縮視頻數據的。
為了支持更清晰的視頻圖像,特別是支持數字電視等高端應用, ISO 於 1994 年提出了新的 MPEG-2 標准(相當於 CCITT 的 H.262 標准)。 MPEG-2 對圖像質量作了分級處理,可以適應普通電視節目、會議電視、高清晰數字電視等不同質量的視頻應用。在我們的生活中,可以提供高清晰畫面的 DVD 影碟所採用的正是 MPEG-2 標准。
Internet 的發展對視頻壓縮提出了更高的要求。在內容交互、對象編輯、隨機存取等新需求的刺激下, ISO 於 1999 年通過了 MPEG-4 標准(相當於 CCITT 的 H.263 和 H.263+ 標准)。 MPEG-4 標准擁有更高的壓縮比率,支持並發數據流的編碼、基於內容的交互操作、增強的時間域隨機存取、容錯、基於內容的尺度可變性等先進特性。 Internet 上新興的 DivX 和 XviD 文件格式就是採用 MPEG-4 標准來壓縮視頻數據的,它們可以用更小的存儲空間或通信帶寬提供與 DVD 不相上下的高清晰視頻,這使我們在 Internet 上發布或下載數字電影的夢想成為了現實。
就像視頻壓縮和電視產業的發展密不可分一樣,音頻數據的壓縮技術最早也是由無線電廣播、語音通信等領域里的技術人員發展起來的。這其中又以語音編碼和壓縮技術的研究最為活躍。自從 1939 年 H. Dudley 發明聲碼器以來,人們陸續發明了脈沖編碼調制( PCM )、線性預測( LPC )、矢量量化( VQ )、自適應變換編碼( ATC )、子帶編碼( SBC )等語音分析與處理技術。這些語音技術在採集語音特徵,獲取數字信號的同時,通常也可以起到降低信息冗餘度的作用。像圖像壓縮領域里的 JPEG 一樣,為獲得更高的編碼效率,大多數語音編碼技術都允許一定程度的精度損失。而且,為了更好地用二進制數據存儲或傳送語音信號,這些語音編碼技術在將語音信號轉換為數字信息之後又總會用 Huffman 編碼、算術編碼等通用壓縮演算法進一步減少數據流中的冗餘信息。
對於電腦和數字電器(如數碼錄音筆、數碼隨身聽)中存儲的普通音頻信息,我們最常使用的壓縮方法主要是 MPEG 系列中的音頻壓縮標准。例如, MPEG-1 標准提供了 Layer I 、 Layer II 和 Layer III 共三種可選的音頻壓縮標准, MPEG-2 又進一步引入了 AAC ( Advanced Audio Coding )音頻壓縮標准, MPEG-4 標准中的音頻部分則同時支持合成聲音編碼和自然聲音編碼等不同類型的應用。在這許多音頻壓縮標准中,聲名最為顯赫的恐怕要數 MPEG-1 Layer III ,也就是我們常說的 MP3 音頻壓縮標准了。從 MP3 播放器到 MP3 手機,從硬碟上堆積如山的 MP3 文件到 Internet 上版權糾紛不斷的 MP3 下載, MP3 早已超出了數據壓縮技術的范疇,而成了一種時尚文化的象徵了。
很顯然,在多媒體信息日益成為主流信息形態的數字化時代里,數據壓縮技術特別是專用於圖像、音頻、視頻的數據壓縮技術還有相當大的發展空間——畢竟,人們對信息數量和信息質量的追求是永無止境的。 從信息熵到算術編碼,從猶太人到 WinRAR ,從 JPEG 到 MP3 ,數據壓縮技術的發展史就像是一個寫滿了「創新」、「挑戰」、「突破」和「變革」的羊皮卷軸。也許,我們在這里不厭其煩地羅列年代、人物、標准和文獻,其目的只是要告訴大家,前人的成果只不過是後人有望超越的目標而已,誰知道在未來的幾年裡,還會出現幾個 Shannon ,幾個 Huffman 呢?
談到未來,我們還可以補充一些與數據壓縮技術的發展趨勢有關的話題。
1994年, M. Burrows 和 D. J. Wheeler 共同提出了一種全新的通用數據壓縮演算法。這種演算法的核心思想是對字元串輪轉後得到的字元矩陣進行排序和變換,類似的變換演算法被稱為 Burrows-Wheeler 變換,簡稱 BWT 。與 Ziv 和 Lempel 另闢蹊徑的做法如出一轍, Burrows 和 Wheeler 設計的 BWT 演算法與以往所有通用壓縮演算法的設計思路都迥然不同。如今, BWT 演算法在開放源碼的壓縮工具 bzip 中獲得了巨大的成功, bzip 對於文本文件的壓縮效果要遠好於使用 LZ 系列演算法的工具軟體。這至少可以表明,即便在日趨成熟的通用數據壓縮領域,只要能在思路和技術上不斷創新,我們仍然可以找到新的突破口。
分形壓縮技術是圖像壓縮領域近幾年來的一個熱點。這一技術起源於 B. Mandelbrot 於 1977 年創建的分形幾何學。 M. Barnsley 在 20 世紀 80 年代後期為分形壓縮奠定了理論基礎。從 20 世紀 90 年代開始, A. Jacquin 等人陸續提出了許多實驗性的分形壓縮演算法。今天,很多人相信,分形壓縮是圖像壓縮領域里最有潛力的一種技術體系,但也有很多人對此不屑一顧。無論其前景如何,分形壓縮技術的研究與發展都提示我們,在經過了幾十年的高速發展之後,也許,我們需要一種新的理論,或是幾種更有效的數學模型,以支撐和推動數據壓縮技術繼續向前躍進。
人工智慧是另一個可能對數據壓縮的未來產生重大影響的關鍵詞。既然 Shannon 認為,信息能否被壓縮以及能在多大程度上被壓縮與信息的不確定性有直接關系,假設人工智慧技術在某一天成熟起來,假設計算機可以像人一樣根據已知的少量上下文猜測後續的信息,那麼,將信息壓縮到原大小的萬分之一乃至十萬分之一,恐怕就不再是天方夜譚了。
回顧歷史之後,人們總喜歡暢想一下未來。但未來終究是未來,如果僅憑你我幾句話就可以理清未來的技術發展趨勢,那技術創新的工作豈不就索然無味了嗎?依我說,未來並不重要,重要的是,趕快到 Internet 上下載幾部大片,然後躺在沙發里,好好享受一下數據壓縮為我們帶來的無限快樂吧。

『柒』 通常攻擊密碼都有什麼方法

攻擊密碼系統的方法大概可以分為三種

對密碼進行分析的嘗試稱為攻擊。Kerckhoffs最早在19世紀闡明密碼分析的一個基本假設,這個假設就是秘密必須完全寓於密鑰中。Kerckhoffs假設密碼分析者已有密碼演算法及其實現的全部詳細資料。
密碼分析者攻擊密碼系統的方法主要有以下三種。


窮舉攻擊

所謂窮舉攻擊是指密碼分析者採用依次試遍所有可能的密鑰,對所獲密文進行解密,直至得到正確的明文;或者用一個確定的密鑰對所有可能的明文進行加密,直至得到所獲得的密文。顯然,理論上對於任何實用密碼,只要有足夠的資源都可以用窮舉攻擊將其攻破。
窮舉攻擊所花費的時間等於嘗試次數乘以一次解密(加密)所需的時間。顯然可以通過增大密鑰量或者加大解密(加密)演算法的復雜性來對抗窮舉攻擊。當密鑰量增大時,嘗試的次數必然增大。當解密(加密)演算法的復雜性增大時,完成一次解密(加密)所需的時間增大,從而使窮舉攻擊在實際上不能實現。窮舉攻擊是對密碼的一種最基本的攻擊方法。


統計分析攻擊

所謂統計分析攻擊就是指密碼分析者通過分析密文和明文的統計規律來破譯密碼。統計分析攻擊在歷史上為破譯密碼做出過極大的貢獻。許多古典密碼都可以通過分析密文字母和字母組的頻率和其他統計參數而破譯。對抗統計分析攻擊的方法是設法使明文的統計特性不帶入密文。這樣密文不帶有明文的痕跡,從而使統計分析攻擊成為不可能。能夠抵抗統計分析攻擊已成為近代密碼的基本要求。


數學分析攻擊

所謂數學分析攻擊是指密碼分析者針對加解密演算法的數學基礎和某些密碼學特性,通過數學求解的方法來破譯密碼。數學分析攻擊是對基於數學難題的各種密碼的主要威脅。為了對抗這種數學分析攻擊,應當選用具有堅實數學基礎和足夠復雜的加解密演算法。

『捌』 pass15統計學軟體密碼

咨詢記錄 · 回答於2021-11-15

『玖』 現有的對稱密匙有哪些各個優缺點

第二次世界大戰後計算機與電子學的發展促成了更復雜的密碼,而且計算機可以加密任何二進制形式的資料,不再限於書寫的文字,以語言學為基礎的破密術因此失效。多數計算機加密的特色是在二進制字串上操作,而不像經典密碼學那樣直接地作用在傳統字母數字上。然而,計算機同時也促進了破密分析的發展,抵消了某些加密法的優勢。不過,優良的加密法仍保持領先,通常好的加密法都相當有效率(快速且使用少量資源),而破解它需要許多級數以上的資源,使得破密變得不可行。

雖然頻率分析是很有效的技巧,實際上加密法通常還是有用的。不使用頻率分析來破解一個信息需要知道目前是使用何種加密法,因此才會促成了諜報、賄賂、竊盜或背叛等行為。直到十九世紀學者們才體認到加密法的演算法並非理智或實在的防護。實際上,適當的密碼學機制(包含加解密法)應該保持安全,即使敵人知道了使用何種演算法。對好的加密法來說,鑰匙的秘密性理應足以保障資料的機密性。這個原則首先由奧古斯特�6�1柯克霍夫(en:Auguste Kerckhoffs)提出並被稱為柯克霍夫原則(Kerckhoffs』 principle)。資訊理論始祖香農(Claude Shannon)重述:「敵人知道系統。」

大量的公開學術研究出現,是現代的事,這起源於一九七零年代中期,美國國家標准局(en:National Bureau of Standards, NBS;現稱國家標准枝術研究所,en:National Institute of Standards and Technology, NIST)制定數字加密標准(DES),Diffie和Hellman提出的開創性論文,以及公開釋出RSA。從那個時期開始,密碼學成為通訊、電腦網路、電腦安全等上的重要工具。許多現代的密碼技術的基礎依賴於特定基算問題的困難度,例如因子分解問題或是離散對數問題。許多密碼技術可被證明為只要特定的計算問題無法被有效的解出,那就安全。除了一個著名的例外:一次墊(en:one-time pad,OTP),這類證明是偶然的而非決定性的,但是是目前可用的最好的方式。

密碼學演算法與系統設計者不但要留意密碼學歷史,而且必須考慮到未來發展。例如,持續增加計算機處理速度會增進暴力攻擊法(brute-force attacks)的速度。量子計算的潛在效應已經是部份密碼學家的焦點。

二十世紀早期的密碼學本質上主要考慮語言學上的模式。從此之後重心轉移,現在密碼學使用大量的數學,包括資訊理論、計算復雜性理論、統計學、組合學、抽象代數以及數論。密碼學同時也是工程學的分支,但卻是與別不同,因為它必須面對有智能且惡意的對手,大部分其他的工程僅需處理無惡意的自然力量。檢視密碼學問題與量子物理間的關連也是目前熱門的研究。

[編輯] 現代密碼學

現代密碼學大致可被區分為數個領域。 對稱鑰匙密碼學指的是傳送方與接收方都擁有相同的鑰匙。直到1976年這都還是唯一的公開加密法。

現代的研究主要在分組密碼(Block Cipher)與流密碼(Stream Cipher)及其應用。分組密碼在某種意義上是阿伯提的多字元加密法的現代化。分組密碼取用明文的一個區塊和鑰匙,輸出相同大小的密文區塊。由於信息通常比單一區塊還長,因此有了各種方式將連續的區塊編織在一起。 DES和AES是美國聯邦政府核定的分組密碼標准(AES將取代DES)。盡管將從標准上廢除,DES依然很流行(triple-DES變形仍然相當安全),被使用在非常多的應用上,從自動交易機、電子郵件到遠端存取。也有許多其他的區塊加密被發明、釋出,品質與應用上各有不同,其中不乏被破解者。

流密碼,相對於區塊加密,製造一段任意長的鑰匙原料,與明文依位元或字元結合,有點類似一次墊(one-time pad)。輸出的串流根據加密時的內部狀態而定。在一些流密碼上由鑰匙控制狀態的變化。RC4是相當有名的流密碼。

密碼雜湊函數(有時稱作消息摘要函數,雜湊函數又稱散列函數或哈希函數)不一定使用到鑰匙,但和許多重要的密碼演算法相關。它將輸入資料(通常是一整份文件)輸出成較短的固定長度雜湊值,這個過程是單向的,逆向操作難以完成,而且碰撞(兩個不同的輸入產生相同的雜湊值)發生的機率非常小。

信息認證碼或押碼(Message authentication codes, MACs)很類似密碼雜湊函數,除了接收方額外使用秘密鑰匙來認證雜湊值。

[編輯] 公鑰密碼學

主條目:公鑰密碼學

公開鑰匙密碼學,簡稱公鑰密碼學,又稱非對稱鑰匙密碼學,相對於對稱鑰匙密碼學,最大的特點在於加密和解密使用不同的鑰匙。

在對稱鑰匙密碼學中,加密和解密使用相同的鑰匙,也許對不同的信息使用不同的鑰匙,但都面臨鑰匙管理的難題。由於每對通訊方都必須使用異於他組的鑰匙,當網路成員的數量增加時,鑰匙數量成二次方增加。更尷尬的難題是:當安全的通道不存在於雙方時,如何建立一個共有的鑰匙以利安全的通訊?如果有通道可以安全地建立鑰匙,何不使用現有的通道。這個『雞生蛋、蛋生雞』的矛盾是長年以來密碼學無法在真實世界應用的阻礙。

1976年, Whitfield Diffie與Martin Hellman發表開創性的論文,提出公開鑰匙密碼學的概念:一對不同值但數學相關的鑰匙,公開鑰匙(或公鑰, public key)與私密鑰匙(私鑰,private key or secret key)。在公鑰系統中,由公開鑰匙推算出配對的私密鑰匙於計算上是不可行的。歷史學者David Kahn這樣描述公開鑰匙密碼學;「從文藝復興的多字元取代法後最革命性的概念。」

在公鑰系統中,公鑰可以隨意流傳,但私鑰只有該人擁有。典型的用法是,其他人用公鑰來加密給該接受者,接受者使用自己的私鑰解密。Diffie與Hellman也展示了如何利用公開鑰匙密碼學來達成Diffie-Hellman鑰匙交換協定。

1978年,MIT的Ron Rivest、Adi Shamir和Len Adleman發明另一個公開鑰匙系統,RSA。

直到1997年的公開文件中大眾才知道,早在1970年代早期,英國情報機構GCHQ的數學家James H. Ellis便已發明非對稱鑰匙密碼學,而且Diffie-Hellman與RSA都曾被Malcolm J. Williamson與Clifford Cocks分別發明於前。 這兩個最早的公鑰系統提供優良的加密法基礎,因而被大量使用。其他公鑰系統還有Cramer-Shoup、Elgamal、以及橢圓曲線密碼學等等。

除了加密外,公開鑰匙密碼學最顯著的成就是實現了數字簽名。數字簽名名符其實是普通簽章的數字化,他們的特性都是某人可以輕易製造簽章,但他人卻難以仿冒。數字簽名可以永久地與被簽署信息結合,無法自信息上移除。數字簽名大致包含兩個演算法:一個是簽署,使用私密鑰匙處理信息或信息的雜湊值而產生簽章;另一個是驗證,使用公開鑰匙驗證簽章的真實性。RSA和DSA是兩種最流行的數字簽名機制。數字簽名是公開鑰匙基礎建設(public key infranstructures, PKI)以及許多網路安全機制(SSL/TLS, VPNs等)的基礎。

公開鑰匙演算法大多基於計算復雜度上的難題,通常來自於數論。例如,RSA源於整數因子分解問題;DSA源於離散對數問題。近年發展快速的橢圓曲線密碼學則基於和橢圓曲線相關的數學難題,與離散對數相當。由於這些底層的問題多涉及模數乘法或指數運算,相對於分組密碼需要更多計算資源。因此,公開鑰匙系統通常是復合式的,內含一個高效率的對稱鑰匙演算法,用以加密信息,再以公開鑰匙加密對稱鑰匙系統所使用的鑰匙,以增進效率。

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