3.1.1 密码学发展简况

2025-06-17 16:45:47 更新

(一)古典密码学(1949年前)

(1)用途:早期的密码学主要用于军事和外交通信(凯撒密码)

  1. 加密公式: f(a)=(a+k) mod 26 (k为偏移)
  2. 解密公式: f(a)=(a+(26-k)) mod 26

(2)特点:秘钥空间小,数据安全基于算法保密

(3)主要技术:换位和置换,易遭到统计分析破译(字母频率、字母组合关系)

(4)1949年,香农发表了著名的论文《保密系统的通信理论》,提出交替使用换位和置换以抵御统计分析,增加了混乱(Confusion)和扩散(Diffusion)的密码技术新方法。

(二)现代密码学

背景:计算机的出现,使得复杂密码成为可能

特点:数据安全基于秘钥,而非算法保密(与古典密码学主要区别)

主要标志:

  1. 美国数据加密标准DES公布实施
  2. 提出Diffie Hellman算法、RSA算法(发明者都获得了图灵奖)

(1)对称密码阶段(1949年-1975年)

特点:信息安全依赖于秘钥保密。需解决的主要问题是不可信信道下的秘钥传输问题。

(2)公钥密码阶段(1976年至今)

特点:加密秘钥(公钥)可以公开,仅对解密秘钥(私钥)保密,基于一些数学难题保证很难通过公钥推出私钥。

(三)公钥密码体制

  1. Rabin体制
  2. ElGamal公钥体制
  3. 椭圆曲线密码公钥体制
  4. 基于代理编码理论的MeEliece体制
  5. 基于有限自动机理论的公钥密码体制

1984年,针对传统公钥认证和证书管理的问题,Shamir提出了基于身份(公钥直接为实体身份信息)的公钥密码系统的思想,简化了证书管理。

(四)密码体制安全性


概念

说明

1

无条件安全

(完善保密性)

即使破译者提供了无穷资源,依然无法破译

2

可证明安全性

密码算法的破译,依赖于对某一个经过深入研究的数学难题的解决

3

‌计算安全性‌

(实际安全性)

破译加密算法所需要的计算能力和计算时间是现实条件所不具备的

(五)后量子时代密码(Post-Quantum Cryptography)

背景:量子技术不断成熟

(六)我国密码发展史

  1. 2005年4月,国家施行《电子签名法》;
  2. 2006年公布国家商用密码算法;
  3. 2019年颁布《密码法》