密码学是研讨编制密码和破译密码的技术科学。研讨密码变化的客观规律,并运用编制密码以确保秘密的通讯,称为编码学;运用于破译密码以获取通讯情报的,称为破译学,总称密码学。密码学是在编码与破译的实践中逐渐发展起来的,已成为一门综合性的技术科学。
1.发送者和接收者
假设发送者想发送信息给接收者,且想安全地发送信息:他想保证偷听者不能阅览发送的信息。
2.信息和加密
信息被称为明文。用技术手段伪装信息以隐藏它的内容的进程称为加密,加了密的信息称为密文,而把密文转变为明文的进程称为解密。
明文用M(信息)或P(明文)表明,它可能是比特流(文本文件、位图、数字化的语音流或数字化的视频图画)。至于涉及计算机,P是简略的二进制数据。明文可被传送或存储,无论在哪种状况,M指待加密的信息。
密文用C表明,它也是二进制数据,有时和M相同大, 有时稍大(通过紧缩和加密的结合,C有可能比P小些。但是单单加密一般达不到这一点)。
3.辨别、完整性和抗抵赖
除了机密性外,密码学一般有其他作用。
4.辨别
信息的接收者应该能够承认信息的来历;入侵者不能伪装成别人。
5.完整性查验
信息的接收者应该能够验证在传送进程中信息没有被篡改;入侵者不能用假信息替代合法信息。
6.抗抵赖
发送者过后不能否认他发送的信息。
7.算法和密钥
密码算法也叫密码,是用于加密和解密的数学函数。(一般状况下,有两个相关的函数:一个用作加密,另一个用作解密。)
假如算法的保密性是根据保持算法的隐秘,这种算法称为受限制的算法。受限制的算法具有历史意义,但按现在的规范,它们的保密性已远远不够。大的或常常转换的用户安排不能运用它们,由于每有一个用户脱离这个安排,其他的用户就必须转换别的不同的算法。假如有人无意暴露了这个隐秘,所有人都必须改动他们的算法。更糟的是,受限制的密码算法不行能进行质量控制或规范化。每个用户安排必须有他们自己的仅有算法。这样的安排不行能选用盛行的硬件或软件产品。但窃听者却能够买到这些盛行产品并学习算法,于是用户不得不自己编写算法并予以实现,假如这个安排中没有好的密码学家,那么他们就无法知道他们是否拥有安全的算法。
现代密码学用密钥解决了这个问题,密钥用K表明。K能够是许多数值里的任意值。密钥K的任意值的规模叫作密钥空间。加密宽和密运算都运用这个密钥(即运算都依赖于密钥,有些算法运用不同的加密密钥宽和密密钥,也就是说加密密钥K1与相应的解密密钥K2不同,所有这些算法的安全性都根据密钥的安全性,而不是根据算法的细节的安全性。这就意味着算法能够揭露,也能够被分析,能够大量生产运用算法的产品,即使偷听者知道你的算法也没有联系;假如他不知道你运用的详细密钥,他就不行能阅览你的信息。
