密码学【一】

前言

在区块链的整个体系中大量使用了密码学算法，比如用于 PoW 的哈希算法，用于完整性验证的 Merkle Tree，用于交易签名与验证的数字签名算法，用于隐私保护的零知识证明等等。

可以说密码学是保证区块链安全的基石，而区块链的广泛应用也推进了密码学的发展。在区块链内核 CITA 的 v0.18 中，新增了「基于 Rust 语言的国密算法库」新特性。这次更新，使用户在尊重版权的前提下，即可自由调用 Rust 实现的国密算法库，来匹配业务场景所需的国密签名算法，大幅降低企业用户及开发者获得高性能区块链底层设计服务的成本，方便用户打造最贴近业务需求的区块链。

现代信息安全的基本要求：

  • 信息的保密性 Confidentiality：防止信息泄漏给未经授权的人（加密解密技术）
  • 信息的完整性 Integrity：防止信息被未经授权的篡改（消息认证码，数字签名）
  • 认证性 Authentication：保证信息来自正确的发送者（消息认证码，数字签名）
  • 不可否认性 Non-repudiation：保证发送者不能否认他们已发送的消息（数字签名）

目录

前言

一、什么是密码学

二、古典密码学

古典密码学中最经典的两种算法

置换密码

代换密码

位移密码

代换密码的破解和发展

古典密码学的特点

三、古典密码的代码案例

置换密码案例

代换密码案例

位移密码案例

凯撒密码案例

一、什么是密码学

密码学的英语单词是 Cryptograghy，是由希腊单词 Kryptos（隐藏）和 Graphin（写）派生出来的，最初代表的意思是用来隐秘的传递信息。隐藏和写就是隐写，在古典密码学的发展中就有一门称为隐写术的技术，比如说藏头诗就是一种隐写术。在《巨人的陨落》中，艾瑟尔和弟弟比利就是通过每隔两个单词就会加一个单词来作为加密后的密文，这也是隐写术的一个例子。隐写术发展到今天演变为数字水印技术，一般在文件中加一个标识信息（即数字水印），可以起到追踪溯源，防伪和版权保护的作用。

密码学是网络安全、信息安全、区块链等产品的基础，常见的非对称加密、对称加密、散列函数等，都属于密码学范畴。

密码学一开始的功能是在有恶意攻击者存在的环境下，保护双方通信安全，现在是用来保护信息安全的核心技术。

所以密码学旨在保护协议免受攻击者攻击的一种安全措施，使之成为安全协议

二、古典密码学

以时间划分，1976 年以前的密码算法都属于古典密码学，基本使用在军事机密和外交领域，它的特点就是加解密过程简单，一般用手工或机械就可以完成。古典密码学现在已经很少采用了，然而，研究古典密码的原理对于理解构造和分析现代密码都是十分有益的。尤其是对称加密技术，它就是从古典密码学中演化进来的。

密码学术语

  • 明文：没有经过加密，任何人都能看得懂的文字
  • 密文：经过加密后的文字
  • 密钥：明文与密文转换的参数

古典密码学中最经典的两种算法

置换密码

又称换位密码，加密过程中明文的字母保持相同，但是顺序被打乱。只要把位置恢复，就能得到明文。

一个典型置换密码的例子：公元前 500 年的古希腊斯巴达邦城，存在一种叫做「棍子加密」的加密方法。找一个腰带，将信息横着写在腰带上，但是这个信息是完全打乱的，需要一个可以解密的棍子，将腰带缠绕在棍子上，就可以恢复出明文。这也是最简单的置换密码的方式。后来随着抽象代数的出现，有了矩阵之后，就可以做一个复杂的置换加密，对运算做一个置换，用置换矩阵来解密，恢复出明文。

代换密码

又称替换密码，明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复明文。

位移密码

位移密码是代换密码其中的一种，最简单最典型的就是凯撒密码

凯撒密码：它是一种单表代换密码，加密方式就是通过对字母的位移进行加密，比如把字母表右移三位，上面是明文表，下面是对应的密文表。如下图所示：

代换密码的破解和发展

像凯撒密码一样，每一个都有相应代表的位置，像 A 代表着 D，B 代表这 E。单表代换密码就很容易被破解，只要用频率分析表就可以破解，这是根据人类自然语言中，字母出现的频率不同来进行破解的。比如英文 E 是使用最频繁的，其次是 T/R/N/I/O/A/S 等；有些字母使用的很少，例如 Z/J/K/Q/X 等，这样就可以获得英文字母使用频率分布表，这个表是根据几本书获得的频率分析来获得的，同时，统计双字母组合和三字母组合的使用频率也非常有用。

有了破解的方法后，密码学中也会相对应的出现防止破解的方法。

  • 多名或同音代替密码

与简单代替密码类似，只是映射是一对多的，每个明文字母可以加密成多个密文字母。用已知明文攻击比较容易破解

  • 多字母代替密码

每次对 L 个字母进行代换，隐藏或均匀化字母的自然频度，用于抵抗频率分析。比如 hill 密码，用已知明文攻击比较容易破解。

  • 多表代替密码

多代替密码可以说是古典密码学的巅峰之作，是以一系列（两个以上）代换表依次对明文消息的字母进行代换的加密操作。先把明文分成多份，代换表有很多个，根据序列依次更换代换序列，对每个序列进行加密。典型的代换密码：vigenere cipher，博福特密码，enigma 密码机（这个密码机可以说是古典密码学中最厉害的一种，但是在 1940 年时，被图灵给破解了）。

古典密码学的特点

  • 计算强度小
  • 出现在 DES 之前
  • 数据安全基于算法的保密。这和现代密码有很大的差距，只要知道加密方法，就能轻易的获取明文。现代的密码基于密钥的加密，算法都是公开的，而且公开的密码算法安全性更高，能被更多人评论和使用，加强漏洞的修补。
  • 以字母表为主要加密对象。古典密码大多数是对有意义的文字进行加密，而现代密码是对比特序列进行加密。这也是现代密码和古典密码的区别，而且古典密码的分析方法也是用字母频率分析表来破解的。
  • 替换和置换技术
  • 密码分析方法基于字母与字母组合的频率特性以及明文的可读性

三、古典密码的代码案例

用html+js+node实现简单的置换密码、代换密码、位移密码、凯撒密码的加密以及解密

置换密码案例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><label for="plainText">明文</label><input type="text" name="" id="plainText"><button onclick="encipher()">加密</button><br>密文<input type="text" id="cipherText">   <button onclick="decrypt()">解密</button><br>原文<input type="text" name="" id="original">
</body>
<script>// 置换规则是反转function encipher() {let plainText = document.getElementById('plainText').value// 第一种：js自带反转方法/* split("")：根据空字符串拆分数组reverse()：数组反转元素位置join("")：数组转回字符串,且不带分隔符*/let newPlainText = plainText.split("").reverse().join("")document.getElementById('cipherText').value = newPlainText// 第二种/* 使用遍历以及api charAt()定义新的空字符串，遍历str，charAt()是取字符串的一个字符(charAt() 方法可返回指定位置的字符。)，先去最后一个字符，再取倒数第二个…以此类推。都放到新的字符串前面。这样就是倒序的了.*/let newPlainTexts = ""for(let i = 1; i<=plainTextl.length; i++){newPlainTexts = newPlainTexts + plainText.charAt(plainText.length-i)}document.getElementById('cipherText').value = newPlainTexts}function decrypt() {let cipherText = document.getElementById('cipherText').valuelet originalText = cipherText.split("").reverse().join("")document.getElementById('original').value = originalText}</script>
</html>

代换密码案例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head>
<body><label for="plainText">明文:</label><input type="text" id="plainText"><button onclick="encipher()">加密</button><br><label for="cipherText">密文:</label><input type="text" id="cipherText"><button onclick="decrypt()">解密</button><br><label for="original">原文</label><input type="text" name="" id="original">
</body>
<script>//加密function encipher() {let plainText = document.getElementById("plainText").value;//替换表const key = {'a': 'w', 'b': 'v', 'c': 'q', 'd': 'k', 'e': 'i', 'f': 'g', 'g': 'c','h': 'x', 'i': 'u', 'j': 'r', 'k': 'l', 'l': 'j', 'm': 'e', 'n': 'b','o': 'y', 'p': 't', 'q': 'p', 'r': 'm', 's': 'h', 't': 'd', 'u': 'a','v': 'z', 'w': 's', 'x': 'o', 'y': 'n', 'z': 'f'};//将输入的明文统一转换为小写，便于匹配替换表/* js自带toLowerCase() 将字符串大写转换成小写js自带toUpperCase() 将字符串大写转换成小写*/plainText = plainText.toLowerCase();let cipherText = '';for (let i = 0; i < plainText.length; i++) {const char = plainText[i];cipherText += key[char];}document.getElementById("cipherText").value = cipherText;}// 解密function decrypt() {let cipherText = document.getElementById("cipherText").value;const key = {'w': 'a', 'v': 'b', 'q': 'c', 'k': 'd', 'i': 'e', 'g': 'f', 'c': 'g','x': 'h', 'u': 'i', 'r': 'j', 'l': 'k', 'j': 'l', 'e': 'm', 'b': 'n','y': 'o', 't': 'p', 'p': 'q', 'm': 'r', 'h': 's', 'd': 't', 'a': 'u','z': 'v', 's': 'w', 'o': 'x', 'n': 'y', 'f': 'z'};let original = ""for(let i = 0; i<cipherText.length; i++){let char = cipherText[i]char = key[char]original += char}document.getElementById("original").value = original;}</script>
</html>

当然不一定是用对象，也可以用数组，数组更简单一点 

位移密码案例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=, initial-scale=1.0"><title>移位密码</title>
</head><body><h1>移位密码</h1><label for="plainText">明文：</label><input type="text" id="plainText"><br><label for="shift">偏移量：</label><input type="number" id="shift"><input type="checkbox" id="shiftDirection">左移位<button onclick="encipher()">加密or解密</button><br><label for="cipherText">密文：</label><input type="text" id="cipherText" >
</body>
<script>// 加密function encipher() {let plainText = document.getElementById("plainText").value;const shift = parseInt(document.getElementById("shift").value);const isLeftShift = document.getElementById("shiftDirection").checked;plainText = plainText.toLowerCase();var cipherText = "";for (var i = 0; i < plainText.length; i++) {var char = plainText[i];/* match是js自带的一个函数用于匹配字符串内的元素正则：match(/元素/可选参数)    普通:match("元素")可选参数: g全局匹配 i不区分大小写匹配 gi全局不分大小写*/if (char.match(/[a-z]/i)) {// 移位右加左减const code = plainText.charCodeAt(i);var shiftedCode;if (isLeftShift) {shiftedCode = code - shift;} else {shiftedCode = code + shift;}// 解决头尾问题if (char.match(/[a-z]/)) {if (char.match(/[a-z]/) && shiftedCode < 97) {shiftedCode += 26;} else if (char.match(/[a-z]/) && shiftedCode > 122) {shiftedCode -= 26;}}// 将unicode值转回字符 String.fromCharCode()char = String.fromCharCode(shiftedCode);}cipherText += char;}document.getElementById("cipherText").value = cipherText;}</script></html>

右移的可以使用左移恢复明文，左移的可以使用右移恢复 

bug：不区分大小写

以下凯撒密码解决该bug

凯撒密码案例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=, initial-scale=1.0"><title>Document</title>
</head><body><h1>凯撒密码</h1>明文：<input type="text" id="plaintext"><br>偏移值：<input type="number" id="shift"><br><button onclick="encrypt()">加密</button><button onclick="decrypt()">解密</button><br>密文：<input type="text" id="ciphertext" readonly><br>解密后：<input type="text" id="decryptedText" readonly>
</body></html><script>// 处理加密按钮点击事件 function encrypt() {let plaintext = document.getElementById("plaintext").value;let shift = parseInt(document.getElementById("shift").value);let ciphertext = caesarCipherEncrypt(plaintext, shift);document.getElementById("ciphertext").value = ciphertext;}// 处理解密按钮点击事件 function decrypt() {let ciphertext = document.getElementById("ciphertext").value;let shift = parseInt(document.getElementById("shift").value);let decryptedText = caesarCipherDecrypt(ciphertext, shift);document.getElementById("decryptedText").value = decryptedText;} // 凯撒密码加密函数 function caesarCipherEncrypt(text, shift) {let encryptedText = "";for (let i = 0; i < text.length; i++) {let char = text[i];if (char.match(/[a-z]/i)) {let code = char.charCodeAt();if (code >= 65 && code <= 90) { char = String.fromCharCode(((code - 65 + shift) % 26) + 65);} else if (code >= 97 && code <= 122) {char = String.fromCharCode(((code - 97 + shift) % 26) + 97);}} encryptedText += char;} return encryptedText; }// 凯撒密码解密函数 function caesarCipherDecrypt(text, shift) {let decryptedText = "";for (let i = 0; i < text.length; i++) {let char = text[i];if (char.match(/[a-z]/i)) {let code = char.charCodeAt();if (code >= 65 && code <= 90) {char = String.fromCharCode(((code - 65 - shift + 26) % 26) + 65);}else if (code >= 97 && code <= 122) { // 小写字母 char = String.fromCharCode(((code - 97 - shift + 26) % 26) + 97);}} decryptedText += char;} return decryptedText;}</script>

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/133795.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

JDK9特性——语法、API的改变

JDK9特性——语法、API的改变

文章目录 语法层次改变钻石操作符号语法升级try结构语法升级下划线命名标识符的使用限制 API层次的改变接口中的私有方法String底层存储结构变化Stream新增4个APIInputStream新增transferTo方法只读集合创建 语法层次改变 钻石操作符号语法升级 钻石操作符&#xff0c;就是我…
阅读更多...
css relative 和absolute布局

css relative 和absolute布局

1、relative和absolute内部的元素都是相对于父容器&#xff0c;若父容器没有指定为relative&#xff0c;则默认为整个文档视图空间&#xff0c;absolute可以重叠元素&#xff0c;relative则不行。relative意味着元素的任意属性如left和right都是相对于其他元素的。absolute则相…
阅读更多...
正确理解芯片解密，解除偏见

正确理解芯片解密，解除偏见

正确理解芯片解密&#xff0c;解除偏见 电子半导体技术在当今时代如日中天&#xff0c;许多行业都有着它的应用&#xff0c;芯片解密也不例外。那么什么是芯片解密&#xff1f;芯片解密是一种新兴的逆向工程技术&#xff0c;它利用半导体逆向技术来解密加密后的芯片&#xff0c…
阅读更多...
华为开源自研AI框架昇思MindSpore应用案例：消噪的Diffusion扩散模型

华为开源自研AI框架昇思MindSpore应用案例：消噪的Diffusion扩散模型

目录 一、环境准备1.进入ModelArts官网2.使用CodeLab体验Notebook实例 二、案例实现构建Diffusion模型位置向量ResNet/ConvNeXT块Attention模块组归一化条件U-Net正向扩散数据准备与处理采样训练过程推理过程&#xff08;从模型中采样&#xff09; 本文基于Hugging Face&#x…
阅读更多...
数据结构入门 — 树的概念与结构

数据结构入门 — 树的概念与结构

本文属于数据结构专栏文章&#xff0c;适合数据结构入门者学习&#xff0c;涵盖数据结构基础的知识和内容体系&#xff0c;文章在介绍数据结构时会配合上动图演示&#xff0c;方便初学者在学习数据结构时理解和学习&#xff0c;了解数据结构系列专栏点击下方链接。 博客主页&am…
阅读更多...
华为云云耀云服务器L实例评测｜基于Docker环境快速部署Halo个人博客实操

华为云云耀云服务器L实例评测｜基于Docker环境快速部署Halo个人博客实操

目录 一、基本介绍 1.1 云耀云服务器L实例介绍 1.2 实操介绍 二、云耀云服务器的购买及基本使用 2.1 服务器购买流程 2.2 初始化连接流程 2.3 系统环境检查 三、Docker中运行Halo 3.1 Halo基本介绍 3.2 Docker的安装 3.3 使用 Docker 镜像创建容器 四、安装初始化H…
阅读更多...
《Linux从练气到飞升》No.22 Linux 基础IO

《Linux从练气到飞升》No.22 Linux 基础IO

&#x1f57a;作者&#xff1a; 主页 我的专栏C语言从0到1探秘C数据结构从0到1探秘Linux菜鸟刷题集 &#x1f618;欢迎关注&#xff1a;&#x1f44d;点赞&#x1f64c;收藏✍️留言 &#x1f3c7;码字不易&#xff0c;你的&#x1f44d;点赞&#x1f64c;收藏❤️关注对我真的…
阅读更多...
prize_p1

prize_p1

文章目录 解题过程代码审计思路问题解决数组绕过preg_match__destruct的触发修改phar文件以及签名phar://支持的后缀(其他方法) 题解方法一&#xff08;数组绕过&#xff09;方法二&#xff08;gzip绕过&#xff09; 解题过程 源代码 <META http-equiv"Content-Type&q…
阅读更多...
谷歌翻译API接口，翻译API接口，翻译API接口申请指南

谷歌翻译API接口，翻译API接口，翻译API接口申请指南

Google翻译API是一种可以在多个平台上使用的Web服务&#xff0c;通过使用该API&#xff0c;用户可以将任何文本转换成多种语言&#xff0c;同时也可以将多种语言转换成用户指定的语言。目前Google翻译API支持超过100种语言&#xff0c;涵盖了全球范围内的所有主流语言。 Googl…
阅读更多...
Linux C 多线程

Linux C 多线程

为什么会有线程? ————————>>>> 进程实现多任务的缺点&#xff1a; 进程间切换的计算机资源开销很大&#xff0c;切换效率非常低进程间数据共享的开销也很大 线程和进程的关系 线程是进程的一个执行单元&#xff0c;是进程内的调度实体。比进程…
阅读更多...
在PHP8中对数组进行排序-PHP8知识详解

在PHP8中对数组进行排序-PHP8知识详解

在php8中&#xff0c;提供了丰富的排序函数&#xff0c;可以对数组进行排序操作。常见的排序函数如下几个&#xff1a;sort() 函数、rsort() 函数、asort() 函数、arsort() 函数、ksort() 函数、krsort() 函数、natsort()函数和natcascsort()函数。 1、sort() 函数&#xff1a;…
阅读更多...
从0到1学会Git(第三部分):Git的远程仓库链接与操作

从0到1学会Git(第三部分):Git的远程仓库链接与操作

写在前面:前面两篇文章我们已经学会了git如何在本地进行使用&#xff0c;这篇文章将讲解如何将本地的git仓库和云端的远程仓库链接起来并使用 为什么要使用远程仓库:因为我们需要拷贝我们的代码给别人以及进行协同开发&#xff0c;就需要有一个云端仓库进行代码的存储和同步&a…
阅读更多...
【Java 基础篇】Java List 使用指南：深入解析列表操作

【Java 基础篇】Java List 使用指南：深入解析列表操作

Java 是一门强大的编程语言&#xff0c;拥有丰富的数据结构和集合类&#xff0c;其中之一就是 List 列表。List 是 Java 集合框架中的一个重要接口&#xff0c;它允许我们以有序、可重复的方式存储一组元素。本篇博客将从基础到高级&#xff0c;详细介绍 Java 中的 List 接口以…
阅读更多...
Qt配置使用MSVC编译器

Qt配置使用MSVC编译器

Qt配置使用MSVC编译器_qt msvc-CSDN博客注意:Qt支持的MSVC就是2017和2015&#xff0c;所以vs也要下载2017&#xff0c;不要直接用最新的&#xff0c;安装路径都用默认的。程序运行失败时可以尝试windeployqt拷贝库文件到本地&#xff0c;然后有可能就能运行了。VS官网下载Visua…
阅读更多...
苹果电脑Mac系统运行速度又卡又慢是怎么回事？

苹果电脑Mac系统运行速度又卡又慢是怎么回事？

通常大家处理Mac运行速度慢的方法不是重启就是清空废纸篓&#xff0c;但是这两种方法对于Mac提速性能的效果是微之甚微的&#xff0c;想要彻底解决Mac运行速度慢&#xff0c;你应该试试一下三种方法~ 1、清理磁盘空间 硬盘空间过少是Mac运行变慢很大的一个因素&#xff0c;各…
阅读更多...
反向动力学Ik学习

反向动力学Ik学习

参考文章&#xff1a;&#xff08;非本人原创&#xff09; 英文原文&#xff1a;Inverse Kinematics Techniques in Computer Graphics: A Survey (andreasaristidou.com) 知乎翻译文章&#xff1a; 【游戏开发】逆向运动学&#xff08;IK&#xff09;详解 - 知乎 (zhihu.co…
阅读更多...
【Linux】线程的概念

【Linux】线程的概念

文章目录 &#x1f4d6; 前言1. 线程的引入1.1 执行流&#xff1a;1.2 线程的创建&#xff1a;1.3 线程的等待&#xff1a; 2. 查看线程2.1 链接线程库&#xff1a;2.2 ps -aL&#xff1a; 3. 页表的认识3.1 二级页表&#xff1a;3.2 页表的实际大小&#xff1a; 4. 再看线程4.…
阅读更多...
WPF——Control与Template理解

WPF——Control与Template理解

文章目录 一、前言二、控件三、模板3.1 DataTemplate3.2 ControlTemplate3.3 ContentPresenter 四、结语 一、前言 最近又翻看了下刘铁猛的《深入浅出WPF》&#xff0c;发现对模板章节中的部分内容有了更深的体会&#xff0c;所以写篇文扯扯。 文章标题是Control与Template&a…
阅读更多...
Linux vim的常见基本操作

Linux vim的常见基本操作

目录 vim是一款多模式的编辑器 命令模式下&#xff1a; 用小写英文字母「h」、「j」、「k」、「l」&#xff0c;分别控制光标左、下、上、右移一格 gg&#xff1a;定位到代码第一行 nshiftg 定位到任意一行/最后一行 「 $ 」&#xff1a;移动到光标所在行的结尾 「 ^ 」&…
阅读更多...
python基础开发篇3——线上环境部署Django项目

python基础开发篇3——线上环境部署Django项目

文章目录 一、基本了解二、打包本地项目三、服务器环境准备四、安装web服务4.1 使用uwsgi代理4.2 使用nginx代理&#xff08;推荐&#xff09; 五、部署daphne 一、基本了解 部署思路&#xff1a; Nginx服务接收浏览器的动态请求&#xff0c;再通过uwsgi模块将请求转发给uwsgi服…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023

友情链接： 我的编程经验分享 一条长河网 尧图网站开发