1. 凱撒加密
加密方法：明文中的所有字母都在字母表上向后（或）向前按照一個固定的數(shù)目進行偏移。
例如，密鑰為3的凱撒加密算法可以定義為這樣：
凱撒加密的缺點：一個密文只有26個可能的密碼，可以通過暴力破解。
升級：單表代換
例如：概念：不固定字母表，把所有字母徹底打亂進行一一對應(yīng)。
但是這種方法也有缺點：破譯者可以通過對字母出現(xiàn)的頻率進行推測從而破解。
2. Playfair Cipher
加密方法：一次對多個字母進行加密。構(gòu)造一個
5*5的矩陣，首先選擇一個關(guān)鍵字作為開頭，關(guān)鍵字中沒有出現(xiàn)的字母按照順序填入矩陣，并利用該矩陣進行加密和解密。
Playfair Key Matrix
加密和解密過程：
- 先選擇一個關(guān)鍵字構(gòu)造矩陣；
- 一次對明文的相鄰兩個字母進行加密，如果：
- 兩個字母是相同的，那么選擇指定的字母作為密文，例如 'X'；
- 如果兩個字母在矩陣的同一行，使用每個字母在矩陣中右邊的字母替代該字母；
- 如果兩個字母在矩陣的同一列，使用每個字母在矩陣中下面的字母替代該字母；
- 其他情況，以兩個字母為對角，畫一個矩形框，每個字母用另外同一行的對角的字母代替。
舉個例子：
這種加密方法雖然大大改進了加密程度和可能的結(jié)果，但是仍然是可以破譯的。
再升級：多表代替加密
概念：使用更多的字母表來提高密碼分析的難度，使用一個關(guān)鍵字來決定使用哪個字母表加密明文，重復(fù)對應(yīng)關(guān)鍵字和明文，按照順序使用字母表直到關(guān)鍵字結(jié)束。
3. Vigenere Cipher
加密方法：使用最簡單的多字母替換密碼，即多個凱撒加密，構(gòu)造一個從0到26的凱撒加密表：
- 寫出要加密的明文，再選擇一個keyword作為關(guān)鍵詞，重復(fù)書寫該關(guān)鍵詞使得其組成的字符串和明文一一對應(yīng)；
- 在上面的加密表中，以關(guān)鍵字作為橫坐標(biāo)，明文作為縱坐標(biāo)，對應(yīng)的交點即為該字符的密文。
舉個例子：
4.置換加密
概念：置換加密通過重新排列字母順序來隱藏消息，但不改變實際使用的字母，因此可以通過頻率分布識別這些字母。
舉個例子：Rail Fence cipher
通過把明文錯位書寫，重新打亂順序進行排序：
升個級：Row Transposition Cipher
構(gòu)造一個固定寬度矩陣，按照指定的列數(shù)將明文填入，然后根據(jù)key（亂序）重新排列，得到密文：
置換加密的具體應(yīng)用：
- Rotor Machines 輪轉(zhuǎn)機
- Steganography 隱寫術(shù)（類似藏頭詩）
- (*)Hill Cipher
5. Feistel Cipher Structure
概念：將輸入的明文分組(L,R)，對R進行加密，與L異或，得到新的R1，R0作為新的L1，從而進行多輪加密，最后將二者交換混合，得到密文。
對于Feistel Cipher:
- 塊長度：64，128
- 密鑰長度：64，128
- 加密輪數(shù)：16
加密解密流程：
DES：Data Encryption Standard
S-盒：
P盒是個置換表，也沒搞懂是什么東西。。。
Triple DES：3DES使用三個密鑰并且執(zhí)行三次DES算法。（encrypt- decrypt-encrypt）
C=Ek3[Dk2[Ek1[p]]]3DES的有效密鑰長度為168bits
AES加密：
- 字節(jié)代換
- 行移位
- 列混淆
- 輪密鑰加密
字節(jié)代換：使用一個簡單的1616的表進行查詢，其中包含256個八位的值，對于一個字節(jié)XY，用第X行第Y列的值代替它，完成字節(jié)代換。
行移位：第一行不動，第二行向左移動一位，第三行向左移動兩位，以此類推。
列混淆：每一列拉出來和一個44的矩陣相乘，得到新的一列。
6. 分組加密
2-DES：
C = EK2(EK1(P))
其中K1，K2為兩個關(guān)鍵字，密文被這兩個關(guān)鍵字加密兩次；3-DES：
- 使用兩個key：
C = EK1(DK2(EK1(P)))- 使用三個key：
C = EK3(DK2(EK1(P)))
分組加密：
- Electronic CodeBook(ECB)電碼本模式
- Cipher Block Chaining(CBC)密文分組鏈接
- Cipher FeedBack(CFB)密文反饋
- Output FeedBack(OFB)輸出反饋
- Counter(CTR)計數(shù)器
7. Public-Key Cryptography
概念：該加密方法為非對稱加密。對于發(fā)送者和接收者都有兩個密鑰，分別是公鑰和私鑰。
加密方法：一次完整的加密過程如下
- A使用
A的私鑰對明文進行簽名- A使用
B的公鑰對明文進行加密- B接受密文
- B使用
B的私鑰對密文進行解密- B使用
A的公鑰對該密文進行身份驗證
單向陷門函數(shù)：
-
單向函數(shù)是一些易于計算但難于求逆的函數(shù)。
-
陷門單向函數(shù)就是在已知一些額外信息的情況下易于求逆的單向函數(shù)，這些額外信息就是所謂的陷門。
8.RSA?
大整數(shù)分解問題：任何一個整輸都可以分解為素數(shù)的n次方相乘的形式。
RSA算法描述：
計算題解題過程：
例題：
練習(xí)：
例題中的應(yīng)用：
9.公鑰的分發(fā)
公鑰分發(fā)的方法：
- public announcement公開發(fā)布
- publicly available directory公開可訪問目錄
- public-key authority公鑰授權(quán)
- public-key certificates公鑰證書
10. D-F密鑰交換 Diffie-Hellman
操作：
例題：
CA：認(rèn)證機構(gòu)
安全協(xié)議：
- Secure Socket Layer (SSL)
- Transport Layer Security (TLS)
- Secure Electronic Transaction (SET)
