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1、现代密码学 第四讲第四讲 密码学发展简史密码学发展简史 密码学发展时间轴 远古以来远古以来 1800年年 1949年年 1976年年 1994年年 2000年以后年以后 古代密码古代密码近代密码近代密码 现代密码现代密码古典密码古典密码 现代密码现代密码I现代密码现代密码II 现代密码现代密码 III 第四讲 密码学发展简史 古代密码古代密码 现代密码现代密码 近代密码近代密码 未来展望未来展望 古代密码 时间区域：从由人类以来到时间区域：从由人类以来到18001800年年 密码设计与分析被当作一门艺术密码设计与分析被当作一门艺术 这一时期的密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而
2、不这一时期的密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析，而不 是靠推理证明是靠推理证明 数据的保密基于加密算法的保密数据的保密基于加密算法的保密 密码工作者多为语言学家、猜谜高手等密码工作者多为语言学家、猜谜高手等 古代密码（续） 著名密码算法：著名密码算法： 500 B.C.500 B.C.，古斯巴达“天书”密码（置换密码），古斯巴达“天书”密码（置换密码） 205205- -123 B.C.123 B.C.，古希腊人棋盘密码（代替密码），古希腊人棋盘密码（代替密码） 50 B.C.50 B.C.，古罗马恺撒密码（代替密码），古罗马恺撒密码（代替密码） 1616世纪，维吉尼亚（世纪，维
3、吉尼亚（VigenreVigenre）的密码（代替密码）的密码（代替密码） 第四讲 密码学发展简史 古代密码古代密码 现代密码现代密码 近代密码近代密码 未来展望未来展望 近代密码近代密码 时间区域：从时间区域：从18001800到到19491949年年 密码机的迅速发展密码机的迅速发展 越来越多的数学家加入密码队伍越来越多的数学家加入密码队伍 著名的密码机 1795年，杰弗逊圆盘（年，杰弗逊圆盘（Jefferson disk） 1914年，美陆军和海军的年，美陆军和海军的M-138-T4 1918年，德国的年，德国的Enigma密码机密码机 1926年，年，Kryha密码机密码机 1936年
4、，瑞典的哈格林发明的年，瑞典的哈格林发明的Haglin密码机，密码机，C-36 英国英国TYPEX打字密码机打字密码机 古典密码阶段古典密码阶段 时间：时间： 19491949年之前年之前: :古典密码古典密码 特点特点： 密码学还不是科学，而是艺术密码学还不是科学，而是艺术 出现一些密码算法和加密设备出现一些密码算法和加密设备 出现密码出现密码算法设计的基本算法设计的基本手段手段( (代替法代替法 & & 置换法置换法) ) 保密性：保密性： 数据的保密基于加密算法的保密数据的保密基于加密算法的保密 古典密码阶段古典密码阶段 里程碑事件里程碑事件 18831883年年KerckhoffsKe
5、rckhoffs第一次明确提出了密码编码的原则：第一次明确提出了密码编码的原则： 加密算法应建立在加密算法应建立在算法的公开算法的公开不影响明文和密钥的安全不影响明文和密钥的安全，即密码，即密码算法的算法的 安全性仅依赖于对安全性仅依赖于对密钥的保密密钥的保密。 这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，也这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡量标准，也成为古典成为古典 密码密码和现代密码的和现代密码的分界线之一。分界线之一。 第四讲 密码学发展简史 古代密码古代密码 现代密码现代密码 近代密码近代密码 未来展望未来展望 现代密码I阶段 时间跨度：时间跨度：1949年年-197
6、6年年 1949年：年： Shannon发表发表“The Communication Theory of Secret Systems” 定义理论安全性定义理论安全性，提出提出扩散扩散和和混淆混淆原则原则 奠定了密码学的理论基础奠定了密码学的理论基础 艺术艺术科学科学 现代密码I阶段特点 里程碑事件：里程碑事件： 19491949年年ShannonShannon的“保密系统的信息理论”的“保密系统的信息理论” 19671967年年KahnKahn的“的“The The CodebreakersCodebreakers” 19711971- -7373年年IBMIBM的的FeistelFeist
7、el等的几篇技术报告等的几篇技术报告 Lucifer Lucifer DES DES 保密性：保密性： 数据的安全基于密钥而不是算法的保密数据的安全基于密钥而不是算法的保密 现代密码现代密码IIII阶段阶段 时间跨度：时间跨度：19761976年年- -19941994年年 1976 年年 Diffie & Hellman 的的 “ New Directions in Cryptography”提出提出了了公公钥密码的概念钥密码的概念 1977年年Rivest, Shamir & Adleman提出了提出了RSA公钥公钥算算 法法 1977年年，DES成为了成为了第一代公开的第一代公开的、完全
8、说明细节完全说明细节 的商业级的商业级密码标准密码标准 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 公钥密码部分解决了对称密钥密码算法密钥共享和密钥管公钥密码部分解决了对称密钥密码算法密钥共享和密钥管 理困难的问题理困难的问题！ 2015年图灵奖年图灵奖 现代密码现代密码IIII阶段特点阶段特点 对称密钥加密算法进一步发展，加密算法更加复杂，以对称密钥加密算法进一步发展，加密算法更加复杂，以DESDES为代表的加为代表的加 密算法正式成为行业标准密算法正式成为行业标准 第二把加密密钥“公钥”开始出现，以第二把加密密钥“公钥”开始出现，以RSARSA加密算法为代表的
9、公开密钥加密算法为代表的公开密钥 加密算法开始流行加密算法开始流行 以以HashHash算法算法为代表为代表的解决数据完整性的数据摘要算法也开始出现的解决数据完整性的数据摘要算法也开始出现 第四讲第四讲 密码学发展简史密码学发展简史 古代密码古代密码 现代密码现代密码 近代密码近代密码 未来展望未来展望 现代密码现代密码IIIIII阶段阶段 时间区域：时间区域：19941994年至未来年至未来 19941994年，年，ShorShor提出量子计算机模型下分解大整数和求解离散对数的多项提出量子计算机模型下分解大整数和求解离散对数的多项 式时间算法式时间算法 20002000年，年，AESAES正
10、式取代正式取代DESDES成为了新的加密标准成为了新的加密标准 20062006年，第一届后量子密码学国际研讨会召开年，第一届后量子密码学国际研讨会召开 20172017年，年，NISTNIST开始征集后量子密码标准开始征集后量子密码标准 公钥密码未来发展公钥密码未来发展后量子公钥密码后量子公钥密码 后量子密码后量子密码 基于编码的公钥密码基于编码的公钥密码 基于格的公钥密码基于格的公钥密码 基于基于HASHHASH的公钥密码的公钥密码 多变量公钥密码多变量公钥密码 Identity-Based Encryption 2001 Predicate Encryption 2008 Attribute-Based Encryption 2005 Functional Encryption 2011 公钥密码未来发展阶段公钥密码未来发展阶段 Traditional Public Key Encryption 1976 Fully Homomorphic Encryption 2009 Searchable Encryption 2004