密码学期末复习：知识点详解与攻击方法

本文档是针对密码学复习的期末知识点总结，涵盖了密码学在信息安全中的应用，主要包括信息的机密性、真实性和不可否认性，以及密码算法的安全性分类。同时，介绍了密码分析的Kerckhoffs假设、攻击方法和破译策略。 在信息安全系统中，密码学扮演着至关重要的角色。它通过加密算法确保信息的机密性，通过认证算法和协议保证信息的真实性，而数字签名算法则用于实现承诺的不可否认性。密码算法的安全性通常分为无条件安全性、计算安全性以及可证明安全性。无条件安全性意味着即使有无限资源也无法恢复明文；计算安全性是基于当前和未来计算资源无法破解的假设；可证明安全性则是将协议的安全性与数学难题关联起来。 Kerckhoffs假设是密码分析的基础，它认为敌手了解密码算法的所有细节，包括加密和解密算法、明文和密文的概率分布，以及所有可能的破译方法。根据敌手所掌握的信息，攻击方法可分为唯密文攻击、已知明文攻击和选择明文（密文）攻击，其中选择明文（密文）攻击最容易，唯密文攻击最难。 破译方法中最基础的是穷举攻击，即通过尝试所有可能的密钥来解密密文。例如，凯撒密码是一种早期的替换加密技术，其加密原理是按照固定的代换规则对明文进行替换。由于代换规则固定，相同的明文字符会对应相同的密文字符，这使得凯撒密码相对容易被破解。 在复习时，除了理解这些基本概念，还需要深入学习各种密码算法，如对称加密（如DES、AES）、非对称加密（如RSA）、哈希函数（如MD5、SHA-1）以及公钥基础设施（PKI）、数字证书等相关知识。此外，还需要掌握现代密码学中关于安全协议的设计，如SSL/TLS协议、Diffie-Hellman密钥交换等，以及密码学在区块链、云计算等新兴领域的应用。 密码学是一门涉及广泛且深奥的学科，复习时需要全面理解和掌握基本概念，同时关注最新的研究进展和技术应用，以便应对可能的安全挑战。