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雪崩效应

指数 雪崩效应

在密码学中,雪崩效应(avalanche effect)指加密算法(尤其是块密码和加密散列函数)的一种理想属性。雪崩效应是指当输入发生最微小的改变(例如,反转一个二进制位)时,也会导致输出的不可区分性改变(输出中每个二进制位有50%的概率发生反转)。合格块密码中,无论密钥或明文的任何细微变化都必须引起密文的不可区分性改变。该术语最早由Horst Feistel使用,尽管其概念最早可以追溯到克劳德·香农提出的扩散(diffusion)。 若某种块密码或加密散列函数没有显示出一定程度的雪崩特性,那么它被认为具有较差的随机化特性,从而密码分析者得以仅仅从输出推测输入。这可能导致该算法部分乃至全部被破解。因此,从加密算法或加密设备的设计者角度来说,满足雪崩效应乃是必不可缺的圭臬。 构造一个具备良好雪崩效应的密码或散列是至关重要的设计目标之一。这正是绝大多数块密码采用了乘积密码的原因,也是大多数散列函数使用大数据块的原因。这些特性均使得微小的变化得以通过算法的迭代迅速增殖,造成输出的每一个二进制位在算法终止前均受到输入的每一个二进制位的影响。.

13 关系: 密码学密码分析密碼雜湊函數密钥密文严格雪崩准则乘积密码位独立准则克劳德·香农科学美国人算法混淆與擴散明文

密码学

密碼學(Cryptography)可分为古典密码学和现代密码学。在西欧語文中,密码学一词源於希臘語kryptós“隱藏的”,和gráphein“書寫”。古典密码学主要关注信息的保密书写和传递,以及与其相对应的破译方法。而现代密码学不只关注信息保密问题,还同时涉及信息完整性验证(消息验证码)、信息发布的不可抵赖性(数字签名)、以及在分布式计算中产生的来源于内部和外部的攻击的所有信息安全问题。古典密码学与现代密码学的重要区别在于,古典密码学的编码和破译通常依赖于设计者和敌手的创造力与技巧,作为一种实用性艺术存在,并没有对于密码学原件的清晰定义。而现代密码学则起源于20世纪末出现的大量相关理论,这些理论使得现代密码学成为了一种可以系统而严格地学习的科学。 密码学是数学和计算机科学的分支,同时其原理大量涉及信息论。著名的密碼學者罗纳德·李维斯特解釋道:「密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊」,自工程學的角度,這相當于密碼學與純數學的差异。密碼學的发展促進了计算机科学,特別是在於電腦與網路安全所使用的技術,如存取控制與資訊的機密性。密碼學已被應用在日常生活:包括自动柜员机的晶片卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。.

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密码分析

密碼分析(cryptanalysis,來源於希臘語kryptós,即「隱藏」,以及analýein,即「解開」),是研究在不知道通常解密所需要的秘密信息的情況下對已加密的信息進行解密的一門學問。一般情況下,要成功解密需要尋找到一個秘密的鑰匙,俗稱破解密碼。 從廣義的角度看,密碼分析這個詞語有時也泛指繞開某個密碼學算法或密碼協議的嘗試,而不僅僅是針對加密算法。但是,密碼分析通常不包括並非主要針對密碼算法或協議的攻擊。儘管這些攻擊方式是計算機安全領域裡的重要考慮因素,而且通常比傳統的密碼分析更加有效。 雖然密碼分析的目標在密碼學的歷史上從未改變,但是實際使用的方法和技巧則隨著密碼學變得越來越復雜而日新月異。密碼學算法和協議從古代只利用紙筆等工具,發展到第二次世界大戰時的恩尼格瑪密碼機(又稱「謎」,德語:Enigma),直到目前的基於電子計算機的方案。而密碼分析也隨之改變了。無限制地成功破解密碼已經不再可能。事實上,只有很少的攻擊是實際可行的。在上個世紀70年代中期,公鑰密碼學作為一個新興的密碼學分支發展起來了。而用來破解這些公鑰系統的方法則和以住完全不同,通常需要解決精心構造出來的純數學問題。其中最著名的就是大數的質因數分解。.

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密碼雜湊函數

密碼雜湊函數(Cryptographic hash function),又譯為加密雜湊函数、密碼散列函數、加密散列函数,是散列函數的一種。它被認為是一種單向函數,也就是说极其难以由散列函數輸出的結果,回推輸入的資料是什麼。这样的单向函数被称为“现代密码学的驮马”。這種散列函數的輸入資料,通常被稱為訊息(message),而它的輸出結果,經常被稱為訊息摘要(message digest)或摘要(digest)。 在信息安全中,有許多重要的應用,都使用了密碼雜湊函數來實作,例如數位簽章,訊息鑑別碼。.

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密钥

在密码学中,密钥(key,又常稱金鑰)是指某个用来完成加密、解密、完整性验证等密码学应用的秘密信息。在对称密码学(或称密钥密码学)中,加密和解密用的是同一个钥匙,因此钥匙需要保密。而在公钥密码学(或称非对称密码学)中,加密和解密用的钥匙不同:通常一个是公开的,称为公钥;另一个保密,称为私钥。 Category:密码学.

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密文

在密码学中,密文(ciphertext或cyphertext)是明文经过加密算法所产生的。因为密文是一种除非使用恰当的算法进行解密,人类或计算机不可以直接阅读理解的明文的形态,所以可以被理解为加密的信息。解密与加密是相对的,即一种使密文转化为明文的过程。 M.

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严格雪崩准则

#重定向 雪崩效应#.E4.B8.A5.E6.A0.BC.E9.9B.AA.E5.B4.A9.E5.87.86.E5.88.99.

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乘积密码

在密码学中,乘积密码(Product Cipher)通过结合两个或更多置换的方式制造比单独的加密方式更安全的密码以抵抗密码分析。乘积密码往往结合的是简单的置换/代换算法。其想法由克劳德·香农提出,在他决定性的论文“加密系统的通信理论”中首次提到。.

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位独立准则

#重定向 雪崩效应#.E4.BD.8D.E7.8B.AC.E7.AB.8B.E5.87.86.E5.88.99.

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克劳德·香农

克劳德·艾尔伍德·香农(Claude Elwood Shannon,),美国数学家、电子工程师和密码学家,被誉为信息论的创始人。 香农是密西根大學學士,麻省理工學院博士。 1948年,香农发表了划时代的论文——通信的数学原理,奠定了现代信息论的基础。不仅如此,香农还被认为是数字计算机理论和数字电路设计理论的创始人。1937年,21岁的香农是麻省理工學院的硕士研究生,他在其硕士论文中提出,将布尔代数应用于电子领域,能够构建并解决任何逻辑和数值关系,被誉为有史以来最具水平的硕士论文之一。二战期间,香农为军事领域的密码分析——密码破译和保密通信——做出了很大贡献。.

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科学美国人

《科学美国人》(英文原名:Scientific American,缩写:SciAm)是一本美国的科普杂志。 自1845年創刊以來,許多具聲譽的科學家都曾投稿發表於該刊物。該刊物亦是美國境內最古老的連續出版月刊雜誌。 《科学美国人》在2005年12月時每個月約有555,000份美國國內發行量,以及90,000份的國際發行量。雖然被認為是高水準的期刊,但這本雜誌並不採用類似《自然》杂志同行評審的方式審查稿件,而是提供一個論壇来呈现科學理論和科学新發現,並以更大的讀者群為其目標。.

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算法

-- 算法(algorithm),在數學(算學)和電腦科學之中,為任何良定义的具體計算步驟的一个序列,常用於計算、和自動推理。精確而言,算法是一個表示爲有限長列表的。算法應包含清晰定義的指令用於計算函數。 算法中的指令描述的是一個計算,當其時能從一個初始狀態和初始輸入(可能爲空)開始,經過一系列有限而清晰定義的狀態最終產生輸出並停止於一個終態。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化算法在内的一些算法,包含了一些隨機輸入。 形式化算法的概念部分源自尝试解决希尔伯特提出的判定问题,並在其后尝试定义或者中成形。这些尝试包括库尔特·哥德尔、雅克·埃尔布朗和斯蒂芬·科尔·克莱尼分别于1930年、1934年和1935年提出的遞歸函數,阿隆佐·邱奇於1936年提出的λ演算,1936年的Formulation 1和艾倫·圖靈1937年提出的圖靈機。即使在當前,依然常有直覺想法難以定義爲形式化算法的情況。.

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混淆與擴散

在密碼學當中,混淆(confusion)與擴散(diffusion)是设计密码学算法的兩種主要方法。這樣的定義最早出現在--1945年的論文《密码学的数学理论》當中。 在--的定義之中,混淆主要是用來使密文和對稱式加密方法中金鑰的關係變得盡可能的複雜;而擴散則主要是用來使用明文和密文關的關係變得盡可能的複雜,明文中任何一點小更動都會使得密文有很大的差異。 混乱用于掩盖明文与密文之间的关系。这可以挫败通过研究密文以获取冗余度和统计模式的企图。做到这一点最容易的方法是“代替”。 扩散通过将明文冗余度分散到密文中使之分散开来。即将单个明文或密钥位的影响尽可能扩大到更多的密文中去。产生扩散最简单的方法是换位(置换)。.

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明文

在密码学中,明文是指传送方想要接收方获得的可读信息。 明文经过加密所产生的信息被称为密文,而密文经过解密而还原得来的信息被称为明文。 M.

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