Pre：
- 明文： 需要秘密传送的信息
- 密文：明文经过密码变换后的信息
- 加密：把明文变成密文的过程
- 解密：把密文变成明文的过程
- 破译：从密文恢复成密文的过程
- 加密算法：对明文进行加密时采用的一组规则
- 解密算法： 对密文进行解密时采用的一组规则
- 密钥： 加密和解密时使用的（秘密的）关键性信息
一、密码系统的组成：
明文空间、密文空间、
密钥空间、加密算法、解密算法
数学符 记 密码系统 为 集合 S = { P, C, K, E, D}
P = 明文空间
C = 密文空间
K = 密钥空间
E = 加密算法
D = 解密算法
当给定密钥 k ∈ K 时， 加密算法为 Ek, 解密算法为Dk
对应密码系统为 Sk = { P, C, k, Ek, Dk }
且符合逻辑关系： C= Ek §; P= Dk? = Dk( Ek§ )
二、密码学核心：
1. 密码的两个基本工作原理：混淆、扩散
置换 扩散： 扩散密钥的影响
代换 混淆： 防止统计分析攻击
2. 加密信息的安全性，不取决于算法的保密，而取决于密钥的保密
注：军用 不公开算法，商用 公开算法。
三、密码体制分类：单钥体制（对称密码）、双钥体制（非对称密码）
记 加密密钥为 Ke，解密密钥为 Kd
单钥体制： Ke = Kd
双钥体制： Ke ≠ Kd
单钥体制分类：流密码、分组密码
流密码 Stream Cipher ： 数据逐位（比特/字符）加密，即数据流和密钥流 逐位（比特/字符） 进行 异或（XOR）运算
分组密码 Block Cipher ： 对数据分组，分组后再进行处理
双钥体制分类：分组密码
2. 密码分组链接模式（CBC）Cipher Block Chaining
本段参考博客：链接（写得比我看的那本书写得更通俗易懂）
当前组的密钥= function(上一组的密文)
先加和取模，再加密算法，得密文。
加密过程： 在所有分组前插入一个分组IV，每个分组的加密方式（密钥）具有递推关系，即跟上一组的密文有关。
分组随机性： 被插入的分组IV被称为初始化矢量，是一个随机的n比特分组（长度和内容均随机）。由此可以使得后续分组随机、密文翻译方式随机。
注：因为插入原因，对于m个明文分组，CBC模式将输出m+1个密文分组
加/解密模式图：
4. 输出反馈模式（OFB）
本段参考博客：链接（写得比我看的那本书写得更通俗易懂）
当前组的密钥=function（加密后的（上一组的密钥））
先加密算法，再加和取模，得密文
加密过程： 把上一组的 Input、和密文进行逻辑连接，作为当前组的 input输入，然后对input进行加密算法。
分组随机性： 在所有分组前插入随机分组IV（长度、内容均随机）。
注：因为插入原因，对于m个明文分组，CBC模式将输出m+1个密文分组
加/解密模式图：
5. 计数器模式（CTR）
本段参考博客：链接（写得比我看的那本书写得更通俗易懂）
当前组的密钥 = function（ 加密后的（计数器））
加密过程： 计数器CTR，每进行一段明文->密文加密过程，CTR++；将计数器输入到加密算法，得到的输出作为密钥。
加/解密模式图：
七、流密码（序列密码）
1. 基本概念与分类
定义
Basic：加和取模
密钥更换频率要高： 改为研究密钥生成算法
但是一次一密，成本过高，所以想到序列密码方法：
密钥生成算法，根据种子密钥，生成密钥，使加密效果接近于 一次一密
同步序列密码
对双方同步性的严格要求，有弊有利
要求： 严格要求双方同步
弊端：一旦发生1bit的丢包现象，序列的后续密文均发生错误。
优势：抵抗“重播”和“插入删除“攻击，一旦有攻击者用这两种方法，立马可以被通讯双方检测到
自同步序列密码
借助 n级移位寄存器存储的密文反馈型 (OFB)，流密码。
即 每个密文数字 影响后n个明文数字的加密结果。
非线性序列密码
使用 与 或 非 等 逻辑运算，实现非线性组合。
防止线性（代数）相关推导破解同步序列密码。
2. RC4算法
密钥长度可变，算法基于随机置换
基于 非线性数据表（计算机查表）
256字节的S表，和两个指针 I 和 J，S[ 0 ~255]，存储的数字为 0 ~ 255 随机顺序。
S表的随机化方法
先将S顺序填充，再创造R[0~255]表，用户将密钥写入R内，用R表将S表进行随机化。
【参考代码】
实现随机置换S表的效果。
3. ZUC 祖冲之算法
即密钥序列产生算法
输入：
128bit 密钥 和 128bit 初始向量
输出：
32bit 密钥字序列
过程：
三层逻辑，16级线性反馈移位寄存器+比特重组+非线性函数
八、多重加密与三重 DES【待填】
- 3DES： 密钥长度放大到3倍，168位密钥，暴力算法无法破解，但加密时间很长，音视频加密不适用。
九、伪随机数发生器和伪随机函数
pre / definition
理解1： 对于流密码体制而言，加密方式固定，所以可以作文章的地方便是 “密钥序列”。
理解2： 根据先前密码学的铺垫结论，“一次一密” 体制安全性最佳，而“随机数生成”是实现“一次一密”的关键步骤。
周期性：
序列a[i] 称为周期序列，即 存在 周期T 使得 a[i+T]=a[i]
1. 伪随机性的衡量
周期性：周期越长越安全
真随机序列应当为 非周期性的，所以周期越长越接近真随机，越安全。
不可预测性：越不可预测越安全
自相关性低； 线性复杂度 是不可预测性的重要指标。
2. 伪随机序列生成器的方法
LFSR（线性反馈移位寄存器）
n级线性反馈移位寄存器：
f(x) = Σ c[i] * x[i] ，c[i]为常系数
分组密码的序列化
即通过分组密码加密生成随机序列。
软件实现的快速加密算法
RC4等算法。
计算复杂性的方法
RSA生成器等。
基于混沌理论的方法
扩散、混淆等。
十、其他单钥密码体制
- IDEA 欧洲数据加密标准：64位/组，128位密钥，可对抗差分分析和线性分析
- RC5： RC系列为RSA公司设立的一系列密码，分组长度 密钥长度 均可变的 分组迭代密码算法
对称密钥体制的固有缺陷：密钥管理
密钥管理、分发、更换，成本高
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