09-密碼學(xué)基礎(chǔ)02-編碼與密碼

密碼學(xué)基礎(chǔ)02

編碼與密碼了解什么是編碼理解編碼與密碼的區(qū)別學(xué)習(xí)古典密碼學(xué)教學(xué)目標(biāo)編碼基礎(chǔ)古典密碼學(xué)目錄ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統(tǒng)，主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言。ASCII是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，并等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC646。編碼基礎(chǔ)-ASCII標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼也叫基礎(chǔ)ASCII碼，使用7位二進(jìn)制數(shù)（剩下的1位二進(jìn)制為0）來表示所有的大寫和小寫字母，數(shù)字0到9、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。后128個(gè)稱為擴(kuò)展ASCII碼。許多基于x86的系統(tǒng)都支持使用擴(kuò)展ASCII。擴(kuò)展ASCII碼允許將每個(gè)字符的第8位用于確定附加的128個(gè)特殊符號(hào)字符、外來語字母和圖形符號(hào)。編碼基礎(chǔ)-ASCII編碼基礎(chǔ)-ASCIIASCII因?yàn)橹挥?位長(zhǎng)，只能表達(dá)256種字符。所以不能滿足其它國(guó)家需求。Unicode是國(guó)際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號(hào)的字符編碼方案。使用16位的編碼空間。也就是每個(gè)字符占用2個(gè)字節(jié)。編碼基礎(chǔ)-unicodeUTF-8（8-bitUnicodeTransformationFormat）是一種針對(duì)Unicode的可變長(zhǎng)度字符編碼在實(shí)際傳輸過程中，由于不同系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)不一定一致，以及出于節(jié)省空間的目的，對(duì)Unicode編碼的實(shí)現(xiàn)方式有所不同，所以有UTFUTF-8使用一至六個(gè)字節(jié)為每個(gè)字符編碼編碼基礎(chǔ)--utf-8Base64是一種基于64個(gè)可打印字符來表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的表示方法。每6個(gè)比特為一個(gè)單元，對(duì)應(yīng)某個(gè)可打印字符除了A-Z，a-z，0-9共62個(gè)字符還有“+”“/”，最后用“=”填充不能被3整除的空位。編碼基礎(chǔ)--BASE64基本情況主要考慮消息的保密性對(duì)于完整性和不可否任性沒有太多考慮古典密碼學(xué)古典密碼的加密是將明文的每一個(gè)字母代換為字母表中的另一個(gè)字母根據(jù)代換是對(duì)每個(gè)字母逐個(gè)進(jìn)行還是對(duì)多個(gè)字母同時(shí)進(jìn)行，古典密碼又分為單表代換密碼和多表代換密碼在CTF中通常是單表代換比較多古典密碼學(xué)通用特點(diǎn)：對(duì)每個(gè)字母逐個(gè)進(jìn)行代換典型的有：

凱撒密碼

移位密碼

仿射密碼單表代換密碼凱撒密碼加密時(shí)將明文中的每個(gè)字母按字母表順序向前或向后移動(dòng)固定數(shù)目，作為密文如偏移量是左移3為例明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC凱撒密碼與凱撒密碼類似，最早的凱撒密碼是固定左移3位。區(qū)別在于移位密碼可以任意移動(dòng)，后期不僅處理26個(gè)字母，還會(huì)處理數(shù)字和特殊字符。參照ASCII碼表進(jìn)行位移。思考：除了位移以外，還可以采取什么方式替換？位移密碼

仿射密碼例子仿射密碼解密a=5b=8，a對(duì)26的乘法逆元為21。5*21mod26=1仿射密碼加密方式使用多個(gè)表解決了單表加密的頻率分析問題多表替換加密該算法基于5*5的字母矩陣，該矩陣使用一個(gè)關(guān)鍵詞構(gòu)造（即密鑰）從左到右、從上到下順序，填入關(guān)鍵詞的字母(去除重復(fù)字母)后，將字母表其作余字母填入。(I=J)將明文兩個(gè)分為一組，若出現(xiàn)相同字母，則用X替代最后字母。在每組中，查找矩陣替換：若兩個(gè)字母同行，則用右方字母替換若兩個(gè)字母同列，則用下方字母替換若即不同行也不同列，則用矩陣對(duì)角字母替換Playfair例子：以playfairexample為密鑰，構(gòu)造矩陣明文為：hidethegoldinthetreestump密文為：Playfair又稱棋盤密碼。將給定明文加密為兩兩組合的特征加密后結(jié)果只有5種字符ADFGX密碼是德軍在一戰(zhàn)中使用的欄塊密碼明文=A

T

T

A

C

K

A

T

O

N

C

E

密文：AFADADAFGFDXAFADDFFXGFXF

polybius

使用26個(gè)字母購成字母矩陣橫行為明文列，縱向?yàn)槊荑€列明文：comegreatwall密鑰：crypto擴(kuò)充密鑰與是明文一樣長(zhǎng)密文efktzfgrrltznvigenere培根密碼柵欄密碼莫斯密碼其它類型密碼用兩種不同字體，代表A和B（或者0和1），結(jié)合加密表進(jìn)行加密。加密表如圖：明文：steganography正常字體是A，粗體是B，加密結(jié)果如圖培根密碼把明文分成N個(gè)一組，然后每組的第1個(gè)字連起來，然后連第2個(gè)……例子明文：THEREISACIPHER分組：THEREISACIPHER取出：TEESCPEHRIAIHR柵欄密碼用.與_表示，以前用于發(fā)電報(bào)莫斯密碼在CTF中，有很多密碼算法是出題者臨時(shí)想出并沒有真正的應(yīng)用過，此類密碼需要解題者思維活躍，根據(jù)現(xiàn)有的信息、線索和自己的經(jīng)驗(yàn)，通過猜測(cè)、嘗試去解題CTF中的奇怪密碼ABCDE加密后就變?yōu)镋DCBA有可能是單詞倒述。如hello變?yōu)閛lleh有可能是短語+單詞倒述。如helloworld加密為dlrowolleh倒述加密ABCDE加密后變成QWERT按鍵盤位置轉(zhuǎn)換字母表，紅色是明文電腦鍵盤加密利用鍵盤上按鍵所在的行與列，進(jìn)行編號(hào)加密碼。下面是一種形態(tài)也有忽略大小寫的編號(hào)方法鍵盤密碼來源于以前的手機(jī)9鍵鍵盤輸入6，得到字母m，編碼為61輸入66，得到字母n，編碼為62輸入666，得到字母o，編碼為63手機(jī)鍵盤加密用漢字來表示數(shù)字，進(jìn)行編碼。漢字特點(diǎn)