1、I 本科毕业论文 (科研训练、毕业设计 ) 题 目： 密码学研究概况 姓 名： 学 院：软件学院 专 业：软件工程 年 级： 学 号： 指导教师（校内）： 职称： 年 月 II 摘要 密码学是研究密码系统或通信安全的一门科学。近年来 ,由于计算机科学的蓬勃发展 ,一些单位和个人越来越多地利用互联网。为了保证数据在传输过程中的安全，我们只有选择对数据进行加密。因此 , 密码学也便发展成为一门新 的学科 . 随着现代科学技术和社会的发展，信息安全技术越来越被重视。目前计算机已经广泛的应用到各行各业。计算机的应用给用户带来巨大的社会、经济效益，但同时也给利用计算机犯罪的人提供了可乘之机。网络通信安全
2、，电子商务等安全性问题日益突出。各国纷纷投入大力加快信息安全科学尤其是密码学的研究工作。 本毕业设计主要 对当代密码学研究领域的资料进行分析，归纳，整理， 分 类并写出综述性论文，进而根据收集到的资料设计并建立成相应的密码学研究领域概况资料库。使用者可以通过这个资料库方便，快速的查找所需要的密码学相关资料。 关键 词：密码学 信息安全 密码学趋势 密码学资料数据库 III Abstract Cryptology is a science technology of Cryptology System and Communication Protection.Because of the Com
3、puter technologys quickly progress in these years,more and more individual_self and units started to use Internet frequently.For the safety of the data translation,we had to encrypt the datas.So Cryptology became a new science. Now computer has been introduced to all kinds of areas.The computer has
4、brought great economical benefits to society, and at the same time, has also provided chances to those who use computer to commit crimes.The security of network communication, e-commerce are urgent.All countries are trying their best to do researches on information security, especially the Cryptolog
5、y.In this graduation project we will analyse, liquidate,and sort the recently Cryptology information and write a synthesize discourse.At last wed design an data base for the users to check the information conveniency. Key words: cryptology, information security, trend of cryptography， cryptology dat
6、abase IV 目录 摘要 . II Abstract. III 目录 . IV Contents. V 1 绪 论 . 1 1.1 信息安全概述 . 1 1.2 国内外的研究状况 . 1 1.3 本课题的研究目标和意义 . 3 2 密码学简介 . 3 2.1 密码学综述 . 3 2.2 密码的分类 . 4 2.3 古典密码学 . 6 2.4 现代密码学 . 7 2.5 密码大事记 . 9 3 密码学现状和发展趋势 . 12 3.1 公钥密码 . 12 3.2 分组密码 . 13 3.3 序列密码 . 13 3.4 认证码 . 14 3.5 数字签名 . 14 3.6 Hash 函数 . 1
7、4 3.7 密钥管理 . 15 3.8 信息隐藏 . 15 3.9 量子密码 . 16 3.10 DNA 密码 . 16 3.11 混沌编码的研究 . 17 4 密码学在网络信息安全技术中的应用研究 . 17 4.1 网络信息安全问题 . 18 4.2 密码是解决网络信息安全的关键技术 . 19 4.3 WEB 站点和 WEB 用户的安全隐患 . 20 4.4 WEB 安全对策 . 21 5 密码学资料库 . 22 5.1 需求概述 . 22 4.2 资料库设计 . 24 V 5.3 开发平台 . 28 5.4 资料库实现 . 28 总结 . 32 致谢 . 32 参考文献 . 33 附 录
8、. 34 厦门大学软件学院毕业设计（论文）开题报告 . 43 毕业论文任务书 . 47 分阶段进度安排 . 1 教师分阶段指导记录 . 2 Contents 1 Introduction . 错误 !未定义书签。 1.1 Intelligence Security summarize . 错误 !未定义书签。 1.2 Internal and ecternal Research actuality. 错误 !未定义书签。 1.3 These Topics goals and Significance. 错误 !未定义书签。 2 Cryptography vignette . 错误 !未定义书签
9、。 2.1 Cryptography overview . 错误 !未定义书签。 2.2 Cryptographic Sort . 错误 !未定义书签。 2.3 Classical cryptography . 错误 !未定义书签。 2.4 Contemporary cryptography . 错误 !未定义书签。 2.5 Cryptography memorabilia. 错误 !未定义书签。 3 Cryptological develop . 错误 !未定义书签。 3.1 Public key cryptography . 错误 !未定义书签。 3.2 block cipher. 错误
10、!未定义书签。 3.3 Sequence code . 错误 !未定义书签。 3.4 Authentication Yard . 错误 !未定义书签。 3.5 digital signature . 错误 !未定义书签。 3.6 Hash functional . 错误 !未定义书签。 VI 3.7 key management . 错误 !未定义书签。 3.8 Information hinding . 错误 !未定义书签。 3.9 Quantum cipher . 错误 !未定义书签。 3.10 DNA cryptography . 错误 !未定义书签。 3.11 Chaotic Cryp
11、tography . 错误 !未定义书签。 4 Cryptographyin internet security. 错误 !未定义书签。 4.1 Internet security problem . 错误 !未定义书签。 4.2 Cryptography is the key to solve internet security . 错误 !未定义书签。 4.3 WEB and WEB security hidden trouble . 错误 !未定 义书签。 4.4 WEB security countermeasure . 错误 !未定义书签。 5 Cryptography databa
12、se . 错误 !未定义书签。 5.1 Needs summarize . 错误 !未定义书签。 4.2 Database compose. 错误 !未定义书签。 5.3 Develoption platform. 错误 !未定义书签。 5.4 database realize. 错误 !未定义书签。 Summary . 错误 !未定义书签。 Acknowledgement . 错误 !未定义书签。 References . 错误 !未定义书签。 Supplement . 错误 !未定义书签。 1 1 绪 论 1.1 信息安全概述 密码技术作为保护秘密通信手段，已经有了几千年的历史。可以说利用
13、密码变换保护秘密信息是其最原始、最基本的功能。然而，随着通信和计算机技术发展起来的现代密码学，不仅在解决信息的保密性，而且在解决信息的完整性、可用性、可控性和不可抵赖性方面发挥着不可替代的作用。特别是在当今网络化、 信息化的时代，密码技术的运用已经深人到人们日常生活的各个方面 :小到智能电话卡、银行信用卡，大到 B2B电子商务、电子政务，从个人到公司，从组织到政府，无一例外地依赖密码技术所提供的保护。因此密码技术是保护信息安全的最有效的手段，也是保护信息安全的核心和关键技术。 随着信息和信息技术的发展，电子数据交换逐步成为人们交换的主要形式，密码在信息安全中的应用将会不断拓宽。一方面，企业、团
14、体及政府机关等在网络上收发的机密信息在迅猛 增加 ;而另一方面，产业间谍行为或人侵者攻击等犯罪行为也在增加。因此，企业及政府机关等正 在扩大导人保护信息的加密设备。估计数据及网络加密技术市场的规模将从 2000年的 1亿 7600万美元扩大到 2007年的 4亿 5760万美元。在这种情况下，不仅是企业，从美国国家安全局 (National Sacurity Agency:NSA)到北大西洋公约组织 (NATO)，多数国内外的政府机关及团体都正在积极强化网络的安全措施，加大在安全防范措施上的投 入。 要保证信息的完整性使用密码技术实施数字签名，进行身份认证，对信息进行完整性校验是当前实际可行的
15、办法。保障信息系统和电子信息为授权者所用，利用密码进行系统登录管 理，存取授权管理是有效的办法。保证电子信息系统的可控性也可以有效的利用密码和密钥管理来实施。当然，这些密码技术的完善实施还要借助于电子信息系统的可信程度。 1.2 国 内 外的研究状况 在国内外，计算机密码学已成为计算机信息安全主要的研究方向，也是计算机信息安全课程教学中的主要内容。解密过程基本上是加密的逆过程，洞悉了加密的过程可以有针对性开展解密方面的工作 。 国外 加密和解密的研究发展大概有三个阶段：第一阶段是从古代到 1949 年 ,这个阶段是密码学的前夜。这个时期的密码学家常常是凭直觉和信念来进行密码的设计和 分析的。
16、1949 2 年 Shannon 发表的“保密系统的信息理论”一文为私钥码系统建立了理论基础，从此加密和解密学成为了一门科学。 图 1 保密通信系统模型 1976 年 Diffiee 和 Hellman 的密码学的新方向导致了密码学上的一次革命，他们首次证明了在发送者和接受者之间无密钥传输的保密通信是可能的，从此开辟了公钥密码学的新纪元。 1976 年以来，各国学者相继提出了一些实现公开密钥密码体制的具体的方案。其中有 M-H 公开密码体制方案， McEliece 的代数编码公钥密码体制和 RSA 公钥密码 体制。1983 年 Lagarias 和 Odlyzko 利用 L3 算法成功的剖解了
17、 M-H 公开密码体制。 McEliece 的代数编码公钥密码体制受到所采用使用的编码方法的限制，但它可转为 01 背包问题，采用 L3 算法可以对起进行解码。 RSA 目前没有成功的剖解方法，但 RSA 方案中一些固有的缺点给破译带来方便。 在国内， 由于密码算法关系到国家的安全 ,允许出口的加密产品 ,对其它国家来说已不再是安全的了 。 所以 ,我们国家必须有自己的密码系统和加密标准 。 开展计算机密码学的研究对于维护我国的安全和维持电 子商务活动的正常进行是十分重要的 ,研究和解决其中的问题也是当务之急 。 我国民间公开研究密码学的热潮兴起于上个世纪 80 年代。 1984 年，全国第一
18、届密码学术会议在西安电子科技大学召开。 1990 年，中国科技大学研究生院建立了“信息安全国家重点实验室”，中国密码学会同时成立 。 目前在国内高校和科研单位纷纷大力投入对信息安全尤其是密码学的研究。西安电子科技大学、解放军信息工程学院、北京邮电大学已拥有密码学博士点和硕士点，全国第一个信息安全本科专业在武汉大学创建，我国信息安全人才培养体系初步形成。 随着我国信息化进程的 不断推进，密码学会作为推3 动密码研究、促进密码学术交流的社会团体组织应运而生。 2007 年 3 月 26 日，中国密码学会第一届全国会员代表大会暨成立大会在北京召开。 1.3 本课题的 研究目标 和意义 随着网络时代的
19、来临，网络安全问题日益突出。黑客入侵和计算机病毒以来计算机网络，主要攻击和破坏网络上公司和个人的资料信息。我们在利用网络上共享资源时如何保护自己个人拥有的资源信息不被别人所窥视，确保数据和信息的安全，不受病毒和黑客的攻击成为当代密码学专家所需要研究的重大课题。本文主要搜集，整理这方面相关资料，希望能给予使用者 以一些启示。 2 密码学简介 2.1 密码学综述 信息安全技术是一门综合的学科，它涉及信息论、计算机科学和密码学等多方面知识，它的主要任务是研究计算机系统和通信网络内信息的保护方法以实现系统内信息的安全、保密、真实和完整。 密码技术是信息安全技术的核心，它主要由密码编码技术和密码分析技术
20、两个分支组成。密码编码技术的主要任务是寻求产生安全性高的有效密码算法和协议，以满足对消息进行加密或认证的要求。密码分析技术的主要任务是破译密码或伪造认证信息，实现窃取机密信息或进行诈骗破坏活动。这两个分支既相互对立又相互依 存， 密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的，并随着先进科学技术的应用，已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果，特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。 密码学是一门古老而深奥的学科，它对一般人来说是陌生的，因为长期以来，它只在很少的范围内，如军事、外交、情报等部门
21、使用。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科，也是一门新兴的学科。随着计算机网络和计算机通讯技术的 发展，计算机密码学得到前所未有的重视并迅速普及和发展起来。在4 国外，它已成为计算机安全主要的研究方向，也是计算机安全课程教学中的主要内容。任何一个加密系统至少包括下面四个组成部分： 1）未加密的报文，也称明文。 2）加密后的报文，也称密文。 3）加密解密设备或算法，以及加密和解密的规则和协议。 4）加密解密的密钥。 发送方用加密密钥，通过加密设备或算法，将信息加密后发送出去。接收方在收到密文后，用解密密钥将密文解密，恢复为明文。如果传输中有人窃取，他只能
22、得到无法理解的密文，从而对信息起到保密作用。密码是实现秘 密通讯的主要手段，是隐蔽语言、文字、图象的特种符号。凡是用特种符号按照通讯双方约定的方法把电文的原形隐蔽起来，不为第三者所识别的通讯方式称为密码通讯。在计算机通讯中，采用密码技术将信息隐蔽起来，再将隐蔽后的信息传输出去，使信息在传输过程中即使被窃取或截获，窃取者也不能了解信息的内容，从而保证信息传输的安全。在计算机上实现的数据加密，其加密或解密变换是由密钥控制实现。密钥通常是一随机字符串，是控制明文和密文变换的唯一参数。密码技术除了提供信息的加密 解密外，还提供对信息来源的鉴别、保证信息的完整和不可否认等功能 。 进行明密变换的法则，称为密码的体制。 它 是密码编制的重要组成部分。密码体制的基本类型可以分为四种： 错乱 ： 按照规定的图形和线路，改变明文字母或数码等的位置成为密文； 代替 ： 用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文； 密本 ： 用预先编定的字母或数字密码组，代替一定的词组单词等变明文为密文； 加乱 ： 用有限元素组成的一串序列作为乱数，按规定的算法，同明文序列相结合变成密文。 以上四种密码体制，既可单独使用，也可混合使用 ，以编制出各种复杂度很高的实用密码。 2.2 密码的分类 从不同的角度根据不同的 标准，可以把密码分成若干类。
