① 密碼學的應用有哪些
密碼學是研究信息加密、解密和破密的科學，含密碼編碼學和密碼分析學。密碼學是由於保密通信，特別是軍事保密通信的需要而發展進來的新興邊緣學科。如今，除軍政及國家安全機構之外，密碼學的應用已經滲透到各行各業，受到社會各界，特別是商業、金融業及電子工業界的極大關注。在高度發達的信息時代，密碼學專業技術人才將是人類社會運轉必不可少的重要保證。
本學科主要研究方向有：現代密碼的數學理論，流密碼的設計與安全，編碼理論與應用，密碼理論與應用，通信網的安全保密技術，計算機系統安全保密http://ste.xidian.e.cn/graate.htm
② 「密碼學」是怎麼的一回事
現在密碼學不算冷門。只是這個學科比較復雜。密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律，應用於編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學；應用於破譯密碼以獲取通信情報的，稱為破譯學，總稱密碼學。現在密碼已經成為單獨的學科，從傳統意義上來說，密碼學是研究如何把信息轉換成一種隱蔽的方式並阻止其他人得到它。密碼學是一門跨學科科目，從很多領域衍生而來：它可以被看做是信息理論，卻使用了大量的數學領域的工具，眾所周知的如數論和有限數學。原始的信息，也就是需要被密碼保護的信息，被稱為明文。加密是把原始信息轉換成不可讀形式，也就是密碼的過程。解密是加密的逆過程，從加密過的信息中得到原始信息。cipher是加密和解密時使用的演算法。最早的隱寫術只需紙筆，現在稱為經典密碼學。其兩大類別為置換加密法，將字母的順序重新排列；替換加密法，將一組字母換成其他字母或符號。經典加密法的資訊易受統計的攻破，資料越多，破解就更容易，使用分析頻率就是好法。經典密碼學現在仍未消失，經常出現在智力游戲之中。在二十世紀早期，包括轉輪機在內的一些機械設備被發明出來用於加密，其中最著名的是用於第二次世界大戰的密碼機Enigma。這些機器產生的密碼相當大地增加了密碼分析的難度。比如針對Enigma各種各樣的攻擊，在付出了相當大的努力後才得以成功。
③ 密碼學的目的是
選A。
④ 密碼學在信息隱藏技術中有哪些應用
密碼學在信息隱藏技術中應用體現在：
1 版權保護
隨著通信技術的迅猛發展，信息安全問題也變得十分突出，數字作品（如電腦美術、掃描圖像、數字音樂、視頻、三維動畫）的版權保護成了當前的熱點。由於數字作品的拷貝、修改非常容易，而且可以做到與原作完全相同，所以原創者不得不採用一些嚴重損害作品質量的辦法來增加版權標志，但這種明顯可見的標志很容易被篡改。數字水印的出現，就是利用數據隱藏原理使版權標志不可見或不可聽，既不損害原作品，又達到了版權保護的目的。換句話說，數字水印技術是將與多媒體內容相關或不相關的一些標示信息直接嵌入到多媒體內容當中，但不影響原內容的使用價值，也不容易被人覺察或注意到。通過這些隱藏在多媒體內容中的信息，人們可以確認內容的創建者、購買者和查看信息是否真實完整。數字音頻水印技術是信息隱藏技術的重要研究方向。
把要保密的信息，通過特殊的演算法嵌入音頻中，而不影響正常的收聽效果（即具有聽覺上的透明性），讓人無法察覺和破壞此類信息。當要使用的時候再通過同樣的方法在計算機上提取出來。通過這些隱藏在音頻內容中的信息，可以判別對象是否受到保護，監視被保護數據的傳播，鑒別真偽，解決版權糾紛並為法庭提供認證證據。目前的數字音頻水印技術有追蹤非法復制的功能，卻不能做到防止盜版。從技術上來講，當買一個音響作品時，在開票的過程中就要輸入你的基本信息，甚至收款方可以拍攝購買人照片，把這些信息嵌入歌曲中。當然，這涉及到隱私問題，因此這些信息只有在發生盜版、保護版權時使用，其他情況不能使用。這和電信公司需要客戶資料是一個道理。如果市場出現了盜版，司法機關買一個，提取出裡面的水印，就知道誰是散布源頭了。如果這個在法律上能實現的話，人們在購買音響作品時就要多一道手續，就像去醫院要掛號，去電信開電話要填單子一樣。而要人們認同這種手續、共同打擊盜版或許還需要一段時日。
2 數字簽名
數字簽名是在公鑰加密系統的基礎上建立起來的，數字簽名的產生涉及的運算方式是為人們所知的散列函數功能，也稱「哈希函數功能」(Hash Function)。哈希函數功能其實是一種數學計算過程。這一計算過程建立在一種以「哈希函數值」或「哈希函數結果」形式創建信息的數字表達式或壓縮形式(通常被稱作「信息摘要」或「信息標識」)的計算方法之上。在安全的哈希函數功能(有時被稱作單向哈希函數功能)情形下，要想從已知的哈希函數結果中推導出原信息來，實際上是不可能的。因而，哈希函數功能可以使軟體在更少且可預見的數據量上運作生成數字簽名，卻保持與原信息內容之間的高度相關，且有效保證信息在經數字簽署後並未做任何修改。
所謂數字簽名，就是只有信息的發送者才能產生的，別人無法偽造的一段數字串，它同時也是對發送者發送的信息的真實性的一個證明。簽署一個文件或其他任何信息時，簽名者首先須准確界定要簽署內容的范圍。然後，簽名者軟體中的哈希函數功能將計算出被簽署信息惟一的哈希函數結果值(為實用目的)。最後使用簽名者的私人密碼將哈希函數結果值轉化為數字簽名。得到的數字簽名對於被簽署的信息和用以創建數字簽名的私人密碼而言都是獨一無二的。
一個數字簽名(對一個信息的哈希函數結果的數字簽署)被附在信息之後，並隨同信息一起被儲存和傳送。然而，只要能夠保持與相應信息之間的可靠聯系，它也可以作為單獨的數據單位被存儲和傳送。因為數字簽名對它所簽署的信息而言是獨一無二的。
3 數字指紋
數字指紋技術是近幾年發展起來的新型數字產品版權保護技術。數字指紋是指利用數字作品中普遍存在的冗餘數據與隨機性，向被分發的每一份數據拷貝中引入一定的誤差，使得該拷貝是唯一的，從而可以在發現非法再分發拷貝時，根據該拷貝中的誤差跟蹤到不誠實原始購買者的一種數字作品版權保護技術。
一般情況下，引入的誤差是指與用戶和某次購買過程有關的信息。當發行商發現被非法分發的授權信息時，可以根據該信息對非法分發的用戶進行跟蹤。數字指紋系統可以分為演算法和協議兩部分，其中，演算法包括指紋的編碼、解碼、嵌入、提取和數據的分發策略等，而協議部分則規定了各實體之間如何進行交互以實現具有各種特點的數據分發和跟蹤體制。
4 廣播監視
韓國廣播公司技術研究所(KBS TRI)開發的水印系統在進行MPEG-2壓縮之前將版權信息嵌入未被壓縮的視頻流中,並檢測被接收的沒有原視頻的視頻中的水印。使用一個安全鍵產生水印和水印嵌入位置。每個像素的嵌入的水印的強度是由看不見的人類的視覺系統決定的。KBS公司的水印技術符合不可視性、魯棒性和安全性的要求。廣播內容中的水印識別原廣播機構,並能檢測非法拷貝和未經授權的再利用內容。
對標清視頻來說,嵌入視頻中作為水印的信息是64比特版權標識符;對高清視頻來說是128比特版權標識符。版權標識符的水印比特是由用於水印系統安全性的安全鍵產生的。在為了數字電視傳輸而進行MPEG-2壓縮之前,將水印嵌入視頻序列的空間域中。因此,水印必須經得住MPEG-2壓縮。水印的不可覺察性是由水印強度決定的。對於不可覺察性來說,希望水印強度盡可能低,而對魯棒性來說,則希望水印強度盡可能高。因此,水印系統的設計總是牽涉到不可覺察性和魯棒性之間的折衷方案。故根據人類的視覺系統,水印強度設計得在每個像素上是不同的。水印在傳輸後的MPEG-2流中進行檢測。檢測演算法需要30幀以上的視頻。非法使用者可能對含有水印的數字內容進行各式各樣的攻擊。因此,KBS公司的水印系統設計得滿足魯棒性的要求。
隨著IT和數字技術的進步,數字電視內容版權保護在數字電視的廣播環境中日益重要。水印技術被認為是對地面數字電視最可行的解決方案。
5 安全通信
數字水印技術還可以應用於信息的安全通信。秘密通信在情報、軍事等領域有著重要的用途系統必須保證通信雙方可以正常通信而且通信內容不會被敵方竊取。傳統上，秘密通信主要通過密碼技術來實現。所以為了國家安全各個國家都不遺餘力地發展各自的密碼技術以確保秘密通信的安全。隨著網路技術的發展普通用戶也希望自己在網上的通信不會被第三方竊聽，於是密碼技術從軍方的黑匣子中走了出來被越來越多的應用於網路中。但即使精心設計的密碼演算法仍然有可能被敵方破解 ，更嚴重的是我方很難覺察到密碼被破解，繼續使用該密碼發送情報將是極其危險的。另一方面如果敵方探測到信道上有密文在傳送，即使短時間內無法破解也會故意破壞我方的通信信道阻止我方通信。如果是我方情報人員在國外收集資料，用密碼傳送文件很容易暴露身份。所以秘密通信除了必須滿足保密性這個基本要求之外還應該極為隱蔽不易被察覺。
隨著互聯網的發展，身處世界各地都可以方便地通過互聯網發送電子郵件和各種文件 ，互聯網又極為開放和不安全。如果我方能夠將秘密信息隱蔽在一些普通文件比如圖片，MP3，WAV中。可以將信息隱藏的載體看作通信信道，將待隱藏信息看作需要傳遞的信號，而信息的嵌入和提取分別看作通信中的調制和解調過程。
由於很難覺察到數字水印信息在多媒體數據中的存在，某些重要信息在傳輸的過程中就可以隱藏在普通的多媒體數據中，從而避開第三方的竊聽和監控。通過普通的互聯網傳輸那麼敵方將很難發現秘密信息的存在，因而也不會主動破壞通信信道，從而保證了通信安全。
⑤ 關於密碼學的問題
混沌流密碼研究
胡漢平1 董占球2
（華中科技大學圖像識別與人工智慧研究所/圖像信息處理與智能控制教育部重點實驗室
中國科學院研究生院，）
摘要：在數字化混沌系統和基於混沌同步的保密通信系統的研究中存在一些亟待解決的重要問題：數字化混沌的特性退化，混沌時間序列分析對混沌系統安全性的威脅等，已嚴重影響著混沌流密碼系統的實用化進程。為此，提出了通過變換的誤差補償方法克服數字混沌的特性退化問題；構建混沌編碼模型完成對混沌序列的編碼、采樣，由此得到滿足均勻、獨立分布的驅動序列；引入非線性變換，以抵抗對混沌流密碼系統安全性的威脅。
關鍵詞：混沌流密碼系統；特性退化；非線性變換；混沌時間序列分析
1. 引言
隨著以計算機技術和網路通信技術為代表的信息技術的不斷發展和迅速普及，通信保密問題日益突出。信息安全問題已經成為阻礙經濟持續穩定發展和威脅國家安全的一個重要問題。眾所周知，密碼是信息安全的核心，設計具有自主知識產權的新型高性能的密碼體制是目前最亟待解決的重要問題。
混沌是確定性系統中的一種貌似隨機的運動。混沌系統都具有如下基本特性：確定性、有界性、對初始條件的敏感性、拓撲傳遞性和混合性、寬頻性、快速衰減的自相關性、長期不可預測性和偽隨機性[1]，正是因為混沌系統所具有的這些基本特性恰好能夠滿足保密通信及密碼學的基本要求：混沌動力學方程的確定性保證了通信雙方在收發過程或加解密過程中的可靠性；混沌軌道的發散特性及對初始條件的敏感性正好滿足Shannon提出的密碼系統設計的第一個基本原則――擴散原則；混沌吸引子的拓撲傳遞性與混合性，以及對系統參數的敏感性正好滿足Shannon提出的密碼系統設計的第二個基本原則――混淆原則；混沌輸出信號的寬頻功率譜和快速衰減的自相關特性是對抗頻譜分析和相關分析的有利保障，而混沌行為的長期不可預測性是混沌保密通信安全性的根本保障等。因此，自1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論以來，數字化混沌密碼系統和基於混沌同步的保密通信系統的研究已引起了相關學者的高度關注[2]。雖然這些年的研究取得了許多可喜的進展，但仍存在一些重要的基本問題尚待解決。
1.1 數字混沌的特性退化問題
在數字化的混沌密碼系統的研究方向上，國內外學者已經提出了一些比較好的數字混沌密碼系統及其相應的密碼分析方法：文獻[3]提出基於帳篷映射的加解密演算法；文獻[4]1998年Fridrich通過定義一種改進的二維螺旋或方形混沌映射來構造一種新的密碼演算法；文獻[5,6]提出把混沌吸引域劃分為不同的子域，每一子域與明文一一對應，把混沌軌道進入明文所對應的混沌吸引域子域的迭代次數作為其密文；在文獻[7]中，作者把一個位元組的不同比特與不同的混沌吸引子聯系起來實現加/解密；文獻[8]較為詳細地討論了通過混沌構造S盒來設計分組密碼演算法的方法；文獻[9,10]給出了混沌偽隨機數產生的產生方法；英國的SafeChaos公司將混沌用於公鑰密碼體制，推出了CHAOS+Public Key (v4.23)系統[11]；等等。但是，這些數字混沌系統一般都是在計算機或其它有限精度的器件上實現的，由此可以將混沌序列生成器歸結為有限自動機來描述，在這種條件下所生成的混沌序列會出現特性退化：短周期、強相關以及小線性復雜度等[12-15]，即數字混沌系統與理想的實值混沌系統在動力學特性上存在相當大的差異。它所帶來的混沌密碼系統安全的不穩定性是困擾混沌密碼系統進入實用的重要原因[16]。盡管有人指出增加精度可以減小這一問題所造成的後果，但其代價顯然是非常大的。
1.2 對混沌流密碼系統的相空間重構分析
目前，對混沌保密通信系統的分析工作才剛剛起步，主要方法有：統計分析（如周期及概率分布分析和相關分析等）、頻譜分析（包括傅立葉變換和小波變換等）和混沌時間序列分析[17]。前兩者都是傳統的信號分析手段，在此就不再贅述，而混沌時間序列是近20年來發展的一門紮根於非線性動力學和數值計算的新興學科方向。
從時間序列出發研究混沌系統，始於Packard等人於1980年提出的相空間重構（Phase Space Reconstruction）理論。眾所周知，對於決定混沌系統長期演化的任一變數的時間演化，均包含了混沌系統所有變數長期演化的信息（亦稱為全息性），這是由混沌系統的非線性特點決定的，這也是混沌系統難以分解和分析的主要原因。因此，理論上可以通過決定混沌系統長期演化的任一單變數的時間序列來研究混沌系統的動力學行為，這就是混沌時間序列分析的基本思想。
混沌時間序列分析的目的是通過對混沌系統產生的時間序列進行相空間重構分析，利用數值計算估計出混沌系統的宏觀特徵量，從而為進一步的非線性預測[18]（包括基於神經網路或模糊理論的預測模型）提供模型參數，這基本上也就是目前對混沌保密通信系統進行分析或評價的主要思路。描述混沌吸引子的宏觀特徵量主要有：Lyapunov指數（系統的特徵指數）、Kolmogorov熵（動力系統的混沌水平）和關聯維（系統復雜度的估計）等[17]。而這些混沌特徵量的估計和Poincare截面法都是以相空間重構以及F.Takens的嵌入定理為基礎的，由此可見相空間重構理論在混沌時間序列分析中的重大意義。
1.3 對混沌流密碼系統的符號動力學分析
我們在以往的實驗分析工作中都是針對混沌密碼系統的統計學特性進行研究的，如周期性、平衡性、線性相關性、線性復雜度、混淆和擴散特性等，即使涉及到非線性也是從混沌時間序列分析（如相圖分析或分數維估計等）的角度出發進行研究的。然而，符號動力學分析表明，混沌密碼系統的非線性動力學分析同樣非常主要，基於實用符號動力學的分析可能會很快暴露出混沌編碼模型的動力學特性。基於Gray碼序數和單峰映射的符號動力學之間的關系，文獻[20]提出了一種不依賴單峰映射的初始條件而直接從單峰映射產生的二值符號序列來進行參數估計的方法。分析結果表明，基於一般混沌編碼模型的密碼系統並不如人們想像的那麼安全，通過對其產生的一段符號序列進行分析，甚至能以較高的精度很快的估計出其根密鑰（系統參數或初始條件）。
上述結論雖然是針對以單峰映射為主的混沌編碼模型進行的分析，但是，混沌流密碼方案的安全性不應該取決於其中採用的混沌系統，而應該取決於方案本身，而且單峰映射的低計算復雜度對於實際應用仍是非常有吸引力的。因此，我們認為，如果希望利用混沌編碼模型來設計更為安全的密碼系統，必須在混沌編碼模型產生的符號序列作為偽隨機序列輸出（如用作密鑰流或擴頻碼）之前引入某種擾亂策略，這種擾亂策略實質上相當於密碼系統中的非線性變換。
該非線性變換不應影響混沌系統本身的特性，因為向混沌系統的內部注入擾動會將原自治混沌系統變為了非自治混沌系統，但當自治混沌系統變為非自治混沌系統之後，這些良好特性可能會隨之發生較大的變化，且不為設計者所控制。這樣有可能引入原本沒有的安全隱患，甚至會為分析者大開方便之門。
上述非線性變換還應該能被混沌編碼模型產生的符號序列所改變。否則，分析者很容易通過輸出的偽隨機序列恢復出原符號序列，並利用符號動力學分析方法估計出混沌編碼模型的系統參數和初始條件。因此，非線性變換的構造就成了設計高安全性數字混沌密碼系統的關鍵之一。
2. 混沌流密碼系統的總體方案
為克服上述問題，我們提出了如下的混沌流密碼系統的總體方案，如圖1所示：
在該方案中，首先利用一個混沌映射f產生混沌序列xi，再通過編碼C產生符號序列ai，將所得符號序列作為驅動序列ai通過一個動態變化的置換Bi以得到密鑰流ki，然後據此對置換進行動態變換T。最後，將密鑰流（即密鑰序列）與明文信息流異或即可產生相應的密文輸出（即輸出部分）。圖1中的初始化過程包括對混沌系統的初始條件、迭代次數，用於組合編碼的順序表以及非線性變換進行初始化，初始化過程實質上是對工作密鑰的輸入。
在圖1所示的混沌編碼模型中，我們對實數模式下的混沌系統的輸出進行了編碼、采樣。以Logistic為例，首先，以有限群論為基本原理對驅動序列進行非線性變換，然後，根據有限群上的隨機行走理論，使非線性變換被混沌編碼模型產生的驅動序列所改變。可以從理論上證明，我們對非線性變換採用的變換操作是對稱群的一個生成系，所以，這里所使用的非線性變換的狀態空間足夠大（一共有256！種）。
3. 克服數字混沌特性退化的方法
增加精度可以在某些方面減小有限精度所造成的影響，但效果與其實現的代價相比顯然是不適宜的。為此，周紅等人在文獻[22]中提出將m序列的輸出值作為擾動加到數字混沌映射系統中，用於擴展數字混沌序列的周期；王宏霞等人在文獻[23]中提出用LFSR的輸出值控制數字混沌序列輸出，從而改善混沌序列的性質；李匯州等人在文獻[24]中提出用雙解析度的方法解決離散混沌映射系統的滿映射問題。上述方法又帶來新的問題：使用m序列和LFSR方法，混沌序列的性質由外加的m序列的性質決定；使用雙解析度時，由於輸入的解析度高於輸出的解析度，其效果與實現的代價相比仍然沒有得到明顯的改善。
為此，我們提出了一種基於Lyapunov數的變參數補償方法。由於Lyapunov數是混沌映射在迭代點處斜率絕對值的幾何平均值，所以，可以將它與中值定理結合對數字混沌進行補償。以一維混沌映射為例，該補償方法的迭代式為：
（1）
式中， 為Lyapunov數，ki是可變參數。
參數ki的選擇需要滿足下面幾個條件：
（1）ki的選取應使混沌的迭代在有限精度下達到滿映射；
（2）ki的選取應使混沌序列的分布近似地等於實值混沌的分布；
（3）ki的選取應使混沌序列的周期盡可能的長。
根據上述幾個條件，我們已經選取了合適的80個參數，並且以Logistic為例對該變參數補償方法輸出的混沌序列進行了分析。在精度為32位的條件下，我們計算了混沌序列的周期，其結果如下：
除周期外，我們還對復雜度、相關性和序列分布進行了檢測。從結果可知，該變參數補償方法，使得在不降低混沌的復雜度基礎上，增長其周期，減弱相關性，使其逼近實值混沌系統。該方法不僅非常明顯地減小了有限精度所造成的影響，使數字混沌序列的密度分布逼近實值混沌序列的理論密度分布，改善數字混沌偽隨機序列的密碼學性質，而且極大地降低實現其方法的代價。
4. 非線性變換
為克服符號動力學分析對混沌密碼系統的威脅，我們根據有限群上的隨機行走理論提出了一種非線性變換方法，並對引入了非線性變換的混沌密碼系統進行了符號動力學分析，分析結果表明，引入了非線性變換的模型相對一般混沌編碼模型而言，在符號動力學分析下具有較高的安全性。以二區間劃分的模型為例，我們選用Logistic映射作為圖1中的混沌映射f，並根據符號動力學分析中的Gray碼序數[20,21]定義二進制碼序數，見2式。
（2）
二值符號序列S的二進制碼序數W(S)∈(0, 1)。注意，這里的Wr(xi)並不是單值的，因為同樣的狀態xi可能對應不同的置換Bi。
圖2 在2區間劃分下產生的二值符號序列的Wr(xi)分析
圖2中的Wr(xi)為參數r控制下從當前狀態xi出發產生的二值符號序列的二進制碼序數。圖2（a）是未進行非線性變換時的情形，可以看出，其它三種進行非線性變換時的情形都較圖2（a）中的分形結構更為復雜。由此可見，引入了非線性變換的混沌模型相對一般混沌編碼模型而言，在符號動力學分析下具有較高的安全性。
5. 混沌流密碼系統的理論分析和數值分析結果
5.1 理論分析結果
密鑰流的性質直接關繫到整個流密碼系統的安全性，是一個極為重要的指標。我們對密鑰流的均勻、獨立分布性質和密鑰流的周期性質給出了證明，其結果如下：
（1）密鑰留在0,1,…,255上均勻分布。
（2）密鑰流各元素之間相互獨立。
（3）密鑰流出現周期的概率趨向於零。
（4）有關密鑰流性質的證明過程並不涉及改變非線性變換的具體操作，也不涉及具體的驅動序列產生演算法，僅僅要求驅動序列服從獨立、均勻分布，並且驅動序列和非線性變換之間滿足一定的條件，這為該密碼系統，特別是系統驅動部分的設計和改進留下餘地。
總之，該密碼系統可擴展，可改進，性能良好且穩定。
5.2 數值分析結果
目前，基本密碼分析原理有：代替和線性逼近、分別征服攻擊、統計分析等，為了阻止基於這些基本原理的密碼分析，人們對密碼流生成器提出了下列設計准則：周期准則、線性復雜度准則、統計准則、混淆准則、擴散准則和函數非線性准則。
我們主要根據以上准則，對本密碼系統的密鑰流性質進行保密性分析，以證明其安全性。分析表明：混沌流密碼系統符合所有的安全性設計准則，產生的密鑰序列具有串分布均勻、隨機統計特性良好、相鄰密鑰相關性小、周期長、線性復雜度高、混淆擴散性好、相空間無結構出現等特點；該密碼系統的工作密鑰空間巨大，足以抵抗窮舉密鑰攻擊。並且，由於我們採用了非線性變換，所以該密碼系統可以抵抗符號動力學分析。
6. 應用情況簡介
該混沌流密碼系統既有效的降低了計算復雜度，又極大的提高了密碼的安全強度，從而為混沌密碼學及其實現技術的研究提供了一條新的途徑。該系統已於2002年10月30日獲得一項發明專利：「一種用於信息安全的加解密系統」（00131287.1），並於2005年4月獲得國家密碼管理局的批准，命名為「SSF46」演算法，現已納入國家商用密碼管理。該演算法保密性強，加解密速度快，適合於流媒體加密，可在銀行、證券、網路通信、電信、移動通信等需要保密的領域和行業得到推廣。該加密演算法被應用在基於手機令牌的身份認證系統中，並且我們正在與華為公司合作將加密演算法應用於3G的安全通信之中。
⑥ 請問密碼學在哪些領域比較重量
密碼學是信息安全等相關議題的領域比較重量，如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義，並不是隱藏信息的存在。密碼學也促進了計算機科學，特別是在於電腦與網路安全所使用的技術，如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被應用在日常生活：包括自動櫃員機的晶元卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。
密碼學（在西歐語文中，源於希臘語kryptós「隱藏的」，和gráphein「書寫」）是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究，常被認為是數學和計算機科學的分支，和資訊理論也密切相關。
現代密碼學所涉及的學科包括：資訊理論、概率論、數論、計算復雜性理論、近世代數、離散數學、代數幾何學和數字邏輯等。
密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律，應用於編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學；應用於破譯密碼以獲取通信情報的，稱為破譯學，總稱密碼學。電報最早是由美國的摩爾斯在1844年發明的，故也被叫做摩爾斯電碼。
接下來我們深入到具體的技術方案來聊。當代密碼學一直以來是分兩套系統：對稱加密和非對稱加密。其中非對稱加密也被叫做公鑰加密，密碼學的最核心技術。
對稱加密和非對稱加密是如何區分的呢？剛剛咱們提過，加密和解密過程中都是要有 key 參與，如果加密和解密使用同一個 key ，這就是對稱加密技術，否則則是非對稱加密技術。非對稱加密略有一些反直覺。具體做法是首先生成一對 key ，其中一個是公鑰，Public Key ，公鑰是可以公開給任何人的，另外一個是私鑰，Private Key ，要嚴格保密。發送方首先拿到接收方的公鑰，用公鑰把信息加密，接收方收到密文後，用私鑰解密獲得信息。之所以公鑰和私鑰能夠這樣配合工作，是因為它們兩個天生就是一對兒，有著天然的數學聯系。具體的聯系方式就跟使用的具體的加密演算法有關了。非對稱加密中最著名的演算法有兩種，一個是 RSA ，這是用三個作者的名字的縮寫命名的演算法， 另外一個是 ECC ，也就是橢圓曲線演算法。RSA 是非對稱加密技術的開山鼻祖。ECC 是更高效的一種加密演算法，比特幣就是使用了這種加密演算法。
⑦ 密碼學有何用途
密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律，應用於編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學；應用於破譯密碼以獲取通信情報的，稱為破譯學，總稱密碼學。
密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則，變明文為密文，稱為加密變換；變密文為明文，稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換，隨著通信技術的發展，對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。
密碼學是在編碼與破譯的斗爭實踐中逐步發展起來的，並隨著先進科學技術的應用，已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯系。它的現實研究成果，特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。
進行明密變換的法則，稱為密碼的體制。指示這種變換的參數，稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。密碼體制的基本類型可以分為四種：錯亂——按照規定的圖形和線路，改變明文字母或數碼等的位置成為密文；代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文；密本——用預先編定的字母或數字密碼組，代替一定的片語單詞等變明文為密文；加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數，按規定的演算法，同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制，既可單獨使用，也可混合使用 ，以編制出各種復雜度很高的實用密碼。
20世紀70年代以來，一些學者提出了公開密鑰體制，即運用單向函數的數學原理，以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的，脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制，引起了密碼學界的廣泛注意和探討。
利用文字和密碼的規律，在一定條件下，採取各種技術手段，通過對截取密文的分析，以求得明文，還原密碼編制，即破譯密碼。破譯不同強度的密碼，對條件的要求也不相同，甚至很不相同。
中國古代秘密通信的手段，已有一些近於密碼的雛形。宋曾公亮、丁度等編撰《武經總要》「字驗」記載，北宋前期，在作戰中曾用一首五言律詩的40個漢字，分別代表40種情況或要求，這種方式已具有了密本體制的特點。
1871年，由上海大北水線電報公司選用6899個漢字，代以四碼數字，成為中國最初的商用明碼本，同時也設計了由明碼本改編為密本及進行加亂的方法。在此基礎上，逐步發展為各種比較復雜的密碼。
在歐洲，公元前405年，斯巴達的將領來山得使用了原始的錯亂密碼；公元前一世紀，古羅馬皇帝凱撒曾使用有序的單表代替密碼；之後逐步發展為密本、多表代替及加亂等各種密碼體制。
二十世紀初，產生了最初的可以實用的機械式和電動式密碼機，同時出現了商業密碼機公司和市場。60年代後，電子密碼機得到較快的發展和廣泛的應用，使密碼的發展進入了一個新的階段。
密碼破譯是隨著密碼的使用而逐步產生和發展的。1412年，波斯人卡勒卡尚迪所編的網路全書中載有破譯簡單代替密碼的方法。到16世紀末期，歐洲一些國家設有專職的破譯人員，以破譯截獲的密信。密碼破譯技術有了相當的發展。1863年普魯士人卡西斯基所著《密碼和破譯技術》，以及1883年法國人克爾克霍夫所著《軍事密碼學》等著作，都對密碼學的理論和方法做過一些論述和探討。1949年美國人香農發表了《秘密體制的通信理論》一文，應用資訊理論的原理分析了密碼學中的一些基本問題。
自19世紀以來，由於電報特別是無線電報的廣泛使用，為密碼通信和第三者的截收都提供了極為有利的條件。通信保密和偵收破譯形成了一條斗爭十分激烈的隱蔽戰線。
1917年，英國破譯了德國外長齊默爾曼的電報，促成了美國對德宣戰。1942年，美國從破譯日本海軍密報中，獲悉日軍對中途島地區的作戰意圖和兵力部署，從而能以劣勢兵力擊破日本海軍的主力，扭轉了太平洋地區的戰局。在保衛英倫三島和其他許多著名的歷史事件中，密碼破譯的成功都起到了極其重要的作用，這些事例也從反面說明了密碼保密的重要地位和意義。
當今世界各主要國家的政府都十分重視密碼工作，有的設立龐大機構，撥出巨額經費，集中數以萬計的專家和科技人員，投入大量高速的電子計算機和其他先進設備進行工作。與此同時，各民間企業和學術界也對密碼日益重視，不少數學家、計算機學家和其他有關學科的專家也投身於密碼學的研究行列，更加速了密碼學的發展。
現在密碼已經成為單獨的學科，從傳統意義上來說，密碼學是研究如何把信息轉換成一種隱蔽的方式並阻止其他人得到它。
密碼學是一門跨學科科目，從很多領域衍生而來：它可以被看做是信息理論，卻使用了大量的數學領域的工具，眾所周知的如數論和有限數學。
原始的信息，也就是需要被密碼保護的信息，被稱為明文。加密是把原始信息轉換成不可讀形式，也就是密碼的過程。解密是加密的逆過程，從加密過的信息中得到原始信息。cipher是加密和解密時使用的演算法。
最早的隱寫術只需紙筆，現在稱為經典密碼學。其兩大類別為置換加密法，將字母的順序重新排列；替換加密法，將一組字母換成其他字母或符號。經典加密法的資訊易受統計的攻破，資料越多，破解就更容易，使用分析頻率就是好辦法。經典密碼學現在仍未消失，經常出現在智力游戲之中。在二十世紀早期，包括轉輪機在內的一些機械設備被發明出來用於加密，其中最著名的是用於第二次世界大戰的密碼機Enigma。這些機器產生的密碼相當大地增加了密碼分析的難度。比如針對Enigma各種各樣的攻擊，在付出了相當大的努力後才得以成功。
⑧ 誰了解密碼學的發展歷史
發展歷程
密碼學（在西歐語文中，源於希臘語kryptós「隱藏的」，和gráphein「書寫」）是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究，常被認為是數學和計算機科學的分支，和資訊理論也密切相關。
著名的密碼學者Ron Rivest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，這相當於密碼學與純數學的異同。密碼學是信息安全等相關議題，如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義，並不是隱藏信息的存在。
密碼學也促進了計算機科學，特別是在於電腦與網路安全所使用的技術，如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被應用在日常生活：包括自動櫃員機的晶元卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。
密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則，變明文為密文，稱為加密變換；變密文為明文，稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換，隨著通信技術的發展，對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。
密碼學是在編碼與破譯的斗爭實踐中逐步發展起來的，並隨著先進科學技術的應用，已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯系。它的現實研究成果，特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。
進行明密變換的法則，稱為密碼的體制。指示這種變換的參數，稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。
密碼體制的基本類型可以分為四種：錯亂按照規定的圖形和線路，改變明文字母或數碼等的位置成為密文；代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文；密本——用預先編定的字母或數字密碼組，代替一定的片語單詞等變明文為密文。
加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數，按規定的演算法，同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制，既可單獨使用，也可混合使用 ，以編制出各種復雜度很高的實用密碼。
20世紀70年代以來，一些學者提出了公開密鑰體制，即運用單向函數的數學原理，以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的，脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制，引起了密碼學界的廣泛注意和探討。
利用文字和密碼的規律，在一定條件下，採取各種技術手段，通過對截取密文的分析，以求得明文，還原密碼編制，即破譯密碼。破譯不同強度的密碼，對條件的要求也不相同，甚至很不相同。
其實在公元前，秘密書信已用於戰爭之中。西洋「史學之父」希羅多德（Herodotus）的《歷史》（The Histories）當中記載了一些最早的秘密書信故事。公元前5世紀，希臘城邦為對抗奴役和侵略，與波斯發生多次沖突和戰爭。
於公元前480年，波斯秘密集結了強大的軍隊，准備對雅典（Athens）和斯巴達（Sparta）發動一次突襲。
希臘人狄馬拉圖斯（Demaratus）在波斯的蘇薩城（Susa）里看到了這次集結，便利用了一層蠟把木板上的字遮蓋住，送往並告知了希臘人波斯的圖謀。最後，波斯海軍覆沒於雅典附近的沙拉米斯灣（Salamis Bay）。
由於古時多數人並不識字，最早的秘密書寫的形式只用到紙筆或等同物品，隨著識字率提高，就開始需要真正的密碼學了。最古典的兩個加密技巧是：
置換（Transposition cipher）：將字母順序重新排列，例如『help me』變成『ehpl em』。
替代（substitution cipher）：有系統地將一組字母換成其他字母或符號，例如『fly at once』變成『gmz bu podf』（每個字母用下一個字母取代）。
(8)密碼學的重要性體現在什麼地方擴展閱讀：
研究
作為信息安全的主幹學科，西安電子科技大學的密碼學全國第一。
1959年，受錢學森指示，西安電子科技大學在全國率先開展密碼學研究，1988年，西電第一個獲准設立密碼學碩士點，1993年獲准設立密碼學博士點，是全國首批兩個密碼學博士點之一，也是唯一的軍外博士點，1997年開始設有長江學者特聘教授崗位，並成為國家211重點建設學科。
2001年，在密碼學基礎上建立了信息安全專業，是全國首批開設此專業的高校。
西安電子科技大學信息安全專業依託一級國家重點學科「信息與通信工程」（全國第二）、二級國家重點學科「密碼學」（全國第一）組建，是985工程優勢學科創新平台、211工程重點建設學科。
擁有綜合業務網理論及關鍵技術國家重點實驗室、無線網路安全技術國家工程實驗室、現代交換與網路編碼研究中心（香港中文大學—西安電子科技大學）、計算機網路與信息安全教育部重點實驗室、電子信息對抗攻防與模擬技術教育部重點實驗室等多個國家級、省部級科研平台。
在中國密碼學會的34個理事中，西電占據了12個，且2個副理事長都是西電畢業的，中國在國際密碼學會唯一一個會員也出自西電。毫不誇張地說，西電已成為中國培養密碼學和信息安全人才的核心基地。
以下簡單列舉部分西電信安畢業生：來學嘉，國際密碼學會委員，IDEA分組密碼演算法設計者；陳立東，美國標准局研究員；丁存生，香港科技大學教授；邢超平，新加坡NTU教授；馮登國，中國科學院信息安全國家實驗室主任，中國密碼學會副理事長。
張煥國，中國密碼學會常務理事，武漢大學教授、信安掌門人；何大可，中國密碼學會副理事長，西南交通大學教授、信安掌門人；何良生，中國人民解放軍總參謀部首席密碼專家；葉季青，中國人民解放軍密鑰管理中心主任。
西安電子科技大學擁有中國在信息安全領域的三位領袖：肖國鎮、王育民、王新梅。其中肖國鎮教授是我國現代密碼學研究的主要開拓者之一，他提出的關於組合函數的統計獨立性概念，以及進一步提出的組合函數相關免疫性的頻譜特徵化定理，被國際上通稱為肖—Massey定理。
成為密碼學研究的基本工具之一，開拓了流密碼研究的新領域，他是亞洲密碼學會執行委員會委員，中國密碼學會副理事長，還是國際信息安全雜志（IJIS）編委會顧問。
2001年，由西安電子科技大學主持制定的無線網路安全強制性標准——WAPI震動了全世界，中國擁有該技術的完全自主知識產權，打破了美國IEEE在全世界的壟斷，華爾街日報當時曾報道說：「中國無線技術加密標准引發業界慌亂」。
這項技術也是中國在IT領域取得的具少數有世界影響力的重大科技進展之一。
西安電子科技大學的信息安全專業連續多年排名全國第一，就是該校在全國信息安全界領袖地位的最好反映。
參考資料來源：網路-密碼學
⑨ 密碼有什麼作用和意義
當然了，魔高一尺道高一丈，我的QQ用了令牌還是照樣被盜呢。
密碼在一定程度上是一個歸屬的象徵，比如說你的QQ，就你知道密碼，那QQ號就是你的，如果全天下人都知道了不就是通用的了嘛。
⑩ 密碼學在現代的意義
密碼學在現代的意義：
密碼學在現代的意義也是非常廣的，比如公鑰密碼技術用於數字簽名，認證服務，沒有它，大家常用的網上支付系統根本無法存在。還有一些重要的用戶登錄系統啊，手機通信中的信息加密啊等等，沒有辦法全都例舉。
密碼學的應用：
1. 數位簽章（Digital Signature）：
這是以密碼學的方法，根據EDI訊息的內容和發信有該把私鑰，任何人都無法產生該簽名，因此比手寫式的簽名安全許多。收信人則以發信人的公鑰進行數位簽章的驗證。
2. 數位信封（Digital Envelope）：
這是以密碼學的方法，用收信人的公鑰對某些機密資料進行加密，收信人收到後再用自己的私鑰解密而讀取機密資料。除了擁有該私鑰的人之外， 任何人即使拿到該加密過的訊息都無法解密，就好像那些資料是用一個牢固的信封裝好，除了收信人之外，沒有人能拆開該信封。
3. 安全回條：
收信人依據訊息內容計算所得到的回覆資料，再以收信人的私鑰進行數位簽章後送回發信人，一方面確保收信人收到的訊息內容正確無誤， 另一方面也使收信人不能否認已經收到原訊息。
4. 安全認證：
每個人在產生自己的公鑰之後，向某一公信的安全認證中心申請注冊，由認證中心負責簽發憑證（Certificate），以保證個人身份與公鑰的對應性與正確性。