恩尼格玛-信阳师范学院课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/47,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/47,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,/47,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,前页,后页,返回,高校科技创新人才,支持计划,信阳师范学院数学与信息科学学院,密码学概述,何俊杰,2015,年,3,月,1941,年,12,月,7,日凌晨，从六艘航空母舰上起飞的,351,架日本飞机，穿云破雾，突袭美国军事基地,“,珍珠港,”,。,珍珠港事件,仓促应战的美军损失惨重，,8,艘战列舰中，,4,艘被击沉，一艘搁浅，其余都受重创；,6,艘巡洋舰和,3,艘驱逐舰被击伤，,188,架飞机被击毁，数千官兵伤亡。,而日本只损失了,29,架飞机和,55,名飞行员。,这次战役的策划和实施者是日本联合舰队司令长官山本五十六,.,山本五十六,山本五十六,（,1884.4.4,1943.4.18,），日本帝国海军军官，第,26,及,27,任,日本联合舰队,司令长官。海军,大将,军衔，死后被追赠,元帅,称号。,珍珠港事件发生后，美国总统罗斯福宣布,“,12,月,7,日,”,为,“,国耻日,”,而大洋另一边的日本，,山本五十六,立即成为家喻户晓、妇孺皆知的英雄。,中途岛海战,珍珠港突袭成功后，山本认为必须迅速摧毁美国海军的剩余主力。于是策划了,1942,年的中途岛海战，对美国海军进行一次决战。,但是，这次突袭美军早已布下了伏击日军的陷阱。,中途岛海战美军以劣势兵力击沉了日本的,4,艘航空母舰，,1,艘重巡洋舰，重伤,1,艘重巡洋舰、,2,艘驱逐舰，日军损失飞机,332,架，数千日军官兵丧生。,美军仅损失航母,1,艘、驱逐舰,1,艘，飞机,147,架。,这一挫折，使日本海军也从此开始走下坡路。,这次美军之所以能以少胜多，关键是破译了日军名为,“,紫密,”,的密码。,1943,年,4,月，美军情报人员,再次破译了日军的密码,，获悉山本五十六将于,4,月,18,日乘中型轰炸机，由,6,架战斗机护航，到前线视察。,罗斯福总统亲自下令：,“,截击山本,”,。,美军派出战斗机空中伏击，于布干维尔岛上空击落了山本五十六的座机。,几天后，日军找到了座机残骸。,山本五十六的尸体依然被皮带缚在座椅上，他头部中弹。,此事件被日本军方称为,“,海军甲事件,”,。,山本五十六是历任联合舰队司令长官中唯一的战死者。,恩尼格玛密码机,翻开第二次世界大战,“,情报战,”,的史册，,“,恩尼格玛,”,无疑是最重要的,“,关键词,”,之一。,“,恩尼格玛,”,本来是德国人手中最厉害的秘密武器，后来却成了盟军用以对付法西斯德国的最有用的工具。,因此围绕着,“,恩尼格码,”,机破译与反破译、泄密与反泄密、渗透与反渗透的情报战，成为了最经典、最引人入胜的,“,情报战,”,、,“,间谍战,”,。,1918,年，德国发明家亚瑟,谢尔比乌斯,和他的朋友理查德,里特创办了谢尔比,乌斯和里特公司。,这是一家专营把新技术转化为应用方,面的企业，很象现在的高新技术公司，利润不小，可是风险也很大。,谢尔比乌斯负责研究和开发方面，他曾在慕尼黑研究过电气应用，他的一个想法就是要用二十世纪的电气技术来取代那种过时的铅笔加纸的加密方法。,恩尼格玛密码机,恩尼格玛密码机,9,恩尼格玛密码机,谢尔比乌斯发明的加密电子机械名叫,ENIGMA,，在以后的年代里，它被证明是,有史以来最为可靠的加密系统之一,，而对这种可靠性的盲目乐观，又使它的使用者遭到了,灭顶之灾,。,10,恩尼格玛密码机,恩尼格玛密码机,1918,年谢尔比乌斯为,“,恩尼格玛,”,密码机申请了专利，并于,1920,年开发出了商用的基本型和带打印机的豪华型，但是高昂的价格（折算成今天的货币，约相当于,3,万美元）却使,“,恩尼格玛,”,密码机少人问津。,在,1923,年国际邮政协会大会上，公开亮相的,“,恩尼格玛,”,密码机仍旧是购者寥寥。,眼看,“,恩尼格玛,”,要无疾而终，却突然柳暗花明,.,1923,年英国政府公布了一战的官方报告，谈到了一战期间英国通过破译德国无线电密码而取得了决定性的优势，这引起了德国的高度重视。,恩尼格玛密码机,随即德国开始大力加强无线电通讯安全性工作，并对,“,恩尼格玛,”,密码机进行了严格的安全性和可靠性试验，认为德国军队必须装备这种密码机来保证通讯安全,.,接到德国政府和军队的定单，谢尔比乌斯的工厂得以从,1925,年开始批量生产,“,恩尼格玛,”,.,1926,年德军海军开始正式装备，两年后德国陆军也开始装备。,当然这些军用型,“,恩尼格玛,”,与原来已经卖出的少量商用型在最核心的转子结构上有所不同，因此即使拥有商用型也并不能知道军用型的具体情况。,恩尼格玛密码机,该密码机便于携带，使用简便，更重要的是安全性极高。对于敌方而言，即使拥有了密码机，如果不能同时掌握三道防线所组成的密钥，一样无法破译。,德国最高统帅部通信总长埃里希,弗尔吉贝尔上校认为：,“,恩尼格玛,”,将是为德国国防军闪击战服务的最完美的通信装置。,因此上至德军统帅部，下至陆海空三军，都把,“,恩尼格玛,”,作为标准的制式密码机广为使用。,恩尼格玛密码机,德国人完全有理由认为，他们已经掌握了当时世界最先进最安全的通讯加密系统，那是无法破译的密码系统。,然而如此盲目地寄信心于机器，最终只会是饱尝机器所带来的苦果。,恩尼格玛密码机,“,恩尼格玛,”,密码机，曾一度保障了法西斯德国作战指挥信息的保密和迅速、有效地传递。,由于德国武装力量和外交部突然更换了新式恩尼格玛密码机，这给盟军造成了很大困扰，使得盟军的反潜力量无法追踪到德军潜艇，被击沉的货船数量曾一度超过造船总量。,恩尼格玛密码机,英、法、波兰等一线交战国处心积虑要侦破德国的这一核心秘密。,一个,“,偶然的机会,”,，使波兰的,“,特工,”,率先得手获得了,“,恩尼格玛,”,密码机的原型机。,至此围绕这一体积不大的机器，法西斯德国和英、法、波兰等国家的情报机构展开了斗智斗勇、惊心动魄的情报战。,恩尼格玛密码机,1940,年，英国为破译德国的,“,恩尼格玛,”,机发出的作战指挥信息，专门组建了代号为,“,超级恩尼格玛,”,的分队。,在伦敦以北约,80,公里的一个叫布莱奇利的庄园，这支分队集中了大量的顶尖级人才，最多时这支分队达,7000,人，并在英国首相丘吉尔的直接领导下进行工作。专门从事对截获的德国无线电的破译，该庄园鼎盛时期，破译人员高达,6000,人，其中不乏牛津大学和剑桥大学的顶尖数学家。其中包括著名的数学天才,图灵。,恩尼格玛密码机,英国、法国和波兰情报机关通力合作，终于在,1940,年,4,月，制造出代号,“,炸弹,”,的电磁扫描仪，破解了,“,恩尼格玛,”,的秘密，成功破译出了德军统帅部所使用的密码，,5,月又首次成功破译了德国空军的密码。,由于这支分队不懈地努力，截获了大量德国情报，直接影响了二战中,“,大西洋之战,”,、,“,大不列颠之战,”,和,“,诺曼底登陆,”,作战的进程和结果。,战争结束，布莱奇利公园被关闭，,“,炸弹,”,被拆毁，所有战时有关密码分析和破译的档案资料都被销毁。,直到,1967,年波兰出版第一本关于波兰破译,ENIGMA,方面的书，以及,1974,年温特伯坦姆写的,超级机密,一书出版，人们才知道图灵在分析解密方面的贡献。,虽然驻在布莱奇利庄园的盟国密码专家后来成功破译了恩尼格玛密码，但有若干密文始终未获破解。,前不久，一名德国业余爱好者,Stefan,用上千台个人计算机通过互联网组成了网格计算集群，解决了其中一条。,Stefan,是一名德国出生的小提琴手，他的业余爱好是钻研密码和开源软件。,1995,年的,密码月刊,杂志曾公开发表了三条密文，这激起他莫大的兴趣，但他深知自己并非专业人员，孤军奋战显然是不现实的，于是就编写了一个破解程序，把它发到新闻组的帖子里，看看是否能吸引志同道合之士来助他一臂之力。,恩尼格玛密码机,很快，他的周围就聚集了,45,名有相同兴趣的业余爱好者，他们愿意把自己的计算机贡献出来作破解之用，,Stefan,利用这些个人计算机的计算能力组成了一个以互联网为依托的网格计算集群，用它来破解已尘封半世纪之久的密文，并把这个项目命名为,“,M4,”,，那正是加密这些电文的恩尼格码密码机型号。,很快，,“,参与,M4,项目的计算机台数呈指数性增长,”,，共有约,2500,台计算机参与了这个项目，而他所要做的就是在新闻组和邮件列表里呼吁一声。,恩尼格玛密码机,终于，在过了一个月零几天之后，其中一条密文被破译了。未破解前的密文如下：,“,NCZW,VUSX,PNYM,INHZ,XMQX,SFWX,WLKJ,AHSH,NMCO,CCAK,UQPM,KCSM,HKSE,INJU,SBLK,IOSX,CKUB,HMLL,XCSJ,USRR,DVKO,HULX,WCCB,GVLI,YXEO,AHXR,HKKF,VDRE,WEZL,XOBA,FGYU,JQUK,GRTV,UKAM,EURB,VEKS,UHHV,OYHA,BCJW,MAKL,FKLM,YFVN,RIZR,VVRT,KOFD,ANJM,OLBG,FFLE,OPRG,TFLV,RHOW,OPBE,KVWM,UQFM,PWPA,RMFH,AGKX,IIBG,”,破解后的明文如下：,“,遭深水炸弹攻击后紧急下潜，与敌接触的最后方位为：,0830h,AJ,9863,；（方向）,220,度，（速度）,8,节；（我）正在尾随（敌人）；（压力读数）,14,兆巴；（风向）北,-,北,-,偏东；（兵力）,4,；能见度,10,”,恩尼格玛密码机,2024/10/11,22,/47,一、引 言,密码学的历史极为悠久，其起源可以追溯到,几千年前,。,大约,4000,年前,，埃及人就开始了密码的使用。,可以说，密码是战争的产物，自其诞生之日起，就成为,政治、军事和外交,斗争的重要工具。,在信息的,保密和破译,上，争斗的双方进行着激烈的、有时甚至是生死存亡的斗争。,例如，在第二次世界大战期间，,盟军对日本和德国密码的破译,对许多战役的胜利发挥了关键性的作用，并加速了战争的进程。,随着技术的进步，特别是计算机和现代通信的出现，这种斗争更加激烈。,2024/10/11,23,/47,长期以来，密码学主要应用于,军事、外交和政府,部门，密码学研究也基本上被政府和军事机构垄断，处于,密而不宣,的状态，不为人们了解。,在,1949,年以前，密码技术基本上可以说是一门技巧性很强的,艺术,，而不是一门,科学,。,在这个时期，密码专家常常是凭,直觉、技巧和信念,进行密码设计和密码分析，而不是基于,推理和证明,。,第一次世界大战之前，密码学的重要进展很少出现在公开文献中，密码学在密而不宣的状态下向前发展。,在,1949,年以前，最有影响的密码文献是,1918,年,William F.,Friedman,的专题论文,重合指数及其在密码学中的应用,，该报告给出了多表代替密码的破译方法，该报告也是战争的产物。,2024/10/11,24,/47,1949,年，,C.E.,Shannon,发表了,保密系统的通信理论,一文，为密码学奠定了坚实的理论基础，使密码学成为一门科学。,1967,年，,Kahn,出版了,破译者,一书。尽管该书没有提出任何新的技术和思想，但却对密码学的历史进行了相当完整的记述，并使成千上万原本不知道密码学的人了解了密码学。,自此，密码学研究引起了非官方的兴趣，新的密码学文献慢慢地发表出来。,2024/10/11,25,/47,20,世纪,70,年代，由美国政府征集、,IBM,公司设计和美国国家安全局（,NSA,）参与修改的数据加密标准（,