信息加密技术初探【字数：11576】
摘 要当今信息技术迅速发展，为了提高信息密码的保密性，人们不断改进对信息密码的加密。移位密码、代换密码、仿射密码、希尔密码、置换密码、凯撒密码和维吉尼亚密码等的提出促进了密码学的发展。凯撒密码的字母采用的是单一替换方式，密钥量太少而且密钥太短，密码比较容易被破解，在此基础上，维吉尼亚把凯撒加密方式作了改进，他增加了密钥的长度，由一些偏移量不同的凯撒密码组成，一旦确定了密钥长度和周期序列，那么也十分容易破解了。要想使加密更加可靠，密钥长度愈大愈好。为了提高密文的可靠性，可以采用M序列对密钥的长度进行加长，明文的内容也得到了较好的保护。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 密码 2
2.1密码的简介 2
2.2密码的基本常识 2
2.3密码的发展历史 3
2.3.1古代加密方法 3
2.3.2古典密码 3
2.3.3近代密码 3
2.3.4现代密码 3
第三章 常见的密码 4
3.1常见的加密方法 4
3.2移位密码 4
3.3代换密码 5
3.4仿射密码 5
3.5希尔密码 6
3.6置换密码 6
第四章 凯撒密码 8
4.1凯撒密码的简介 8
4.2凯撒密码的加密和解密 8
4.3凯撒密码的缺点 9
第五章 维吉尼亚密码 10
5.1维吉尼亚密码的简介 10
5.2维吉尼亚密码密钥的确定 10
5.3维吉尼亚密码的加密和解密 11
5.4维吉尼亚密码的缺点 11
第六章 M序列 12
6.1流密码——移位寄存器 12
6.2M序列的产生方法 14
6.2.1哈密顿问题 14
6.2.2欧拉七桥问题 15
第七章 恩尼格玛密码机 16
7.1恩尼格玛密码机的加密原理 16
7.2恩尼格玛机的缺点 16
第八章 RAS公钥 17
8.1RAS公钥方案的简介 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
7
8.2RSA公钥功率分析 17
结束语 18
致谢 19
参考文献 20
附录A移位密码加密解密程序 21
附录B代换密码加密解密程序 22
附录C仿射密码加密解密程序 23
附录D希尔密码加密程序 25
附录E置换密码加密程序 26
附录F凯撒密码加密程序 27
附录G维吉尼亚密码加密程序 28
附录H创建真值表 29
附录I二元二级生成M序列 30
第一章 绪论
密码学在军事和政治等领域都有十分广泛的应用，它和经济活动、社会生活和国家的安全都有着紧密的联系。一些国家或地区的人们使用同种语言进行交流，但是在许多社会活动中，一些语言文字和思想情感都需要对外人保守，这时候就出现了各种各样的暗语、密文和密码。
在保密通信中，我方包括了两类人，一类是发送密码的人，一类是接收密码的人，而截获密码的人或者试图截获密码的人就被称为敌方或对手。为了不让密码的真实含义泄露，就必须对密码进行加密之后再发送出去。在这个过程中，原来的信息叫做明文，加密后成为密文。收方在接到密文之后，要通过对密文进行一系列的计算，把它们恢复成明文。但是只有我方的人才知道加密的原理和方法，就可以将收到的密文通过逆运算获得明文含义。如果敌方截获到了我方发出的密文之后，他们可以通过各种尝试获取一部分，对于他们来说，最理想的是能破译出加密和解密方式，如果破译出加密方式，敌方可以制造假信息再将它发送出去。如果破译出加密和解密的原理，敌方一旦截获到密码，就可以迅速地解出明文。历史上有两大著名的信息密码——凯撒密码[1]和维吉尼亚密码[2]。
凯撒密码以英文为例，把英文26个字母依次对应于数字0,1,2,,25。取0到25之中的一个整数K作为密钥。用E和D分别表示加密运算[3]和解密运算[4]，设偏移量为n，加密即为：En(x)=(x+n)mod26；解密就是：Dn(x)=(x?n)mod26。但是凯撒密码的字母采用的是单一替换方式，密钥量太少而且密钥太短，字母表中的每个字母都会作一定的偏移，而维吉尼亚密码在凯撒密码的基础上，增加了密钥的长度，由一些偏移量不同的凯撒密码组成，然后以这一段元素进行不断重复的周期序列。
在密码学中，有许多密码都是通过字母频率进行破译的，但一开始就对密文进行频率分析是不适用的。例如，明文是英文，如果在密文中M出现最多次，在英语中，E是使用频率最高的字母，那么密文中的M很有可能对于英文中的E。在维吉尼亚密码中，确定密钥的长度是首要任务，之后就相当于凯撒密码的破译。
这种置换密码体制还有许多花样，并且加密过程可以用机械来实现，做成密码机。但是在无线电通信中更广泛的采用另一种密码体制：明文中的字不是用改变位置的方式作为密文，而是把明文中每个字或者一组字替换成别的字或字组，叫做替换密码体制。
综上所述，密码逐渐广泛地运用于政治、军事和外交等方面，密码的重要性得到了充分的体现，同时密码学也得到了迅速的发展。而MATLAB这款软件对信息加密有着极大的帮助，所以我们应该掌握使用MATLAB编程来实现对信息的加密。
第二章 密码
2.1密码的简介
对于密码这个词，似乎不需要太多的解释，但是在密码学中，作为一门理论数学的应用分支，必须对每一个概念都要做出明确的定义。
从字面上来看，密码应该指的是密文中所用的符号，但是这些符号如果不代表某种明文的话，那么它们是不能被称为密码的，仅仅只是符号而已，所以，密码应该隐藏着明文的密文符号。但是这里所指的密码和我们生活中的密码是不一样的，不一样指的主要是加密和解密的变换方式不同，所以密码中含有两个变换，但是就算有了这两种变换，也不能不联系到控制它们的密码。因此，定义一个密码体制，必须包含以下5个组成部分：
目 录
第一章 绪论 1
第二章 密码 2
2.1密码的简介 2
2.2密码的基本常识 2
2.3密码的发展历史 3
2.3.1古代加密方法 3
2.3.2古典密码 3
2.3.3近代密码 3
2.3.4现代密码 3
第三章 常见的密码 4
3.1常见的加密方法 4
3.2移位密码 4
3.3代换密码 5
3.4仿射密码 5
3.5希尔密码 6
3.6置换密码 6
第四章 凯撒密码 8
4.1凯撒密码的简介 8
4.2凯撒密码的加密和解密 8
4.3凯撒密码的缺点 9
第五章 维吉尼亚密码 10
5.1维吉尼亚密码的简介 10
5.2维吉尼亚密码密钥的确定 10
5.3维吉尼亚密码的加密和解密 11
5.4维吉尼亚密码的缺点 11
第六章 M序列 12
6.1流密码——移位寄存器 12
6.2M序列的产生方法 14
6.2.1哈密顿问题 14
6.2.2欧拉七桥问题 15
第七章 恩尼格玛密码机 16
7.1恩尼格玛密码机的加密原理 16
7.2恩尼格玛机的缺点 16
第八章 RAS公钥 17
8.1RAS公钥方案的简介 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
7
8.2RSA公钥功率分析 17
结束语 18
致谢 19
参考文献 20
附录A移位密码加密解密程序 21
附录B代换密码加密解密程序 22
附录C仿射密码加密解密程序 23
附录D希尔密码加密程序 25
附录E置换密码加密程序 26
附录F凯撒密码加密程序 27
附录G维吉尼亚密码加密程序 28
附录H创建真值表 29
附录I二元二级生成M序列 30
第一章 绪论
密码学在军事和政治等领域都有十分广泛的应用，它和经济活动、社会生活和国家的安全都有着紧密的联系。一些国家或地区的人们使用同种语言进行交流，但是在许多社会活动中，一些语言文字和思想情感都需要对外人保守，这时候就出现了各种各样的暗语、密文和密码。
在保密通信中，我方包括了两类人，一类是发送密码的人，一类是接收密码的人，而截获密码的人或者试图截获密码的人就被称为敌方或对手。为了不让密码的真实含义泄露，就必须对密码进行加密之后再发送出去。在这个过程中，原来的信息叫做明文，加密后成为密文。收方在接到密文之后，要通过对密文进行一系列的计算，把它们恢复成明文。但是只有我方的人才知道加密的原理和方法，就可以将收到的密文通过逆运算获得明文含义。如果敌方截获到了我方发出的密文之后，他们可以通过各种尝试获取一部分，对于他们来说，最理想的是能破译出加密和解密方式，如果破译出加密方式，敌方可以制造假信息再将它发送出去。如果破译出加密和解密的原理，敌方一旦截获到密码，就可以迅速地解出明文。历史上有两大著名的信息密码——凯撒密码[1]和维吉尼亚密码[2]。
凯撒密码以英文为例，把英文26个字母依次对应于数字0,1,2,,25。取0到25之中的一个整数K作为密钥。用E和D分别表示加密运算[3]和解密运算[4]，设偏移量为n，加密即为：En(x)=(x+n)mod26；解密就是：Dn(x)=(x?n)mod26。但是凯撒密码的字母采用的是单一替换方式，密钥量太少而且密钥太短，字母表中的每个字母都会作一定的偏移，而维吉尼亚密码在凯撒密码的基础上，增加了密钥的长度，由一些偏移量不同的凯撒密码组成，然后以这一段元素进行不断重复的周期序列。
在密码学中，有许多密码都是通过字母频率进行破译的，但一开始就对密文进行频率分析是不适用的。例如，明文是英文，如果在密文中M出现最多次，在英语中，E是使用频率最高的字母，那么密文中的M很有可能对于英文中的E。在维吉尼亚密码中，确定密钥的长度是首要任务，之后就相当于凯撒密码的破译。
这种置换密码体制还有许多花样，并且加密过程可以用机械来实现，做成密码机。但是在无线电通信中更广泛的采用另一种密码体制：明文中的字不是用改变位置的方式作为密文，而是把明文中每个字或者一组字替换成别的字或字组，叫做替换密码体制。
综上所述，密码逐渐广泛地运用于政治、军事和外交等方面，密码的重要性得到了充分的体现，同时密码学也得到了迅速的发展。而MATLAB这款软件对信息加密有着极大的帮助，所以我们应该掌握使用MATLAB编程来实现对信息的加密。
第二章 密码
2.1密码的简介
对于密码这个词，似乎不需要太多的解释，但是在密码学中，作为一门理论数学的应用分支，必须对每一个概念都要做出明确的定义。
从字面上来看，密码应该指的是密文中所用的符号，但是这些符号如果不代表某种明文的话，那么它们是不能被称为密码的，仅仅只是符号而已，所以，密码应该隐藏着明文的密文符号。但是这里所指的密码和我们生活中的密码是不一样的，不一样指的主要是加密和解密的变换方式不同，所以密码中含有两个变换，但是就算有了这两种变换，也不能不联系到控制它们的密码。因此，定义一个密码体制，必须包含以下5个组成部分：
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