私钥保密技术的研究与仿真(附件)【字数：10271】
摘 要随着时代的进步、社会的发展，人们也越来越重视密码在生活中的利用。可以说，在当今这个网络如此发达的现代社会，离开了密码，人们的信息就完全没有了保障。本文主要讲述了密码的发展历史，研究了在过去的双方通信中运用十分广泛的古典密码学包括移位密码，代换密码，仿射密码，维吉尼亚密码，希尔密码，置换密码以及流密码，并且探究了对私钥保密技术进行改进后得到的公钥技术，然后用matlab实现古典密码基本的加密解密运算和素数判定及大数分解。
目 录
第一章 绪论 1
1.1发展背景 1
1.2研究意义 3
第二章 私钥技术的工作原理 4
2.1移位密码工作原理 4
2.2代换密码工作原理 4
2.3仿射密码工作原理 5
2.4维吉尼亚密码工作原理 5
2.5希尔密码工作原理 5
2.6置换密码工作原理 6
2.7流密码置换原理 6
第三章 私钥技术的仿真 8
3.1移位密码 8
3.1.1加密算法流程及结果 8
3.1.2解密算法及结果 9
3.2代换密码 9
3.2.1加密算法及结果 9
3.2.2解密算法及结果 10
3.3仿射密码 10
3.3.1加密算法及结果 10
3.3.2解密算法及结果 11
3.4维吉尼亚密码 12
3.4.1加密算法及结果 12
3.4.2解密算法及结果 13
3.5希尔密码加密算法及结果 13
3.6置换密码加密算法及结果 14
3.7流密码加密算法及结果 15
第四章 私钥保密技术的改进方法探究 17
4.1素数判定 17
4.1.1Eratosehenes筛法 17
4.1.2潘树明筛法 18
4.2大数分解 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
绪论
1.1发展背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
密码学是个历史悠久而又快速兴起的科目，密码学有着一段非常奇特的发展经历，并且，密码学在历史发展过程中扮演者不可或缺的角色。所以，密码学的整个发展过程可以被划分成三个阶段。
第一阶段是从古代到1949年。这么长一段时间能够被看作是科学密码学发展历程中的基础建设阶段 。这一个阶段的密码技术与其说是一种科学，不如说更像是一种艺术，专家们大部分是凭借自己敏锐的直觉去进行密码的创新设计和理论分析，而不是只仅仅依靠单纯推理和证明。而在古埃及的那个时候密码技术就已经被开始广泛地用于军事活动中。在1844年，伟大的科学家萨米尔莫尔斯发明了伟大的莫尔斯电码，这一发明使得远距离快速传递信息成为具有可能性的事情，西方各个国家的通信能力也因为这一个发明得到了明显的增强。20世纪初，意大利伟大的物理学家奎里亚摩马可尼发明了无线电报，在那以后，无线电波成为了全新的并且被广泛运用通信手段，远距离通讯的实时传输也因为无线电报的发明得到了实现。在某种意义上，无线电报可以说是永远的改变了曾经的密码世界。但是无线电报送出的信息可以传递给所有人，并不安全，因此必须给信息进行加密。
可怕的第一次世界大战的迸发使军队对了解加密和解密技术的人员的需求急剧并且大量上升，从此打响了一场有关于秘密通讯的全球性的大规模的战役。而第一次世界的大战的结束也真正是因为英方破解了德方的密码使德方的密谋败露，最终导致了德方的失败。
然而由于世界上密码技术的快速发展，简单的明文字母替换法已经可以被很容易地破解，甚至可以说没有任何难度，而且曾经被认为是完美无缺的维吉尼亚密码也毫无预兆地被厉害的Charles Babbage破解了。从这件事中人们也明白了没有绝对安全的密码，只要足够聪明就能破译密码。在可怕的第二次世界大战中，密码在军事通信中更是扮演了一个至关重要的角色，平民百姓们都认为英美俄等国家组成的同盟国能够打赢这场惨烈的战争的主要原因是二战时发明的用来破译秘文的数位式计算机能够有效的破译出德日密码。
由于高速、大容量以及自动化保密通信的要求，机械与电路相结合的轮转加密设备的出现，局限性很多的古典密码体制也退出了历史舞台。
第二阶段是从1949年到1975年。在1949年，伟大的Claude Shannon编写的《保密系统的通信理论》地出现为近代密码学建立了强大坚实的理论基础。1967年，David Kahn著的《破译者》的出现，对过去的的密码学历史做出了非常完善的记录，这些记录不仅涉及到了大量的领域，也使许多的人对密码学有所了解。在这之后，与密码学有所相关联的文章也开始大量出现。
第三阶段被看作是自1976年至今。1976年伟大的Diffie和Hellman引发了一场轰动的革命，因为他们发表了一个名为《密码学的新动向》的文章。他们是第一个证明了在发送端和接受端进行无密钥可靠传输的保密通讯是存在可能性的人，公钥密码学的新纪元在这之后也被打开。其后，人们在密码学上的发现越来越多，各种密码学的人才也如雨后春笋一般涌了出来。
虽然国际的密码技术发展越来越好，但是单对于中国来说，我们国家不论是钻研的深度、广度还是可持续发展性都与国际水平存在着巨大的差距，我们国家在密码学上的技术还有待进一步加强。从国际发展的趋势上来看，那些新技术的利用以及计算能力的提升肯定会对密码学带来巨大的挑战，因此密码技术的钻研必须顺应时代的要求。从综合上来看，密码技术的发展会表现出四大趋势：密码的标准化趋势，密码的公理化趋势，面向社会利用的实用化趋势，面向新技术发展的适应性趋势。
目 录
第一章 绪论 1
1.1发展背景 1
1.2研究意义 3
第二章 私钥技术的工作原理 4
2.1移位密码工作原理 4
2.2代换密码工作原理 4
2.3仿射密码工作原理 5
2.4维吉尼亚密码工作原理 5
2.5希尔密码工作原理 5
2.6置换密码工作原理 6
2.7流密码置换原理 6
第三章 私钥技术的仿真 8
3.1移位密码 8
3.1.1加密算法流程及结果 8
3.1.2解密算法及结果 9
3.2代换密码 9
3.2.1加密算法及结果 9
3.2.2解密算法及结果 10
3.3仿射密码 10
3.3.1加密算法及结果 10
3.3.2解密算法及结果 11
3.4维吉尼亚密码 12
3.4.1加密算法及结果 12
3.4.2解密算法及结果 13
3.5希尔密码加密算法及结果 13
3.6置换密码加密算法及结果 14
3.7流密码加密算法及结果 15
第四章 私钥保密技术的改进方法探究 17
4.1素数判定 17
4.1.1Eratosehenes筛法 17
4.1.2潘树明筛法 18
4.2大数分解 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
绪论
1.1发展背景 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
密码学是个历史悠久而又快速兴起的科目，密码学有着一段非常奇特的发展经历，并且，密码学在历史发展过程中扮演者不可或缺的角色。所以，密码学的整个发展过程可以被划分成三个阶段。
第一阶段是从古代到1949年。这么长一段时间能够被看作是科学密码学发展历程中的基础建设阶段 。这一个阶段的密码技术与其说是一种科学，不如说更像是一种艺术，专家们大部分是凭借自己敏锐的直觉去进行密码的创新设计和理论分析，而不是只仅仅依靠单纯推理和证明。而在古埃及的那个时候密码技术就已经被开始广泛地用于军事活动中。在1844年，伟大的科学家萨米尔莫尔斯发明了伟大的莫尔斯电码，这一发明使得远距离快速传递信息成为具有可能性的事情，西方各个国家的通信能力也因为这一个发明得到了明显的增强。20世纪初，意大利伟大的物理学家奎里亚摩马可尼发明了无线电报，在那以后，无线电波成为了全新的并且被广泛运用通信手段，远距离通讯的实时传输也因为无线电报的发明得到了实现。在某种意义上，无线电报可以说是永远的改变了曾经的密码世界。但是无线电报送出的信息可以传递给所有人，并不安全，因此必须给信息进行加密。
可怕的第一次世界大战的迸发使军队对了解加密和解密技术的人员的需求急剧并且大量上升，从此打响了一场有关于秘密通讯的全球性的大规模的战役。而第一次世界的大战的结束也真正是因为英方破解了德方的密码使德方的密谋败露，最终导致了德方的失败。
然而由于世界上密码技术的快速发展，简单的明文字母替换法已经可以被很容易地破解，甚至可以说没有任何难度，而且曾经被认为是完美无缺的维吉尼亚密码也毫无预兆地被厉害的Charles Babbage破解了。从这件事中人们也明白了没有绝对安全的密码，只要足够聪明就能破译密码。在可怕的第二次世界大战中，密码在军事通信中更是扮演了一个至关重要的角色，平民百姓们都认为英美俄等国家组成的同盟国能够打赢这场惨烈的战争的主要原因是二战时发明的用来破译秘文的数位式计算机能够有效的破译出德日密码。
由于高速、大容量以及自动化保密通信的要求，机械与电路相结合的轮转加密设备的出现，局限性很多的古典密码体制也退出了历史舞台。
第二阶段是从1949年到1975年。在1949年，伟大的Claude Shannon编写的《保密系统的通信理论》地出现为近代密码学建立了强大坚实的理论基础。1967年，David Kahn著的《破译者》的出现，对过去的的密码学历史做出了非常完善的记录，这些记录不仅涉及到了大量的领域，也使许多的人对密码学有所了解。在这之后，与密码学有所相关联的文章也开始大量出现。
第三阶段被看作是自1976年至今。1976年伟大的Diffie和Hellman引发了一场轰动的革命，因为他们发表了一个名为《密码学的新动向》的文章。他们是第一个证明了在发送端和接受端进行无密钥可靠传输的保密通讯是存在可能性的人，公钥密码学的新纪元在这之后也被打开。其后，人们在密码学上的发现越来越多，各种密码学的人才也如雨后春笋一般涌了出来。
虽然国际的密码技术发展越来越好，但是单对于中国来说，我们国家不论是钻研的深度、广度还是可持续发展性都与国际水平存在着巨大的差距，我们国家在密码学上的技术还有待进一步加强。从国际发展的趋势上来看，那些新技术的利用以及计算能力的提升肯定会对密码学带来巨大的挑战，因此密码技术的钻研必须顺应时代的要求。从综合上来看，密码技术的发展会表现出四大趋势：密码的标准化趋势，密码的公理化趋势，面向社会利用的实用化趋势，面向新技术发展的适应性趋势。
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