第3章 对称密码（共享密钥密码）——用相同的密钥进行加密和解密

一次性密码本——绝对不会被破译的密码

原理： 将明文与一串随机的比特序列进行XOR运算。

完全随机，密钥空间是所有可能的01组合，所以就算破译成功了，我们也无法判断它是正确的明文。比如正确明文是code，但破译会出现从aaaa到zzzz，其中不乏有意义的book，cook等“疑似明文”，由于是完全随机带来的密钥空间有全部可能，我们无法判断真正的明文是什么。

理论上无法破译

不过这样密钥的传送也成了问题，假设我们能够安全的传送密钥，那本身这个方法可以用来安全传递我们的消息了，所以现实中除了特工配送密钥完成元首热线通话以外，一次性密码本没有很高的应用价值。

DES

Feistel网络的一轮，右侧直接向下变为输出，右侧与轮密钥XOR生成左侧。

多轮操作，每轮反转左右。

解密就是重复过程（两次XOR抵消从而得到这一轮前的输入）。

三重DES

如名，不过是DES加密->DES解密->DES加密（由IBM公司提出，用来兼容普通DES，比如三层都是同样的DES密钥，就是普通DES了）

解密过程为DES解密->DES加密->DES解密

目前在银行等机构还在使用，但处理速度不高，除了特别重视向下兼容性的情况以外，很少被用于新的用途。

AES

取代DES在2000成为新的标准，选定的算法名为Rijndael ### Rijndael Rijndael算法也是由多个轮构成的，其中每一轮分为SubBytes（逐字节替换）、ShiftRows（平移行）、MixColumns（混合列）、AddRoundKey（与轮密钥进行XOR） 共四个不中。DES使用Feistel网络作为基本结构，而Rijndael使用SPN结构。

• 加密：SubBytes -> ShiftRows -> MixColumns -> AddRoundKey

• 解密：AddRoundKey -> InvMixColumns -> InvShiftRows -> InvSubBytes

• 破译：由于其过程可以由数学公式来表达，那么理论上可以通过数学运算来求解，意味着Rigndael能够通过数学方法进行破译。不过现在为止还没有出现针对Rigndael的有效攻击。

第4章 分组密码的模式——分组密码是如何迭代的

• 模式总结表格

  模式	名称	优点	缺点	备注
  ECB模式	Electronic CodeBook 电子密码本模式	简单 快速 支持并行计算（加密、解密）	明文中的重复排列会反映在密文中 通过删除、替换密文分组可以对明文进行操作 对包含某些比特错误的密文进行解密时，对应的分组会出错 不能抵御重放攻击	不应使用
  CBC模式	Cipher Block Chaining 密文分组链接模式	明文的重复排列不会反映在密文中 支持并行计算（仅解密） 能够解密任意密文分组	对包含某些错误比特的密文进行解密时，第一个分组的全部比特以及后一个分组的相应比特会出错 加密不支持并行计算	CRYPTREC推荐 《实用密码学》推荐
  CFB模式	Cipher-FeedBack 密文反馈模式	不需要填充（padding） 支持并行计算（仅解密） 能够解密任意密文分组	对包含某些错误比特的密文进行解密时，第一个分组的相应比特以及后一个分组的全部比特会出错 加密不支持并行计算 不能抵御重放攻击	CRYPTREC推荐
  OFB模式	Output-FeedBack 输出反馈模式	不需要填充（padding） 可事先进行加密、解密的准备 加密、解密使用相同结构 对包含某些错误比特的密文进行解密时，只有明文中相应的比特会出错	不支持并行计算 主动攻击者反转密文分组中的某些比特时，明文分组中相对应的比特也会被反转	CRYPTREC推荐
  CTR模式	CounTeR 计数器模式	不需要填充（padding） 可实现进行加密、解密的准备 加密、解密使用相同的结构 对包含某些错误比特的密文进行解密时，只有明文中相对应的比特会出错 支持并行计算（加密、解密）	主动攻击者反转密文分组中的某些比特时，明文分组中相对应的比特也会被反转	CRYPTREC推荐 《实用密码学》推荐

第5章 公钥密码——用公钥加密，用私钥解密

密钥配送问题

• 通过事先共享密钥来解决（部分场景不现实）
• 通过密钥分配中心来解决（中心负担大，被破坏代价大风险高）
• 通过Diffie-Hellman密钥交换来解决（第11章）
• 通过公钥密码来解决（本章后续）

公钥密码

一些特征 - 发送者只需要加密密钥 - 接收者只需要解密密钥 - 解密密钥不可以被窃听者获取 - 加密密钥被窃听者获取也没问题

无法解决的问题 - 解决了密钥配送问题，但是无门需要判断所得到的公钥是否正确合法，这个问题被称为公钥认证问题（后面章节）。 - 速度是对称密的几百分之一，解决方法后面会讲到。

时钟运算

补充一些数论知识

除法：在模12的条件下两个数相乘为1，“类倒数”。可以发现规律，和12的最大公约数为1的数（5，7，11），即于12互质的数，存在倒数。

乘方：可以先模再乘，应用同余的性质。

对数：时钟运算中对数成为离散对数。能快速求出离散对数的算法到现在还没有被发现，Diffie-Hellman密钥交换协议以及ElGamal公钥算法中 就运用了离散对数。

RSA