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密码学研究状况综述
来源: | 作者:王宗鑫 | 发布时间: 2022-10-13 | 931 次浏览 | 分享到:

密码技术是信息安全的核心技术。随着现代计算机技术的飞速发展,密码技术正在不断向更多其他领域渗透。使用密码技术不仅可以保证信息的机密性,而且可以保证信息的完整性和确证性,防止信息被篡改、伪造和假冒。本文将介绍当前密码学的发展状况。

本文将从现代密码体制、量子密码体制、后量子密码体制、其它密码体制四个方面进行说明。

密码学技术是信息安全技术的核心,主要由密码编码技术和密码分析技术两个分支组成。 传统经典密码学和在其基础上发展起来的现代密码学,其加密解密过程,以及安全性都是基于数学难题, 除一次一密外其他的密码系统都只具有计算安全性,如果攻击者有足够的计算能力,就可以破译这些密码。但现代密码在算法和理论上都是相当成熟的。

量子密码是一个全新的概念,它依赖于物理学的理论基础作为密码的安全模式, 简单说就是基于单个光子和它们固有的量子属性来研究开发比较先进安全的全新密码系统。因为量子系统在不干扰系统的情况下是不可能测定该系统的量子状态的,同时由Heisenberg不确定原理几乎可以保证,量子密码学成为不可破译的密码。

后量子密码与量子密码是一枚硬币的两面。按照目前的发展趋势,预计在2020年左右大型量子计算机将成功运行,到那时用于保护网络中数据安全的所有公钥密码算法将会被攻破"。目前,从理论上分析,基于1997年Shor提出的算法,采用量子计算已经可以征服RSA、DSA和ECDSA。但这并非意味着采用经典密码体制来保护信息的安全已经无望了。从当前密码学所能提供的理论和算法来看,仍然存在几种量子计算尚不能征服的密码体制。

此外,还有DNA密码、混沌密码其它密码体制。但这些体制多数还停留在理论层面,没有实际应用,研究也相对冷门。

DNA密码是近几年伴随着DNA计算的研究而出现的密码学新领域。其特点是以DNA为信息载体,以现代生物技术为实现工具,挖掘DNA固有的高储存密度和高并行性低消耗等优点,有很多人相信其将有可能与传统密码学,量子密码学并列成为密码学的三大分支。但是要想与发展成熟的传统密码和理论较完善的量子密码并驾齐驱还是要经过长期的理论构架和实践操作,现阶段学术界对DNA密码的研究也在逐渐展开。

混沌系统具有很强的伪随机特性,其典型特征是对系统初始状态和控制参数的敏感依赖性、各态遍历性、良好的伪随机性、轨道不可预测性以及连续宽带功率谱等。混沌的这些基本特性和密码学之间的关系早在1949年于Shannon的论文中就曾提及过,并提出了密码学中用于指导密码设计的两个基本原则:扩散性和混乱性。混沌系统由于自身的特性可以应用到密码学中去。

引用: https://zhuanlan.zhihu.com/p/97605766