密碼系統 - 元件

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密碼系統由許多協同工作以加密和保護資料的部件組成。以下是簡單密碼系統的不同部件：

• 明文

• 加密演算法

• 密文

• 金鑰

  • 對稱金鑰

  • 非對稱金鑰

• 解密演算法

給定密碼系統的所有可能的解密金鑰的集合稱為金鑰空間。

攔截者（攻擊者）是試圖解密明文的未授權實體。他可以訪問密文，並且可能熟悉解密公式。但他絕不能知道解密金鑰。

密碼系統流程

元件

因此，我們將在下面的章節中逐一討論所有這些元件：

明文

• 需要在傳送或儲存時保持私密性的原始訊息或資料稱為明文。

• 它可以是任何型別的資訊，包括文字、數字和多媒體檔案。

• 在加密之前，明文以其原始形式存在，任何有權訪問它的人都可以閱讀。

• 換句話說，它是傳輸過程中需要保護的資料。

示例：“你好，你好嗎？”

這是需要加密的原始訊息。

加密演算法

• 這是一種數學過程，它接收任何給定的明文和加密金鑰並輸出密文。這是一種密碼技術，它從明文和加密金鑰作為輸入生成密文。

• 它根據演算法處理資料塊或字元集。

• 加密演算法保證最終的密文是安全的，並且對於未授權的方來說似乎是隨機的。

• 資料加密標準 (DES)、Rivest-Shamir-Adleman (RSA) 和高階加密標準 (AES) 是常用加密方法的示例。

示例：凱撒密碼

在此示例中，我們將使用稱為凱撒密碼的加密演算法。它將給定明文中的每個字元沿字母表向下移動固定數量的位置。

加密演算法 - 將明文中每個字母移動3個位置。因此，“H”將變為“K”，“E”將變為“H”，依此類推。

因此，加密後的訊息是：“KHOOR，KRZ DUH BRX？”

密文

• 它是透過使用特定加密金鑰的加密過程編碼的明文的表單。密文不受保護。它在公共通道上傳輸。任何有權訪問通訊通道的人都能夠攔截或破壞訊息。

• 它看起來像隨機的、不可讀的資料，如果沒有正確的解密金鑰就無法解碼。

• 由於密文不包含有關底層明文的任何資訊，因此它被安全地傳送或儲存。

示例：“KHOOR，KRZ DUH BRX？”

這是由凱撒密碼演算法建立的給定明文的加密形式。

金鑰

金鑰是加密演算法用來控制加密和解密操作的資料片段。

金鑰可以分為兩種型別：對稱金鑰和非對稱金鑰。

• 對稱金鑰 - 對稱加密使用相同的金鑰進行加密和解密。傳送方和接收方必須具有相同的私鑰才能進行加密和解密。對稱金鑰演算法通常快速有效，但需要安全的金鑰交換協議。這就像用鑰匙鎖門和開門一樣。

• 非對稱金鑰 - 非對稱加密使用兩個金鑰：公鑰和私鑰。加密使用公鑰，而解密使用私鑰。這就像一把掛鎖：任何人都可以使用公鑰鎖定（加密）訊息，但只有擁有匹配金鑰（私鑰）的所有者才能解碼它。

示例：3（對於凱撒密碼演算法）

在我們的示例中，金鑰是凱撒密碼演算法中每個字母移動的位置數。在我們的例子中，金鑰是3。

傳送方和接收方都需要知道金鑰（3），才能在凱撒密碼演算法的幫助下加密和解密訊息。

解密演算法

• 這是一種數學過程，它為任何給定的密文和解密金鑰建立唯一的明文。這是一種密碼演算法，它以密文和解密金鑰作為輸入並返回明文。解密演算法只是加密方法的逆過程，因此與之密切相關。

• 它使用與用於加密資料的加密金鑰相同的解密金鑰。

• 解密技術確保只有擁有正確金鑰的授權人員才能恢復原始明文。

• 解密演算法必須安全有效地反轉加密過程，同時保持資料完整性。

示例：凱撒密碼（反向移位）。

要從凱撒密碼中恢復原始明文，解密演算法將密文中每個字母反向移動一定數量的位置。

解密演算法：將密文中每個字母反向移動3個位置。因此，“K”變為“H”，“H”變為“E”，依此類推。

解密後的訊息：“你好，你好嗎？”

總結

• 明文基本訊息是“你好，你好嗎？”。

• 凱撒密碼加密演算法使用金鑰（移位3）將明文轉換為密文“Khoor，Krz Duh Brx？”。

• 因此，上面的密文是給定明文的加密形式。

• 加密和解密都使用金鑰 (3)。

• 解密演算法（反向凱撒密碼）使用相同的金鑰 (3) 將密文解密回原始明文“你好，你好嗎？”。