密码学基本概念

密码系统的组成

1. 明文空间M：全体明文的集合
2. 密文空间C：全体密文的集合
3. 密钥空间K：全体密钥的集合，包括加密密钥Ke，解密密钥Kd
4. 加密算法E：从M到C的加密变换
5. 解密算法D：从C到M的解密变换

衡量系统安全性的标准

无条件安全：假定攻击者有无限的计算资源，仍无法破解密码系统。未来的量子密码系统可能满足无条件安全。

计算安全：评估当前计算机算力条件，破解密码系统所需算力远远超出攻击者的计算资源，满足计算安全。

可证明安全：密码系统的安全性归结为数学难题，经评估这个难题求解困难。

密码系统的威胁模型

假设攻击者截取到一段密文后，希望获取其明文。攻击者掌握的条件可以归结为以下威胁模型：

唯密文攻击：攻击者只能观察到密文。

已知明文攻击：攻击者能观察到同一组密钥加密的若干明文和密文对。

选择明文攻击：攻击者能获取选定明文的密文。

选择密文攻击：攻击者能获取选定密文的明文。