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談密碼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)論文
跟著時(shí)期的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，密碼技術(shù)也在不斷發(fā)展中。然而密碼技術(shù)的安全性，跟著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的逐漸提高，在不斷降低。因而，密碼鉆研者要進(jìn)一步鉆研出新的密碼算法，提出新的密碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)密碼技術(shù)的突破，來(lái)保證密碼技術(shù)的安全性。 密碼技術(shù)作為一種維護(hù)通訊秘密的手腕以及法子，已經(jīng)經(jīng)有幾千年的歷史。自從人類文明出生
以來(lái)，密碼的技術(shù)法子就隨之而來(lái)。密碼學(xué)不但自身觸及到秘密性，就其自身的發(fā)展進(jìn)程也說(shuō)，也是無(wú)比神秘的。由于保密的需要，要隱秘于秘密當(dāng)中，它就是一門秘密的科學(xué)。第2次世界大戰(zhàn)后，美、蘇、英等幾個(gè)密碼大國(guó)的專業(yè)密碼學(xué)家由于國(guó)家軍事、政治的需要，不但要隱姓埋名，而且發(fā)表著作時(shí)還要接受嚴(yán)格的審查，當(dāng)時(shí)公然出版的文獻(xiàn)更本沒(méi)法全面反應(yīng)這門科學(xué)的真實(shí)狀態(tài)。
縱觀密碼技術(shù)的發(fā)展歷程，大體可以將其分為3個(gè)階段，即古典加密法子，古典密碼體制以及現(xiàn)代密碼體制。
古典加密法子一般為指那些通過(guò)某些原始的商定，將需要表達(dá)的信息限制在必定規(guī)模內(nèi)。比如古代的離合詩(shī)技術(shù)、倒讀暗語(yǔ)、語(yǔ)言隱寫技術(shù)，還有漏格法子以及俚語(yǔ)黑話等。這些法子已經(jīng)經(jīng)體現(xiàn)了密碼編碼學(xué)中接替以及換位的基本思想。
古典密碼體制是在有線與無(wú)線通訊技術(shù)發(fā)生后逐漸興起的，尤其在軍事斗爭(zhēng)中，秘密的無(wú)線通訊就顯患上格外首要。古典密碼體制的典型例子有CASER加密體制以及PLAYFAIR加密體制，其主要法子就是應(yīng)用文字的接替以及換位，有時(shí)還運(yùn)用某些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算。跟著高速、大容量以及自動(dòng)化保密通訊的請(qǐng)求，呈現(xiàn)了機(jī)械與電路相結(jié)合的轉(zhuǎn)輪加密裝備，古典密碼體制也就退出了歷史舞臺(tái)。
2戰(zhàn)之后，密碼技術(shù)迅速與計(jì)算機(jī)技術(shù)親密結(jié)合，不管是其算法仍是利用對(duì)于象均與計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通訊技術(shù)緊密結(jié)合。現(xiàn)代密碼學(xué)不但與計(jì)算機(jī)科學(xué)密不可分，還與統(tǒng)計(jì)學(xué)、組合數(shù)學(xué)、信息論、和隨機(jī)進(jìn)程等各學(xué)科瓜葛親密。尤其是在一九七六年， Diffie以及Hellman發(fā)表了《密碼學(xué)的新方向》一文，開拓了公鑰密碼算法的斬新領(lǐng)域。從此，密碼技術(shù)揭開了神秘的面紗，真正成為公然討論的話題。密碼技術(shù)的利用領(lǐng)域也逐漸由政府以及軍事擴(kuò)大到民間，在企業(yè)、新聞、商業(yè)、金融甚至社會(huì)糊口的方方面面患上到廣泛利用。從此，密碼技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)空前繁華的時(shí)期，各種加密思想以及法子不斷涌現(xiàn)。
Diffie以及Hellman的《密碼學(xué)的新方向》一文奠定了公鑰密碼算法的基礎(chǔ)。公鑰密碼算法的概念在密碼技術(shù)的發(fā)展史上擁有劃時(shí)期意義。公鑰密碼算法又稱非對(duì)于稱密鑰算法、雙鑰密碼算法。在公鑰密碼算法中，公鑰可以公然，密鑰必需保密。加密算法以及解密算法也都是公然的。盡管密鑰是由公鑰抉擇的，但卻不能依據(jù)公鑰計(jì)算出密鑰。
公鑰密碼算法呈現(xiàn)后，只有兩種類型的公鑰系統(tǒng)密碼算法是安全實(shí)用的，即基于大整數(shù)難題分解問(wèn)題的密碼算法以及基于離散對(duì)于數(shù)難題問(wèn)題的密碼算法。基于大整數(shù)難題分解問(wèn)題的公鑰密碼算法有RSA， Rabin，LUC算法及其推行，2次剩余算法等。
RSA體制最初是由美國(guó)麻理工的Riverst，Shamir以及Adleman于一九七八年提出的。RSA算法能抵御所有的密碼襲擊，但其理論基礎(chǔ)無(wú)比簡(jiǎn)單。RSA算法基于一個(gè)一0分簡(jiǎn)單的數(shù)論事實(shí)：將兩個(gè)大素?cái)?shù)相乘一0分容易，但對(duì)于其乘積進(jìn)行因式分解卻極為難題，因而可以將乘積公然作為加密公鑰。RSA算法的安全性取決于素?cái)?shù)乘積的安全，素?cái)?shù)乘積被分解勝利，該密碼算法便被破譯。即破譯RSA的難度不超過(guò)大整數(shù)的分解，但咱們不能證明破譯RSA以及分解大整數(shù)是等價(jià)的。作為對(duì)于RSA算法制的一種修正，M。O。Rabin于一九七九年提出了一種變形的RSA算法，稱之為Rabin算法，可證明它的安全性等價(jià)于大整數(shù)因子分解問(wèn)題。目前，因?yàn)橛?jì)算機(jī)分解大整數(shù)的能力越來(lái)增強(qiáng)，目前一般使用一0二四的模長(zhǎng)，未來(lái)幾年里可能要被迫選擇二0四八的模長(zhǎng)。但由此帶來(lái)的問(wèn)題是系統(tǒng)更繁雜，計(jì)算速度更慢。
因?yàn)镽SA體制比較簡(jiǎn)單以及成熟，目前RSA體制已經(jīng)經(jīng)作為一種標(biāo)準(zhǔn)被廣泛使用，比如現(xiàn)流行的PGP就是將RSA作為傳送會(huì)話密鑰以及數(shù)字簽名的標(biāo)準(zhǔn)算法。
基于離散對(duì)于數(shù)難題問(wèn)題的密碼體制主要包含基于有限域的乘法群上的離散對(duì)于數(shù)問(wèn)題的ElGamal體制以及基于橢圓曲線離散對(duì)于數(shù)的橢圓曲線密碼體制（ECC），和近來(lái)Lenstra等人提出的XTR群的離散對(duì)于數(shù)問(wèn)題的XTR公鑰體制。
前文已經(jīng)經(jīng)說(shuō)過(guò)，為保證RSA算法的安全性，RSA的密鑰長(zhǎng)度需要一再增大，使患上它的運(yùn)算負(fù)擔(dān)愈來(lái)愈大。相比之下，橢圓曲線密碼體制（ECC）可用短患上多密鑰取得一樣的安全性。該體制，由Koblitz以及Miller于二0世紀(jì)八0年代中期分別提出。ECC的安全性只與橢圓曲線自身有瓜葛，基于橢圓的離散對(duì)于數(shù)問(wèn)題比一般的基于整數(shù)的離散對(duì)于數(shù)問(wèn)題以及整數(shù)分解問(wèn)題更為困 難。ECC因?yàn)槠浔旧淼陌踩愿撸荑�量小，較好的靈便性，患上以廣泛利用。目前，ECC已經(jīng)經(jīng)被IEEE公鑰密碼標(biāo)準(zhǔn)P一三六三采取。 最近幾年來(lái)，我國(guó)在密碼技術(shù)的理論以及利用等方面已經(jīng)經(jīng)獲得了一些成就，在一些領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)到達(dá)世界先進(jìn)水平。但鉆研的深度、廣度以及可延續(xù)發(fā)展性都與國(guó)際水平還有差距，新理論、新觀點(diǎn)以及新法子還不夠多，在良多方面都有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。
新技術(shù)的利用以及計(jì)算能力的晉升勢(shì)必對(duì)于密碼學(xué)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)，密碼技術(shù)的鉆研必需順應(yīng)時(shí)期的請(qǐng)求。綜觀全局，密碼技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)出下列4大趨勢(shì)：
�。ㄒ唬┟艽a的標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)。密碼標(biāo)準(zhǔn)是密碼理論與技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶以及原動(dòng)力，像AES、NESSE、eSTREAM以及SHA三等規(guī)劃都大大推進(jìn)了密碼學(xué)的鉆研。
�。ǘ┟艽a的公理化趨勢(shì)。尋求算法的可證明安全性是目前的時(shí)尚，密碼協(xié)定的情勢(shì)化分析法子、可證明安全性理論、安全多方計(jì)算理論以及零知識(shí)證明協(xié)定等仍將是密碼協(xié)定鉆研的主流方向。
（三）面向社會(huì)利用的實(shí)用化趨勢(shì)。電子政務(wù)以及電子商務(wù)的鼎力發(fā)展給密碼技術(shù)的實(shí)際利用帶來(lái)了機(jī)遇以及挑戰(zhàn)。生物特征密碼技術(shù)是現(xiàn)在的一個(gè)鉆研熱門，因?yàn)槔玫男枰�，它也將是未�?lái)的一個(gè)發(fā)展方向。輕量級(jí)密碼技術(shù)（適度安全的密碼技術(shù)）的鉆研已經(jīng)成為當(dāng)前很受關(guān)注的一個(gè)方向。
�。ㄋ模┟嫦蛐录夹g(shù)發(fā)展的適應(yīng)性趨勢(shì)。量子密碼、DNA密碼等可以應(yīng)答新的計(jì)算能力以及新的計(jì)算模式帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)；跟著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛普及以及深度利用，密碼技術(shù)的鉆研也出現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、散布式發(fā)展趨勢(shì)，并誘發(fā)新技術(shù)以及利用模式的呈現(xiàn)。
具體來(lái)說(shuō)，密碼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)出現(xiàn)出下列幾個(gè)特色：
�。ㄒ唬┖罅孔訒r(shí)期的密碼或者量子免疫的密碼是公鑰密碼鉆研的一個(gè)首要方向。
（二）面向新興利用、新型信息安全系統(tǒng)的密碼系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)是未來(lái)的方向。當(dāng)前的鉆研重點(diǎn)是如何降低校驗(yàn)法子的繁雜度、硬件開消以及驗(yàn)算時(shí)間。
（三）數(shù)字簽名的重點(diǎn)鉆研方向是新的數(shù)字簽名的設(shè)計(jì)、安全性基礎(chǔ)問(wèn)題的發(fā)掘以及已經(jīng)有數(shù)字簽名的安全性分析與證明。
�。ㄋ模┘瓤梢赃M(jìn)行情勢(shì)化分析，又擁有密碼可靠性的法子是目前情勢(shì)化法子鉆研的熱門，也是未來(lái)的發(fā)展方向�？蓮�(fù)合性問(wèn)題是目前密碼協(xié)定情勢(shì)化分析的另外一個(gè)熱門問(wèn)題。
�。ㄎ澹┛勺C明安全性的發(fā)展將集中在如作甚新的安全屬性樹立適合的模型，標(biāo)準(zhǔn)模型下可證明安全的密碼協(xié)定設(shè)計(jì)等。此外，重置零知識(shí)、精確零知識(shí)也是密碼協(xié)定的一個(gè)發(fā)展方向。
�。┟荑�管理技術(shù)中，如何在各種利用環(huán)境中支撐匿名性以及隱私維護(hù)，和適應(yīng)具體利用的密鑰管理新技術(shù)的鉆研都是目前的首要鉆研方向。PKI技術(shù)將向著跨域、無(wú)中心化、容侵容錯(cuò)、基于身份的結(jié)構(gòu)以及利用鉆研等方向發(fā)展。
�。ㄆ撸┝孔用艽a已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化階段，戰(zhàn)勝量子密碼利用中的技術(shù)困難以及進(jìn)行深刻的安全性探討將是今后量子密碼發(fā)展的趨勢(shì)。此外，量子中繼器，地面與衛(wèi)星之間的量子保密通訊，量子密鑰容量的計(jì)算，裝備無(wú)關(guān)的量子密碼系統(tǒng)等都是未來(lái)的一些首要鉆研方向。
總之，密碼技術(shù)要跟著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，密碼鉆研者要順應(yīng)時(shí)期的請(qǐng)求，鉆研新的密碼算法、新的密碼技術(shù)，以保證密碼利用的安全、有效。
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