密碼學nist演算法

1. 密碼學 關於隨機數測試 NIST的sp800-22

用這個鏈接下載： http://csrc.nist.gov/groups/ST/toolkit/rng/documents/sts-2.1.1.zip

說明見： http://csrc.nist.gov/groups/ST/toolkit/rng/documentation_software.html

2. 常用的加密演算法有哪些

對稱密鑰加密

對稱密鑰加密 Symmetric Key Algorithm 又稱為對稱加密、私鑰加密、共享密鑰加密：這類演算法在加密和解密時使用相同的密鑰，或是使用兩個可以簡單的相互推算的密鑰，對稱加密的速度一般都很快。

• 分組密碼

分組密碼 Block Cipher 又稱為「分塊加密」或「塊加密」，將明文分成多個等長的模塊，使用確定的演算法和對稱密鑰對每組分別加密解密。這也就意味著分組密碼的一個優點在於可以實現同步加密，因為各分組間可以相對獨立。

與此相對應的是流密碼：利用密鑰由密鑰流發生器產生密鑰流，對明文串進行加密。與分組密碼的不同之處在於加密輸出的結果不僅與單獨明文相關，而是與一組明文相關。

• DES、3DES

數據加密標准 DES Data Encryption Standard 是由IBM在美國國家安全局NSA授權下研製的一種使用56位密鑰的分組密碼演算法，並於1977年被美國國家標准局NBS公布成為美國商用加密標准。但是因為DES固定的密鑰長度，漸漸不再符合在開放式網路中的安全要求，已經於1998年被移出商用加密標准，被更安全的AES標准替代。

DES使用的Feistel Network網路屬於對稱的密碼結構，對信息的加密和解密的過程極為相似或趨同，使得相應的編碼量和線路傳輸的要求也減半。

DES是塊加密演算法，將消息分成64位，即16個十六進制數為一組進行加密，加密後返回相同大小的密碼塊，這樣，從數學上來說，64位0或1組合，就有2^64種可能排列。DES密鑰的長度同樣為64位，但在加密演算法中，每逢第8位，相應位會被用於奇偶校驗而被演算法丟棄，所以DES的密鑰強度實為56位。

3DES Triple DES，使用不同Key重復三次DES加密，加密強度更高，當然速度也就相應的降低。

• AES

高級加密標准 AES Advanced Encryption Standard 為新一代數據加密標准，速度快，安全級別高。由美國國家標准技術研究所NIST選取Rijndael於2000年成為新一代的數據加密標准。

AES的區塊長度固定為128位，密鑰長度可以是128位、192位或256位。AES演算法基於Substitution Permutation Network代換置列網路，將明文塊和密鑰塊作為輸入，並通過交錯的若干輪代換"Substitution"和置換"Permutation"操作產生密文塊。

AES加密過程是在一個4*4的位元組矩陣（或稱為體State）上運作，初始值為一個明文區塊，其中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte，加密時，基本上各輪加密循環均包含這四個步驟：



• ECC

ECC即 Elliptic Curve Cryptography 橢圓曲線密碼學，是基於橢圓曲線數學建立公開密鑰加密的演算法。ECC的主要優勢是在提供相當的安全等級情況下，密鑰長度更小。

ECC的原理是根據有限域上的橢圓曲線上的點群中的離散對數問題ECDLP，而ECDLP是比因式分解問題更難的問題，是指數級的難度。而ECDLP定義為：給定素數p和橢圓曲線E，對Q＝kP，在已知P，Q 的情況下求出小於p的正整數k。可以證明由k和P計算Q比較容易，而由Q和P計算k則比較困難。

• 數字簽名

數字簽名 Digital Signature 又稱公鑰數字簽名是一種用來確保數字消息或文檔真實性的數學方案。一個有效的數字簽名需要給接收者充足的理由來信任消息的可靠來源，而發送者也無法否認這個簽名，並且這個消息在傳輸過程中確保沒有發生變動。

數字簽名的原理在於利用公鑰加密技術，簽名者將消息用私鑰加密，然後公布公鑰，驗證者就使用這個公鑰將加密信息解密並對比消息。一般而言，會使用消息的散列值來作為簽名對象。

3. Advanced Encryption Standard（AES） 加密演算法簡介

AES（The Advanced Encryption Standard）是美國國家標准與技術研究所用於加密電子數據的規范。它被預期能成為人們公認的加密包括金融、電信和政府數字信息的方法。美國國家標准與技術研究所(NIST)在2002年5月26日建立了新的高級數據加密標准(AES)規范。AES是一個新的可以用於保護電子數據的加密演算法。

1998年National Institute of Standards and Technology（NIST）開始AES第一輪分析、測試和徵集，共產生了15個候選演算法。其中包括CAST-256, CRYPTON, DEAL, DFC, E2, FROG, HPC, LOKI97, MAGENTA, MARS,RC6, Rijndael, SAFER+, Serpent, Twofish。 其中五個候選演算法進入第二輪: MARS, RC6, Rijndael, Serpent, andTwofish. 1999年3月完成了第二輪AES2的分析、測試，最終確認Rijndael演算法獲得勝利。NIST於2002年5月26日制定了新的高級加密標准（AES）規范。

AES是典型的對稱加密演算法，應用廣泛。數據發信方將明文和加密密鑰一起經過特殊加密演算法處理後，使其變成復雜的加密密文發送出去。收信方收到密文後，若想解讀原文，則需要使用加密用過的密鑰及相同演算法的逆演算法對密文進行解密，才能使其恢復成可讀明文。在對稱加密演算法中，使用的密鑰只有一個，發收信雙方都使用這個密鑰對數據進行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。其優點是對稱加密演算法的特點是演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是，雙方都使用同樣鑰匙，安全性得不到保證。

在此扯一下題外話，不對稱加密演算法，比如著名的RSA演算法，使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙----公鑰和私鑰。在使用不對稱加密演算法加密文件時，只有使用匹配的一對公鑰和私鑰，才能完成對明文的加密和解密過程。加密明文時採用公鑰加密，解密密文時使用私鑰才能完成，而且加密者知道收信方的公鑰，只有解密者才是唯一知道自己私鑰的人。

AES演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排，置換是將一個數據單元替換為另一個。AES使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192和256位密鑰，並且用128位（16位元組）分組加密和解密數據。與公共密鑰加密使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循環結構，在該循環中重復置換和替換輸入數據。密碼學簡介據記載，公元前400年，古希臘人發明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。

AES加密過程是在一個4×4的位元組矩陣上運作，這個矩陣又稱為「state」，其初值就是一個明文區塊（矩陣中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte）。加密時，各輪AES加密循環（除最後一輪外）均包含4個步驟：

1.AddRoundKey — 矩陣中的每一個位元組都與該次round key做XOR運算；每個子密鑰由密鑰生成方案產生。
2.SubBytes — 通過一個非線性的替換函數，用查找表的方式把每個位元組替換成對應的位元組。
3.ShiftRows — 將矩陣中的每個橫列進行循環式移位。
4.MixColumns — 為了充分混合矩陣中各個直行的操作。這個步驟使用線性轉換來混合每內聯的四個位元組。

4. 區塊鏈密碼演算法是怎樣的

區塊鏈作為新興技術受到越來越廣泛的關注，是一種傳統技術在互聯網時代下的新的應用，這其中包括分布式數據存儲技術、共識機制和密碼學等。隨著各種區塊鏈研究聯盟的創建，相關研究得到了越來越多的資金和人員支持。區塊鏈使用的Hash演算法、零知識證明、環簽名等密碼演算法:

Hash演算法

哈希演算法作為區塊鏈基礎技術，Hash函數的本質是將任意長度（有限）的一組數據映射到一組已定義長度的數據流中。若此函數同時滿足：

（1）對任意輸入的一組數據Hash值的計算都特別簡單；

（2）想要找到2個不同的擁有相同Hash值的數據是計算困難的。

滿足上述兩條性質的Hash函數也被稱為加密Hash函數，不引起矛盾的情況下，Hash函數通常指的是加密Hash函數。對於Hash函數，找到使得被稱為一次碰撞。當前流行的Hash函數有MD5,SHA1,SHA2,SHA3。

比特幣使用的是SHA256，大多區塊鏈系統使用的都是SHA256演算法。所以這里先介紹一下SHA256。

1、 SHA256演算法步驟

STEP1：附加填充比特。對報文進行填充使報文長度與448模512同餘（長度=448mod512），填充的比特數范圍是1到512，填充比特串的最高位為1，其餘位為0。

STEP2：附加長度值。將用64-bit表示的初始報文（填充前）的位長度附加在步驟1的結果後（低位位元組優先）。

STEP3：初始化緩存。使用一個256-bit的緩存來存放該散列函數的中間及最終結果。

STEP4：處理512-bit（16個字）報文分組序列。該演算法使用了六種基本邏輯函數，由64 步迭代運算組成。每步都以256-bit緩存值為輸入，然後更新緩存內容。每步使用一個32-bit 常數值Kt和一個32-bit Wt。其中Wt是分組之後的報文，t=1,2,...,16 。

STEP5：所有的512-bit分組處理完畢後，對於SHA256演算法最後一個分組產生的輸出便是256-bit的報文。

2、環簽名

2001年，Rivest, shamir和Tauman三位密碼學家首次提出了環簽名。是一種簡化的群簽名，只有環成員沒有管理者，不需要環成員間的合作。環簽名方案中簽名者首先選定一個臨時的簽名者集合,集合中包括簽名者。然後簽名者利用自己的私鑰和簽名集合中其他人的公鑰就可以獨立的產生簽名,而無需他人的幫助。簽名者集合中的成員可能並不知道自己被包含在其中。

環簽名方案由以下幾部分構成：

（1）密鑰生成。為環中每個成員產生一個密鑰對(公鑰PKi,私鑰SKi)。

（2）簽名。簽名者用自己的私鑰和任意n個環成員(包括自己)的公鑰為消息m生成簽名a。

（3）簽名驗證。驗證者根據環簽名和消息m,驗證簽名是否為環中成員所簽,如果有效就接收,否則丟棄。

環簽名滿足的性質：

（1）無條件匿名性:攻擊者無法確定簽名是由環中哪個成員生成,即使在獲得環成員私鑰的情況下,概率也不超過1/n。

（2）正確性:簽名必需能被所有其他人驗證。

（3）不可偽造性:環中其他成員不能偽造真實簽名者簽名,外部攻擊者即使在獲得某個有效環簽名的基礎上,也不能為消息m偽造一個簽名。

3、環簽名和群簽名的比較

（1）匿名性。都是一種個體代表群體簽名的體制，驗證者能驗證簽名為群體中某個成員所簽，但並不能知道為哪個成員，以達到簽名者匿名的作用。

（2）可追蹤性。群簽名中，群管理員的存在保證了簽名的可追蹤性。群管理員可以撤銷簽名，揭露真正的簽名者。環簽名本身無法揭示簽名者,除非簽名者本身想暴露或者在簽名中添加額外的信息。提出了一個可驗證的環簽名方案,方案中真實簽名者希望驗證者知道自己的身份,此時真實簽名者可以通過透露自己掌握的秘密信息來證實自己的身份。

（3）管理系統。群簽名由群管理員管理，環簽名不需要管理，簽名者只有選擇一個可能的簽名者集合，獲得其公鑰，然後公布這個集合即可，所有成員平等。

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5. 密碼學的發展趨勢是什麼

AES——對稱密碼新標准
對稱密碼體制的發展趨勢將以分組密碼為重點。分組密碼演算法通常由密鑰擴展演算法和加密（解密）演算法兩部分組成。密鑰擴展演算法將b位元組用戶主密鑰擴展成r個子密鑰。加密演算法由一個密碼學上的弱函數f與r個子密鑰迭代r次組成。混亂和密鑰擴散是分組密碼演算法設計的基本原則。抵禦已知明文的差分和線性攻擊，可變長密鑰和分組是該體制的設計要點。

AES是美國國家標准技術研究所NIST旨在取代DES的21世紀的加密標准。

AES的基本要求是，採用對稱分組密碼體制，密鑰長度的最少支持為128、192、256，分組長度128位，演算法應易於各種硬體和軟體實現。1998年NIST開始AES第一輪分析、測試和徵集，共產生了15個候選演算法。1999年3月完成了第二輪AES2的分析、測試。預計在2000年8月AES的最終結果將公布。

在應用方面，盡管DES在安全上是脆弱的，但由於快速DES晶元的大量生產，使得DES仍能暫時繼續使用，為提高安全強度，通常使用獨立密鑰的三級DES。但是DES遲早要被AES代替。流密碼體制較之分組密碼在理論上成熟且安全，但未被列入下一代加密標准。

6. 尋找量子密碼學相關資料

密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律，應用於編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學；應用於破譯密碼以獲取通信情報的，稱為破譯學，總稱密碼學。

密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則，變明文為密文，稱為加密變換；變密文為明文，稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換，隨著通信技術的發展，對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。

密碼學是在編碼與破譯的斗爭實踐中逐步發展起來的，並隨著先進科學技術的應用，已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯系。它的現實研究成果，特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。

進行明密變換的法則，稱為密碼的體制。指示這種變換的參數，稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。密碼體制的基本類型可以分為四種：錯亂——按照規定的圖形和線路，改變明文字母或數碼等的位置成為密文；代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文；密本——用預先編定的字母或數字密碼組，代替一定的片語單詞等變明文為密文；加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數，按規定的演算法，同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制，既可單獨使用，也可混合使用 ，以編制出各種復雜度很高的實用密碼。

20世紀70年代以來，一些學者提出了公開密鑰體制，即運用單向函數的數學原理，以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的，脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制，引起了密碼學界的廣泛注意和探討。

利用文字和密碼的規律，在一定條件下，採取各種技術手段，通過對截取密文的分析，以求得明文，還原密碼編制，即破譯密碼。破譯不同強度的密碼，對條件的要求也不相同，甚至很不相同。

中國古代秘密通信的手段，已有一些近於密碼的雛形。宋曾公亮、丁度等編撰《武經總要》「字驗」記載，北宋前期，在作戰中曾用一首五言律詩的40個漢字，分別代表40種情況或要求，這種方式已具有了密本體制的特點。

1871年，由上海大北水線電報公司選用6899個漢字，代以四碼數字，成為中國最初的商用明碼本，同時也設計了由明碼本改編為密本及進行加亂的方法。在此基礎上，逐步發展為各種比較復雜的密碼。

在歐洲，公元前405年，斯巴達的將領來山得使用了原始的錯亂密碼；公元前一世紀，古羅馬皇帝凱撒曾使用有序的單表代替密碼；之後逐步發展為密本、多表代替及加亂等各種密碼體制。

二十世紀初，產生了最初的可以實用的機械式和電動式密碼機，同時出現了商業密碼機公司和市場。60年代後，電子密碼機得到較快的發展和廣泛的應用，使密碼的發展進入了一個新的階段。

密碼破譯是隨著密碼的使用而逐步產生和發展的。1412年，波斯人卡勒卡尚迪所編的網路全書中載有破譯簡單代替密碼的方法。到16世紀末期，歐洲一些國家設有專職的破譯人員，以破譯截獲的密信。密碼破譯技術有了相當的發展。1863年普魯士人卡西斯基所著《密碼和破譯技術》，以及1883年法國人克爾克霍夫所著《軍事密碼學》等著作，都對密碼學的理論和方法做過一些論述和探討。1949年美國人香農發表了《秘密體制的通信理論》一文，應用資訊理論的原理分析了密碼學中的一些基本問題。

自19世紀以來，由於電報特別是無線電報的廣泛使用，為密碼通信和第三者的截收都提供了極為有利的條件。通信保密和偵收破譯形成了一條斗爭十分激烈的隱蔽戰線。

1917年，英國破譯了德國外長齊默爾曼的電報，促成了美國對德宣戰。1942年，美國從破譯日本海軍密報中，獲悉日軍對中途島地區的作戰意圖和兵力部署，從而能以劣勢兵力擊破日本海軍的主力，扭轉了太平洋地區的戰局。在保衛英倫三島和其他許多著名的歷史事件中，密碼破譯的成功都起到了極其重要的作用，這些事例也從反面說明了密碼保密的重要地位和意義。

當今世界各主要國家的政府都十分重視密碼工作，有的設立龐大機構，撥出巨額經費，集中數以萬計的專家和科技人員，投入大量高速的電子計算機和其他先進設備進行工作。與此同時，各民間企業和學術界也對密碼日益重視，不少數學家、計算機學家和其他有關學科的專家也投身於密碼學的研究行列，更加速了密碼學的發展。

現在密碼已經成為單獨的學科，從傳統意義上來說，密碼學是研究如何把信息轉換成一種隱蔽的方式並阻止其他人得到它。
密碼學是一門跨學科科目，從很多領域衍生而來：它可以被看做是信息理論，卻使用了大量的數學領域的工具，眾所周知的如數論和有限數學。
原始的信息，也就是需要被密碼保護的信息，被稱為明文。加密是把原始信息轉換成不可讀形式，也就是密碼的過程。解密是加密的逆過程，從加密過的信息中得到原始信息。cipher是加密和解密時使用的演算法。
最早的隱寫術只需紙筆，現在稱為經典密碼學。其兩大類別為置換加密法，將字母的順序重新排列；替換加密法，將一組字母換成其他字母或符號。經典加密法的資訊易受統計的攻破，資料越多，破解就更容易，使用分析頻率就是好辦法。經典密碼學現在仍未消失，經常出現在智力游戲之中。在二十世紀早期，包括轉輪機在內的一些機械設備被發明出來用於加密，其中最著名的是用於第二次世界大戰的密碼機Enigma。這些機器產生的密碼相當大地增加了密碼分析的難度。比如針對Enigma各種各樣的攻擊，在付出了相當大的努力後才得以成功。

傳統密碼學

Autokey密碼
置換密碼
二字母組代替密碼 (by Charles Wheatstone)
多字母替換密碼
希爾密碼
維吉尼亞密碼
替換密碼
凱撒密碼
ROT13
仿射密碼
Atbash密碼
換位密碼
Scytale
Grille密碼
VIC密碼 (一種復雜的手工密碼，在五十年代早期被至少一名蘇聯間諜使用過，在當時是十分安全的)

對傳統密碼學的攻擊

頻率分析
重合指數

現代演算法，方法評估與選擇工程

標准機構

the Federal Information Processing Standards Publication program (run by NIST to proce standards in many areas to guide operations of the US Federal government; many FIPS Pubs are cryptography related, ongoing)
the ANSI standardization process (proces many standards in many areas; some are cryptography related, ongoing)
ISO standardization process (proces many standards in many areas; some are cryptography related, ongoing)
IEEE standardization process (proces many standards in many areas; some are cryptography related, ongoing)
IETF standardization process (proces many standards (called RFCs) in many areas; some are cryptography related, ongoing)
See Cryptography standards

加密組織

NSA internal evaluation/selections (surely extensive, nothing is publicly known of the process or its results for internal use; NSA is charged with assisting NIST in its cryptographic responsibilities)
GCHQ internal evaluation/selections (surely extensive, nothing is publicly known of the process or its results for GCHQ use; a division of GCHQ is charged with developing and recommending cryptographic standards for the UK government)
DSD Australian SIGINT agency - part of ECHELON
Communications Security Establishment (CSE) — Canadian intelligence agency.

公開的努力成果

the DES selection (NBS selection process, ended 1976)
the RIPE division of the RACE project (sponsored by the European Union, ended mid-'80s)
the AES competition (a 'break-off' sponsored by NIST; ended 2001)
the NESSIE Project (evaluation/selection program sponsored by the European Union; ended 2002)
the CRYPTREC program (Japanese government sponsored evaluation/recommendation project; draft recommendations published 2003)
the Internet Engineering Task Force (technical body responsible for Internet standards -- the Request for Comment series: ongoing)
the CrypTool project (eLearning programme in English and German; freeware; exhaustive ecational tool about cryptography and cryptanalysis)

加密散列函數 (消息摘要演算法，MD演算法)

加密散列函數
消息認證碼
Keyed-hash message authentication code
EMAC (NESSIE selection MAC)
HMAC (NESSIE selection MAC; ISO/IEC 9797-1, FIPS and IETF RFC)
TTMAC 也稱 Two-Track-MAC (NESSIE selection MAC; K.U.Leuven (Belgium) & debis AG (Germany))
UMAC (NESSIE selection MAC; Intel, UNevada Reno, IBM, Technion, & UCal Davis)
MD5 (系列消息摘要演算法之一，由MIT的Ron Rivest教授提出; 128位摘要)
SHA-1 (NSA開發的160位摘要,FIPS標准之一;第一個發行發行版本被發現有缺陷而被該版本代替; NIST/NSA 已經發布了幾個具有更長'摘要'長度的變種; CRYPTREC推薦 (limited))
SHA-256 (NESSIE 系列消息摘要演算法, FIPS標准之一180-2,摘要長度256位 CRYPTREC recommendation)
SHA-384 (NESSIE 列消息摘要演算法, FIPS標准之一180-2,摘要長度384位; CRYPTREC recommendation)
SHA-512 (NESSIE 列消息摘要演算法, FIPS標准之一180-2,摘要長度512位; CRYPTREC recommendation)
RIPEMD-160 (在歐洲為 RIPE 項目開發, 160位摘要;CRYPTREC 推薦 (limited))
Tiger (by Ross Anderson et al)
Snefru
Whirlpool (NESSIE selection hash function, Scopus Tecnologia S.A. (Brazil) & K.U.Leuven (Belgium))

公/私鑰加密演算法(也稱 非對稱性密鑰演算法)

ACE-KEM (NESSIE selection asymmetric encryption scheme; IBM Zurich Research)
ACE Encrypt
Chor-Rivest
Diffie-Hellman (key agreement; CRYPTREC 推薦)
El Gamal (離散對數)
ECC（橢圓曲線密碼演算法） (離散對數變種)
PSEC-KEM (NESSIE selection asymmetric encryption scheme; NTT (Japan); CRYPTREC recommendation only in DEM construction w/SEC1 parameters) )
ECIES (Elliptic Curve Integrated Encryption System; Certicom Corp)
ECIES-KEM
ECDH (橢圓曲線Diffie-Hellman 密鑰協議; CRYPTREC推薦)
EPOC
Merkle-Hellman (knapsack scheme)
McEliece
NTRUEncrypt
RSA (因數分解)
RSA-KEM (NESSIE selection asymmetric encryption scheme; ISO/IEC 18033-2 draft)
RSA-OAEP (CRYPTREC 推薦)
Rabin cryptosystem (因數分解)
Rabin-SAEP
HIME(R)
XTR

公/私鑰簽名演算法

DSA（zh:數字簽名;zh-tw:數位簽章演算法） (來自NSA,zh:數字簽名;zh-tw:數位簽章標准(DSS)的一部分; CRYPTREC 推薦)
Elliptic Curve DSA (NESSIE selection digital signature scheme; Certicom Corp); CRYPTREC recommendation as ANSI X9.62, SEC1)
Schnorr signatures
RSA簽名
RSA-PSS (NESSIE selection digital signature scheme; RSA Laboratories); CRYPTREC recommendation)
RSASSA-PKCS1 v1.5 (CRYPTREC recommendation)
Nyberg-Rueppel signatures
MQV protocol
Gennaro-Halevi-Rabin signature scheme
Cramer-Shoup signature scheme
One-time signatures
Lamport signature scheme
Bos-Chaum signature scheme
Undeniable signatures
Chaum-van Antwerpen signature scheme
Fail-stop signatures
Ong-Schnorr-Shamir signature scheme
Birational permutation scheme
ESIGN
ESIGN-D
ESIGN-R
Direct anonymous attestation
NTRUSign用於移動設備的公鑰加密演算法, 密鑰比較短小但也能達到高密鑰ECC的加密效果
SFLASH (NESSIE selection digital signature scheme (esp for smartcard applications and similar); Schlumberger (France))
Quartz

密碼鑒定

Key authentication
Public key infrastructure
X.509
Public key certificate
Certificate authority
Certificate revocation list
ID-based cryptography
Certificate-based encryption
Secure key issuing cryptography
Certificateless cryptography

匿名認證系統

GPS (NESSIE selection anonymous identification scheme; Ecole Normale Supérieure, France Télécom, & La Poste)

秘密鑰演算法 (也稱 對稱性密鑰演算法)

流密碼
A5/1, A5/2 (GSM行動電話標准中指定的密碼標准)
BMGL
Chameleon
FISH (by Siemens AG)
二戰'Fish'密碼
Geheimfernschreiber (二戰時期Siemens AG的機械式一次一密密碼, 被布萊奇利(Bletchley)庄園稱為STURGEON)
Schlusselzusatz (二戰時期 Lorenz的機械式一次一密密碼, 被布萊奇利(Bletchley)庄園稱為[[tunny)
HELIX
ISAAC (作為偽隨機數發生器使用)
Leviathan (cipher)
LILI-128
MUG1 (CRYPTREC 推薦使用)
MULTI-S01 (CRYPTREC 推薦使用)
一次一密 (Vernam and Mauborgne, patented mid-'20s; an extreme stream cypher)
Panama
Pike (improvement on FISH by Ross Anderson)
RC4 (ARCFOUR) (one of a series by Prof Ron Rivest of MIT; CRYPTREC 推薦使用 (limited to 128-bit key))
CipherSaber (RC4 variant with 10 byte random IV, 易於實現)
SEAL
SNOW
SOBER
SOBER-t16
SOBER-t32
WAKE
分組密碼
分組密碼操作模式
乘積密碼
Feistel cipher (由Horst Feistel提出的分組密碼設計模式)
Advanced Encryption Standard (分組長度為128位; NIST selection for the AES, FIPS 197, 2001 -- by Joan Daemen and Vincent Rijmen; NESSIE selection; CRYPTREC 推薦使用)
Anubis (128-bit block)
BEAR (由流密碼和Hash函數構造的分組密碼, by Ross Anderson)
Blowfish (分組長度為128位; by Bruce Schneier, et al)
Camellia (分組長度為128位; NESSIE selection (NTT & Mitsubishi Electric); CRYPTREC 推薦使用)
CAST-128 (CAST5) (64 bit block; one of a series of algorithms by Carlisle Adams and Stafford Tavares, who are insistent (indeed, adamant) that the name is not e to their initials)
CAST-256 (CAST6) (128位分組長度; CAST-128的後繼者，AES的競爭者之一)
CIPHERUNICORN-A (分組長度為128位; CRYPTREC 推薦使用)
CIPHERUNICORN-E (64 bit block; CRYPTREC 推薦使用 (limited))
CMEA — 在美國行動電話中使用的密碼，被發現有弱點.
CS-Cipher (64位分組長度)
DESzh:數字;zh-tw:數位加密標准(64位分組長度; FIPS 46-3, 1976)
DEAL — 由DES演變來的一種AES候選演算法
DES-X 一種DES變種，增加了密鑰長度.
FEAL
GDES —一個DES派生，被設計用來提高加密速度.
Grand Cru (128位分組長度)
Hierocrypt-3 (128位分組長度; CRYPTREC 推薦使用))
Hierocrypt-L1 (64位分組長度; CRYPTREC 推薦使用 (limited))
International Data Encryption Algorithm (IDEA) (64位分組長度-- 蘇黎世ETH的James Massey & X Lai)
Iraqi Block Cipher (IBC)
KASUMI (64位分組長度; 基於MISTY1, 被用於下一代W-CDMA cellular phone 保密)
KHAZAD (64-bit block designed by Barretto and Rijmen)
Khufu and Khafre (64位分組密碼)
LION (由流密碼和Hash函數構造的分組密碼, by Ross Anderson)
LOKI89/91 (64位分組密碼)
LOKI97 (128位分組長度的密碼, AES候選者)
Lucifer (by Tuchman et al of IBM, early 1970s; modified by NSA/NBS and released as DES)
MAGENTA (AES 候選者)
Mars (AES finalist, by Don Coppersmith et al)
MISTY1 (NESSIE selection 64-bit block; Mitsubishi Electric (Japan); CRYPTREC 推薦使用 (limited))
MISTY2 (分組長度為128位: Mitsubishi Electric (Japan))
Nimbus (64位分組)
Noekeon (分組長度為128位)
NUSH (可變分組長度(64 - 256位))
Q (分組長度為128位)
RC2 64位分組,密鑰長度可變.
RC6 (可變分組長度; AES finalist, by Ron Rivest et al)
RC5 (by Ron Rivest)
SAFER (可變分組長度)
SC2000 (分組長度為128位; CRYPTREC 推薦使用)
Serpent (分組長度為128位; AES finalist by Ross Anderson, Eli Biham, Lars Knudsen)
SHACAL-1 (256-bit block)
SHACAL-2 (256-bit block cypher; NESSIE selection Gemplus (France))
Shark (grandfather of Rijndael/AES, by Daemen and Rijmen)
Square (father of Rijndael/AES, by Daemen and Rijmen)
3-Way (96 bit block by Joan Daemen)
TEA(小型加密演算法)(by David Wheeler & Roger Needham)
Triple DES (by Walter Tuchman, leader of the Lucifer design team -- not all triple uses of DES increase security, Tuchman's does; CRYPTREC 推薦使用 (limited), only when used as in FIPS Pub 46-3)
Twofish (分組長度為128位; AES finalist by Bruce Schneier, et al)
XTEA (by David Wheeler & Roger Needham)
多表代替密碼機密碼
Enigma (二戰德國轉輪密碼機--有很多變種,多數變種有很大的用戶網路)
紫密(Purple) (二戰日本外交最高等級密碼機;日本海軍設計)
SIGABA (二戰美國密碼機，由William Friedman, Frank Rowlett, 等人設計)
TypeX (二戰英國密碼機)
Hybrid code/cypher combinations
JN-25 (二戰日本海軍的高級密碼; 有很多變種)
Naval Cypher 3 (30年代和二戰時期英國皇家海軍的高級密碼)
可視密碼

有密級的 密碼 (美國)

EKMS NSA的電子密鑰管理系統
FNBDT NSA的加密窄帶話音標准
Fortezza encryption based on portable crypto token in PC Card format
KW-26 ROMULUS 電傳加密機(1960s - 1980s)
KY-57 VINSON 戰術電台語音加密
SINCGARS 密碼控制跳頻的戰術電台
STE 加密電話
STU-III 較老的加密電話
TEMPEST prevents compromising emanations
Type 1 procts

破譯密碼

被動攻擊
選擇明文攻擊
選擇密文攻擊
自適應選擇密文攻擊
暴力攻擊
密鑰長度
唯一解距離
密碼分析學
中間相會攻擊
差分密碼分析
線性密碼分析
Slide attack cryptanalysis
Algebraic cryptanalysis
XSL attack
Mod n cryptanalysis

弱密鑰和基於口令的密碼

暴力攻擊
字典攻擊
相關密鑰攻擊
Key derivation function
弱密鑰
口令
Password-authenticated key agreement
Passphrase
Salt

密鑰傳輸/交換

BAN Logic
Needham-Schroeder
Otway-Rees
Wide Mouth Frog
Diffie-Hellman
中間人攻擊

偽的和真的隨機數發生器

PRNG
CSPRNG
硬體隨機數發生器
Blum Blum Shub
Yarrow (by Schneier, et al)
Fortuna (by Schneier, et al)
ISAAC
基於SHA-1的偽隨機數發生器， in ANSI X9.42-2001 Annex C.1 (CRYPTREC example)
PRNG based on SHA-1 for general purposes in FIPS Pub 186-2 (inc change notice 1) Appendix 3.1 (CRYPTREC example)
PRNG based on SHA-1 for general purposes in FIPS Pub 186-2 (inc change notice 1) revised Appendix 3.1 (CRYPTREC example)

匿名通訊
Dining cryptographers protocol (by David Chaum)
匿名投遞
pseudonymity
匿名網路銀行業務
Onion Routing

法律問題

Cryptography as free speech
Bernstein v. United States
DeCSS
Phil Zimmermann
Export of cryptography
Key escrow and Clipper Chip
Digital Millennium Copyright Act
zh:數字版權管理;zh-tw:數位版權管理 (DRM)
Cryptography patents
RSA (now public domain}
David Chaum and digital cash
Cryptography and Law Enforcement
Wiretaps
Espionage
不同國家的密碼相關法律
Official Secrets Act (United Kingdom)
Regulation of Investigatory Powers Act 2000 (United Kingdom)

術語

加密金鑰
加密
密文
明文
加密法
Tabula recta

書籍和出版物

密碼學相關書籍
密碼學領域重要出版物

密碼學家

參見List of cryptographers

密碼技術應用

Commitment schemes
Secure multiparty computations
電子投票
認證
數位簽名
Cryptographic engineering
Crypto systems

雜項

Echelon
Espionage
IACR
Ultra
Security engineering
SIGINT
Steganography
Cryptographers
安全套接字層(SSL)
量子密碼
Crypto-anarchism
Cypherpunk
Key escrow
零知識證明
Random oracle model
盲簽名
Blinding (cryptography)
數字時間戳
秘密共享
可信操作系統
Oracle (cryptography)

免費/開源的密碼系統(特指演算法+協議+體制設計)

PGP (a name for any of several related crypto systems, some of which, beginning with the acquisition of the name by Network Associates, have not been Free Software in the GNU sense)
FileCrypt (an open source/commercial command line version of PGP from Veridis of Denmark, see PGP)
GPG (an open source implementation of the OpenPGP IETF standard crypto system)
SSH (Secure SHell implementing cryptographically protected variants of several common Unix utilities, First developed as open source in Finland by Tatu Ylonen. There is now OpenSSH, an open source implementation supporting both SSH v1 and SSH v2 protocols. There are also commercial implementations.
IPsec (網際網路協議安全IETF標准,IPv6 IETF 標準的必須的組成部分)
Free S/WAN (IPsec的一種開源實現

其它軍事學分支學科

軍事學概述、射擊學、彈道學、內彈道學、外彈道學、中間彈道學、終點彈道學、導彈彈道學、軍事地理學、軍事地形學、軍事工程學、軍事氣象學、軍事醫學、軍事運籌學、戰役學、密碼學、化學戰

7. 密碼學的歷史

在公元前，秘密書信已用於戰爭之中。西洋「史學之父」希羅多德（Herodotus）的《歷史》（The Histories）當中記載了一些最早的秘密書信故事。公元前5世紀，希臘城邦為對抗奴役和侵略，與波斯發生多次沖突和戰爭。

於公元前480年，波斯秘密集結了強大的軍隊，准備對雅典（Athens）和斯巴達（Sparta）發動一次突襲。希臘人狄馬拉圖斯在波斯的蘇薩城裡看到了這次集結，便利用了一層蠟把木板上的字遮蓋住，送往並告知了希臘人波斯的圖謀。最後，波斯海軍覆沒於雅典附近的沙拉米斯灣（Salamis Bay）。

由於古時多數人並不識字，最早的秘密書寫的形式只用到紙筆或等同物品，隨著識字率提高，就開始需要真正的密碼學了。最古典的兩個加密技巧是：

1、置換（Transposition cipher）：將字母順序重新排列，例如『help me』變成『ehpl em』。

2、替代（substitution cipher）：有系統地將一組字母換成其他字母或符號，例如『fly at once』變成『gmz bu podf』（每個字母用下一個字母取代）。

(7)密碼學nist演算法擴展閱讀：

進行明密變換的法則，稱為密碼的體制。指示這種變換的參數，稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。密碼體制的基本類型可以分為四種：

1、錯亂——按照規定的圖形和線路，改變明文字母或數碼等的位置成為密文；

2、代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文；

3、密本——用預先編定的字母或數字密碼組，代替一定的片語單詞等變明文為密文；

4、加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數，按規定的演算法，同明文序列相結合變成密文。

以上四種密碼體制，既可單獨使用，也可混合使用 ，以編制出各種復雜度很高的實用密碼。

8. 密碼學怎麼學 感覺很難學

需要找本好書看，數學基礎當然不能少

推薦《密碼學引論》by 馮登國，裴定一
如果是英文教材先看《Handbook of Applied Cryptography》by A. Menezes, P. van Oorschot, and S. Vanstone, CRC Press, 1996.

都是好書，入門很好！

9. 非對稱加密演算法有哪些

RSA：RSA 是一種目前應用非常廣泛、歷史也比較悠久的非對稱秘鑰加密技術，在1977年被麻省理工學院的羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）三位科學家提出，由於難於破解，RSA 是目前應用最廣泛的數字加密和簽名技術，比如國內的支付寶就是通過RSA演算法來進行簽名驗證。它的安全程度取決於秘鑰的長度，目前主流可選秘鑰長度為 1024位、2048位、4096位等，理論上秘鑰越長越難於破解，按照維基網路上的說法，小於等於256位的秘鑰，在一台個人電腦上花幾個小時就能被破解，512位的秘鑰和768位的秘鑰也分別在1999年和2009年被成功破解，雖然目前還沒有公開資料證實有人能夠成功破解1024位的秘鑰，但顯然距離這個節點也並不遙遠，所以目前業界推薦使用 2048 位或以上的秘鑰，不過目前看 2048 位的秘鑰已經足夠安全了，支付寶的官方文檔上推薦也是2048位，當然更長的秘鑰更安全，但也意味著會產生更大的性能開銷。

DSA：既 Digital Signature Algorithm，數字簽名演算法，他是由美國國家標准與技術研究所（NIST）與1991年提出。和 RSA 不同的是 DSA 僅能用於數字簽名，不能進行數據加密解密，其安全性和RSA相當，但其性能要比RSA快。

ECDSA：Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，橢圓曲線簽名演算法，是ECC（Elliptic curve cryptography，橢圓曲線密碼學）和 DSA 的結合，橢圓曲線在密碼學中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分別獨立提出的，相比於RSA演算法，ECC 可以使用更小的秘鑰，更高的效率，提供更高的安全保障，據稱256位的ECC秘鑰的安全性等同於3072位的RSA秘鑰，和普通DSA相比，ECDSA在計算秘鑰的過程中，部分因子使用了橢圓曲線演算法。

10. 密碼學AES演算法解題

AES(Advanced Encryption Standard)：高級加密標准，是下一代的加密演算法標准，速度快，安全級別高。 用AES加密2000年10月，NIST（美國國家標准和技術協會）宣布通過從15種候選演算法中選出的一項新的密匙加密標准。Rijndael被選中成為將來的AES。Rijndael是在1999年下半年，由研究員Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 創建的。AES正日益成為加密各種形式的電子數據的實際標准。 美國標准與技術研究院（NIST）於2002年5月26日制定了新的高級加密標准（AES）規范。 演算法原理 AES演算法基於排列和置換運算。排列是對數據重新進行安排，置換是將一個數據單元替換為另一個。AES使用幾種不同的方法來執行排列和置換運算。AES是一個迭代的、對稱密鑰分組的密碼，它可以使用128、192和256位密鑰，並且用128位（16位元組）分組加密和解密數據。與公共密鑰加密使用密鑰對不同，對稱密鑰密碼使用相同的密鑰加密和解密數據。通過分組密碼返回的加密數據的位數與輸入數據相同。迭代加密使用一個循環結構，在該循環中重復置換和替換輸入數據。密碼學簡介據記載，公元前400年，古希臘人發明了置換密碼。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。 隨著信息化和數字化社會的發展，人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高，於是在1997年，美國國家保准局公布實施了「美國數據加密標准（DES）」，民間力量開始全面介入密碼學的研究和應用中，採用的加密演算法有DES、RSA、SHA等。隨著對加密強度的不斷提高，近期又出現了AES、ECC等。 使用密碼學可以達到以下目的：保密性：防止用戶的標識或數據被讀取。數據完整性：防止數據被更改。身份驗證：確保數據發自特定的一方。