密码编码和密码分析：原理与方法[按需印刷]
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基本信息
- 原书名：Decrypted Secrets:Methods and Maxims of Cryptology ,Second Edition
- 原出版社： Springer
- 作者： （德）E.L.Bauer
- 译者： 吴世忠 宋晓龙 李守鹏
- 丛书名： 网络与信息安全技术丛书
- 出版社：机械工业出版社
- ISBN：7111090845
- 上架时间：2001-11-6
- 出版日期：2001 年9月
- 页码：400
- 版次：1-1
- 所属分类：
计算机 > 计算机科学理论与基础知识 > 密码学
内容简介回到顶部↑
本书介绍密码编码学和密码分析方法，对破译密码的方法提出了许多建议。本书从密码学的历史中摘录了大量史料，内容丰富，叙述生动，不仅适合密码学研究人员和网络安全技术人员参考，也适合想了解密码学的普通读者阅读。
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目 录
译者序
前言
第一部分 密码编码学
第1章 导论 5
1.1 密码编码学和隐写术 5
1.2 符号码 5
1.3 公开代码：伪装 8
1.4 暗示 11
1.5 公开代码：利用虚码掩蔽 12
1.6 公开代码：采用栅格的隐藏 15
1.7 密码编码的方法的分类 16
第2章 密码编码学的方法和目标 18
2.1 密码编码学的本质 18
2.1.1 加密与解密方法 18
2.1.2 加密与解密机 20
2.1.3 密码技术与文学 20
2.1.4 密码研究机构 21
2.2 加密 22
2.2.1 词汇表、字符集 22
译者序
前言
第一部分 密码编码学
第1章 导论 5
1.1 密码编码学和隐写术 5
1.2 符号码 5
1.3 公开代码：伪装 8
1.4 暗示 11
1.5 公开代码：利用虚码掩蔽 12
1.6 公开代码：采用栅格的隐藏 15
1.7 密码编码的方法的分类 16
第2章 密码编码学的方法和目标 18
2.1 密码编码学的本质 18
2.1.1 加密与解密方法 18
2.1.2 加密与解密机 20
2.1.3 密码技术与文学 20
2.1.4 密码研究机构 21
2.2 加密 22
2.2.1 词汇表、字符集 22
译者序回到顶部↑
译 者 序
近20年来，密码学的理论发展和技术进步都相当迅速。国际上有关密码学的会议接连不断，文章、书刊层出不穷。随着我国信息化进程的加快，信息安全问题备受社会各界的重视，密码学著作在最近3年来呈现出一个出版高潮，图书市场上的大部头专著已超过10种。其中译著居多，像Denning、Stallings、Schneier、Simomons等大家的著作名列其中。这些专著有一个十分显著的特点，那就是都是以密码学为主的，对密码分析或破译，要么掠鸿而过，要么只字不提，究其原因：一方面是受产业应用影响，另一方面则是因为密码分析问题至为敏感，总让人读来不过瘾，有缺或一半之感。
德国学者F. L. Bauer所著《密码编码和密码分析：原理与方法》一书弥补了这一不足。他从“只有密码分析者才能评判密码体制的安全性”这一理念出发，将密码编码与密码分析熔为一炉。几乎使用平等的篇幅，全面系统地介绍了密码学两大部分的原理和方法。前十一章讨论的是密码编码学，内容涉及编码学的方法和目标、加密方法。加密体制和加密的安全性等；后十一章讨论的是密码分析学，内容涉及穷举法、语言分析、Kappa和Chi方法、周期检验、线性分析、解码破译、猜字和泄露等。全书内容丰富、结构严谨、深入浅出、逻辑严密。不仅适合密码学和网络安全的专业人士参考，也适合广大学生和信息安全管理者和爱好者阅读，我们谨将这部书翻译、推荐给广大读者，希望读者能够有所启发，有所收益。
本书由吴世忠、宋晓龙、李守鹏主持翻译，其他参与翻译工作的还有刘晖、李鹤田等，葛静、马醒轩等同志在校稿和录入方面作了大量工作，在此一并表示感谢。
由于水平所限，翻译不妥或错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
译者
2001年9月
中国信息安全产品测评认证中心
近20年来，密码学的理论发展和技术进步都相当迅速。国际上有关密码学的会议接连不断，文章、书刊层出不穷。随着我国信息化进程的加快，信息安全问题备受社会各界的重视，密码学著作在最近3年来呈现出一个出版高潮，图书市场上的大部头专著已超过10种。其中译著居多，像Denning、Stallings、Schneier、Simomons等大家的著作名列其中。这些专著有一个十分显著的特点，那就是都是以密码学为主的，对密码分析或破译，要么掠鸿而过，要么只字不提，究其原因：一方面是受产业应用影响，另一方面则是因为密码分析问题至为敏感，总让人读来不过瘾，有缺或一半之感。
德国学者F. L. Bauer所著《密码编码和密码分析：原理与方法》一书弥补了这一不足。他从“只有密码分析者才能评判密码体制的安全性”这一理念出发，将密码编码与密码分析熔为一炉。几乎使用平等的篇幅，全面系统地介绍了密码学两大部分的原理和方法。前十一章讨论的是密码编码学，内容涉及编码学的方法和目标、加密方法。加密体制和加密的安全性等；后十一章讨论的是密码分析学，内容涉及穷举法、语言分析、Kappa和Chi方法、周期检验、线性分析、解码破译、猜字和泄露等。全书内容丰富、结构严谨、深入浅出、逻辑严密。不仅适合密码学和网络安全的专业人士参考，也适合广大学生和信息安全管理者和爱好者阅读，我们谨将这部书翻译、推荐给广大读者，希望读者能够有所启发，有所收益。
本书由吴世忠、宋晓龙、李守鹏主持翻译，其他参与翻译工作的还有刘晖、李鹤田等，葛静、马醒轩等同志在校稿和录入方面作了大量工作，在此一并表示感谢。
由于水平所限，翻译不妥或错误之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
译者
2001年9月
中国信息安全产品测评认证中心
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前 言
20世纪60年代末，受电子科学快速发展的影响，机械密码机开始被使用大规模集成电路的电子数据加密设备所取代。这使得低成本的安全加密设备成为可能。随后，在1976年， Diffie和Hellman开辟了公钥密码体系的崭新领域。从此，密码术揭开了神秘的面纱，成为公开讨论的话题。此外，ENIGMA（恩尼格码）的破译也唤起了公众极大的兴趣。
计算机科学是一个空前繁荣的新领域，而且计算机科学家也开始关注密码学的发展，但他们大多对密码学几个世纪的历史以及它所达到的深度了解不多。我看到有人开始琢磨并试图重新发明轮盘密码机，也有人对安全加密持有令人难以置信的天真想法。所以我对专业密码学在计算机科学领域的商业和科学发展，以及官方安全机构对此问题的复杂态度，开始感到担忧。
我曾在慕尼黑技术学院举办密码学的讲座。首期讲座是在1977-1978学年的冬季学期，采用的教材是戴维·卡恩（David Kahn）于1967年写的一本较综合、全面的书—《The Codebreakers》（破译者）。当时讲座的名称叫Special Problems Of Information Theory（信息论中的特殊问题），因此既没有激发校内学生的兴趣，也没有吸引学校以外的持怀疑态度的人。
第二期，是在1981年夏季学期举办的，讲座的名称正式公开宣布为“Cryptology”（密码学）。似乎这是在德国首次正式公开以“Cryptology”命名的讲座，即使它不是在欧洲大陆的第一次。
这个系列讲座重复了多次，而且在1986-1987学年，该讲义出版发行，即本书的第一部分。到1988年夏季学期，由于学生对此方面知识的浓厚兴趣，又举办了密码分析方法的讲座班，这部分内容形成了本书的第二部分。
1993年我的《Cryptologie》（密码学）一书出了第一版，尽管写书的初衷是针对计算机科学专业的学生，但这本书也引起了其他专业学生的极大兴趣。经过几位科技新闻记者热心的评审后，于1995年出版了精装本，书名改为《Decrypted Secrets》（破解秘密），在这个版本中我完善了某些主题的论述。美国的评论杂志建议推出本书的英文版，这便产生了本书的英文版。
通常，密码学家有个惯例，就是要解释他们是如何涉足并熟悉这一领域的。依我看，这与第二次世界大战没有什么关系。实际上，我从来不是任何官方机构的成员—我认为这也是我最大的优势，因为我不必受保密誓约的束缚。另一方面，可以保持眼界开阔，博览群书，从各种谈话中获取很多有益的东西（这是我科学生涯的良好起点），尽管我从来就不知道我碰巧获知的信息是否为允许我所知道的信息。
我对密码学的兴趣开始于1951年，当时我告诉我的老师Wilhelm Britzemayr—慕尼黑大学的形式逻辑学教授，说我发明了电传码的纠错码。这使他产生了错误的联想，他就给我了一本刚刚出版的Sacco（萨索）的书。幸运的是，这是当时能够找到的最好的一本书。尽管我还不知道，我仍通读了这本书。我的朋友、同事—Paul August Mann，注意到了这些，他还知道我熟悉香农（Shannon）的冗余化简编码，他给了我香农的一篇著名文章—Theory of Secrecy System（保密系统的通信理论）（当时这篇文章是Bell系统实验室的技术报告，在德国根本是不可能得到的）的复印件。我对香农信息论的这一背景简直着了迷，尽管以前我对香农信息论有所耳闻。这极大地激发了我的兴趣，当时密码学还是编码理论和形式化语言理论的一个分支，它们也是我多年来研究兴趣之所在。
奇怪的事件—或许是敏锐的观察力，使我同更多的密码学爱好者建立了联系。起初，在1955年，有Willi Jensen(Flensburg)、Karl Stein(Munich)；在1959年，有Hans Rohrbach—我在Mainz大学的同事，还有Helmut Grunsky、Gisbert hasenj er和Ernst Witt。在1957年，我认识了Erich H焧tenhain(Bad Godesberg)，但我们关于计算机对密码工作的适宜性讨论在当时受到一定的限制。在我熟知从事数值分析和计算机科学的英美等国的同事中，有些在二战中参与了密码技术的研究，但从未有人提及，特别是在1974年以前，那一年Winterbotham的书《The Ultra Secret》（超级机密）正式出版。到1976年，我听说B.Randall和I.J.Good在Los Alamos的一次专家研讨会披露了有关Colossi的情况。作为一名密码学界从事科学研究的普通成员，我研究密码学的兴趣从开始就一直集中于计算机化的密码分析。通信情报的其他方面，比如流量分析和方向定位，不在本书讨论范围之列。同样，对密码机的电磁辐射的问题也不做讨论。
本书的第一部分介绍密码编码学的方法，第二部分介绍密码分析。总之，这些对密码学方法的论述，其本意是让用户从意想不到的缺陷中解脱出来。这正好印证了克尔克霍夫斯（Kerckhoffs）原理：“只有密码分析者才能评判密码体制的安全性”。单一的密码方法的理论教程对我似乎没有吸引力。因为某些密码分析教程存在太多问题，要么就是结论不太充分，其中的例证也毫无用处；要么就是结论很充分，却涉及到敏感问题，二者之间很少有平衡。我试图囊括至少是公开文献中的所有重要事实或者由它们推断出的事实，所以不涉及任何保密审查。
密码学是一门具有国际交流和特定术语的学科。因此有时用外语给出参考文献是非常有 益的。
我在研究密码学方面的乐趣还在于我发现了其实际的应用，即在Deutsches博物馆收藏的“信息化和自动化”设备。Deutsches博物馆是于1984~1988年创建的，它里面有一个陈列室专门陈列密码设备和密码机，这里我要感谢Deutsches博物馆提供了那里展出的部分实物的彩色 插图。
我要感谢我以前在慕尼黑的学生和合作人，感谢Manfred Broy、Herbert Ehler和Anton Gerold多年来一如继往的支持；感谢Hugh Casement语言学方面的指导；感谢我的妹夫Alston S.Householder指导我的英语；Karl Stein和Otto Leiberich为我提供了ENIGMA故事的详情。我与Ralph Erskine、Heinz Ulbricht、Tony Sale、Frode Weierud、Kjell-Ove Wideman、J.Horak和Fritz-Rudolf G焠tsch进行了有益的讨论和信件交流；Kirk H.Kirchhofer也为我在CRYPTO. AG. Zug方面提供了较大帮助。Hildegard Bauer-Vogg帮助翻译了难懂的拉丁文字；Martin Bauer、Ulrich Bauer和Bernhard Bauer做了大量计算并绘制了图表。对他们的热情帮助，在此表示感谢。
J.Andrew Ross对本书英文版做了全面的审校工作，和他共事是我莫大的荣幸。此外，诚挚的谢意还要献给David Kahn，他极力鼓励（这本书非常优秀，值得大力推广）我并提出了许多宝贵的改进意见。最后，我要感谢Springer-Verlag出版社的Hans W歴sner，我们长期的友好合作促成了本书的出版，出版社为此付出了大量的心血。最后，欢迎热心的读者指出书中的错误和疏漏。
F.L.Bauer
于2000年新年
20世纪60年代末，受电子科学快速发展的影响，机械密码机开始被使用大规模集成电路的电子数据加密设备所取代。这使得低成本的安全加密设备成为可能。随后，在1976年， Diffie和Hellman开辟了公钥密码体系的崭新领域。从此，密码术揭开了神秘的面纱，成为公开讨论的话题。此外，ENIGMA（恩尼格码）的破译也唤起了公众极大的兴趣。
计算机科学是一个空前繁荣的新领域，而且计算机科学家也开始关注密码学的发展，但他们大多对密码学几个世纪的历史以及它所达到的深度了解不多。我看到有人开始琢磨并试图重新发明轮盘密码机，也有人对安全加密持有令人难以置信的天真想法。所以我对专业密码学在计算机科学领域的商业和科学发展，以及官方安全机构对此问题的复杂态度，开始感到担忧。
我曾在慕尼黑技术学院举办密码学的讲座。首期讲座是在1977-1978学年的冬季学期，采用的教材是戴维·卡恩（David Kahn）于1967年写的一本较综合、全面的书—《The Codebreakers》（破译者）。当时讲座的名称叫Special Problems Of Information Theory（信息论中的特殊问题），因此既没有激发校内学生的兴趣，也没有吸引学校以外的持怀疑态度的人。
第二期，是在1981年夏季学期举办的，讲座的名称正式公开宣布为“Cryptology”（密码学）。似乎这是在德国首次正式公开以“Cryptology”命名的讲座，即使它不是在欧洲大陆的第一次。
这个系列讲座重复了多次，而且在1986-1987学年，该讲义出版发行，即本书的第一部分。到1988年夏季学期，由于学生对此方面知识的浓厚兴趣，又举办了密码分析方法的讲座班，这部分内容形成了本书的第二部分。
1993年我的《Cryptologie》（密码学）一书出了第一版，尽管写书的初衷是针对计算机科学专业的学生，但这本书也引起了其他专业学生的极大兴趣。经过几位科技新闻记者热心的评审后，于1995年出版了精装本，书名改为《Decrypted Secrets》（破解秘密），在这个版本中我完善了某些主题的论述。美国的评论杂志建议推出本书的英文版，这便产生了本书的英文版。
通常，密码学家有个惯例，就是要解释他们是如何涉足并熟悉这一领域的。依我看，这与第二次世界大战没有什么关系。实际上，我从来不是任何官方机构的成员—我认为这也是我最大的优势，因为我不必受保密誓约的束缚。另一方面，可以保持眼界开阔，博览群书，从各种谈话中获取很多有益的东西（这是我科学生涯的良好起点），尽管我从来就不知道我碰巧获知的信息是否为允许我所知道的信息。
我对密码学的兴趣开始于1951年，当时我告诉我的老师Wilhelm Britzemayr—慕尼黑大学的形式逻辑学教授，说我发明了电传码的纠错码。这使他产生了错误的联想，他就给我了一本刚刚出版的Sacco（萨索）的书。幸运的是，这是当时能够找到的最好的一本书。尽管我还不知道，我仍通读了这本书。我的朋友、同事—Paul August Mann，注意到了这些，他还知道我熟悉香农（Shannon）的冗余化简编码，他给了我香农的一篇著名文章—Theory of Secrecy System（保密系统的通信理论）（当时这篇文章是Bell系统实验室的技术报告，在德国根本是不可能得到的）的复印件。我对香农信息论的这一背景简直着了迷，尽管以前我对香农信息论有所耳闻。这极大地激发了我的兴趣，当时密码学还是编码理论和形式化语言理论的一个分支，它们也是我多年来研究兴趣之所在。
奇怪的事件—或许是敏锐的观察力，使我同更多的密码学爱好者建立了联系。起初，在1955年，有Willi Jensen(Flensburg)、Karl Stein(Munich)；在1959年，有Hans Rohrbach—我在Mainz大学的同事，还有Helmut Grunsky、Gisbert hasenj er和Ernst Witt。在1957年，我认识了Erich H焧tenhain(Bad Godesberg)，但我们关于计算机对密码工作的适宜性讨论在当时受到一定的限制。在我熟知从事数值分析和计算机科学的英美等国的同事中，有些在二战中参与了密码技术的研究，但从未有人提及，特别是在1974年以前，那一年Winterbotham的书《The Ultra Secret》（超级机密）正式出版。到1976年，我听说B.Randall和I.J.Good在Los Alamos的一次专家研讨会披露了有关Colossi的情况。作为一名密码学界从事科学研究的普通成员，我研究密码学的兴趣从开始就一直集中于计算机化的密码分析。通信情报的其他方面，比如流量分析和方向定位，不在本书讨论范围之列。同样，对密码机的电磁辐射的问题也不做讨论。
本书的第一部分介绍密码编码学的方法，第二部分介绍密码分析。总之，这些对密码学方法的论述，其本意是让用户从意想不到的缺陷中解脱出来。这正好印证了克尔克霍夫斯（Kerckhoffs）原理：“只有密码分析者才能评判密码体制的安全性”。单一的密码方法的理论教程对我似乎没有吸引力。因为某些密码分析教程存在太多问题，要么就是结论不太充分，其中的例证也毫无用处；要么就是结论很充分，却涉及到敏感问题，二者之间很少有平衡。我试图囊括至少是公开文献中的所有重要事实或者由它们推断出的事实，所以不涉及任何保密审查。
密码学是一门具有国际交流和特定术语的学科。因此有时用外语给出参考文献是非常有 益的。
我在研究密码学方面的乐趣还在于我发现了其实际的应用，即在Deutsches博物馆收藏的“信息化和自动化”设备。Deutsches博物馆是于1984~1988年创建的，它里面有一个陈列室专门陈列密码设备和密码机，这里我要感谢Deutsches博物馆提供了那里展出的部分实物的彩色 插图。
我要感谢我以前在慕尼黑的学生和合作人，感谢Manfred Broy、Herbert Ehler和Anton Gerold多年来一如继往的支持；感谢Hugh Casement语言学方面的指导；感谢我的妹夫Alston S.Householder指导我的英语；Karl Stein和Otto Leiberich为我提供了ENIGMA故事的详情。我与Ralph Erskine、Heinz Ulbricht、Tony Sale、Frode Weierud、Kjell-Ove Wideman、J.Horak和Fritz-Rudolf G焠tsch进行了有益的讨论和信件交流；Kirk H.Kirchhofer也为我在CRYPTO. AG. Zug方面提供了较大帮助。Hildegard Bauer-Vogg帮助翻译了难懂的拉丁文字；Martin Bauer、Ulrich Bauer和Bernhard Bauer做了大量计算并绘制了图表。对他们的热情帮助，在此表示感谢。
J.Andrew Ross对本书英文版做了全面的审校工作，和他共事是我莫大的荣幸。此外，诚挚的谢意还要献给David Kahn，他极力鼓励（这本书非常优秀，值得大力推广）我并提出了许多宝贵的改进意见。最后，我要感谢Springer-Verlag出版社的Hans W歴sner，我们长期的友好合作促成了本书的出版，出版社为此付出了大量的心血。最后，欢迎热心的读者指出书中的错误和疏漏。
F.L.Bauer
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