3、加密技术：原理、模型与应用解析

加密技术：原理、模型与应用解析

1. 加密基础与密钥长度

在加密领域，密钥长度对加密的安全性起着关键作用。例如，若密文长度为 128 位，从攻击者的角度看，理论上应有 2^128 种可能的明文。但如果密钥长度小于 128 位，比如只有 64 位，攻击者就能排除大部分 128 位的明文组合，这使得加密的保密性不再完美。要实现绝对安全，密钥长度需与明文长度相同，但在实际应用中，这种方式并不可行。

2. 加密安全相关概念

• 概率在密码学中的应用 ：概率用于衡量攻击成功的可能性，取值范围在 0 到 1 之间。在密码学里，计算攻击成功概率通常通过统计成功事件的数量（如找到正确密钥）和所有可能事件的数量（如 n 位密钥的总数为 2^n）来实现。随机选择一个密钥是正确密钥的概率为 1/2^n，对于常见的 128 位和 256 位密钥，这个概率极小。而事件不发生的概率为 1 - p。
• 攻击模型与安全目标
  • 攻击模型 ：是关于攻击者与密码系统交互方式及能力的假设集合，其目标包括为密码设计者设定防护要求、为用户提供使用指导以及为密码分析者判断攻击有效性提供线索。攻击模型不必与现实完全相符，但应涵盖攻击者实际可能采取的攻击方式。
  • 安全目标 ：主要有不可区分性（IND）和非可延展性（NM）。不可区分性要求密文与随机字符串无法区分；非可延展性则指无法根据一个密文创建出与原明文有特定关联的新密文。