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# Crypto
講師：sicc
時間：8/28 13:30~16:30
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資訊安全的三要素 CIA
- 機密性 Confidentiality
- 完整性 Integrity
- 可用性 Availability


## 密碼學簡介

- 古典密碼學
- 創造力、技巧的展現
- 現代密碼學
- 電腦科學與數學

> [!Important]
> 密碼學 == **頭超級痛**

### 術語

- 加密 Encrypt
- 解密 Decrypt
- 明文 Plaintext
- 密文 Cyphertext
- 演算法 Algorithm
- 密鑰 Key

## 編碼 vs. 加密

- 編碼：格式轉換，只要知道轉換方式就可以破解密文
- 加密：

### 編碼

- Binary、Hex、ASCII
- Base32、Base45、Base58、Base62、Base64
- URL：避開有特殊意義的符號`%`+ASCII
- 摩斯密碼
> 摩斯漢堡讚

> ↑你超胖

> Cyber Chief 的魔法棒是你的好朋友

> ↑作弊

### 加密

轉換明文，使其不可讀。eg. AES、DES

## 古典密碼學

被時代淘汰的東西

### 替換式加密

單表：凱薩密碼、阿特巴西密碼、ROT13
多表加密：維吉尼亞密碼

#### 凱薩加密

> 凱薩沙拉

> 你肚子太餓了 ↑

輸入：明文、偏移量


https://theblob.org/rot.cgi

#### 阿特巴希密碼

字母表扭轉
A->Z
B->X
...
Z->A

#### 波雷費密碼

[維雞排科](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%B3%A2%E9%9B%B7%E8%B2%BB%E5%AF%86%E7%A2%BC)
> 自己去維基百科看

#### 維吉尼亞加密

- 利用表格內容加密


### 替換式密碼攻擊

#### 卡西斯基試驗

會有重複的字詞

#### IoC, Index of coincidence

$$
IC = c\times ((\frac{n_a}{N}-\frac{n_a-1}{N-1})+(\frac{n_b}{N}-\frac{n_b-1}{N-1})+...+(\frac{n_z}{N}-\frac{n_z-1}{N-1}))
$$

一段文本的隨機度
<!-- 好想吃香蕉-->

下限是 1，上限是字母總數

### 移項式加密

字元本身不變，字元位置依一定規則移動、變換。eg. 轉置

#### 密碼棒 Scytale Cipher

<!-- ex咖哩棒 -->
變得難閱讀


#密碼棒-practice
SLAOCEYRY1HYT310ASFU

SLAO    SCYTA
CEYR    LE13S
Y1HY    AYH1F
T310    ORY0U
ASFU

SCYTALE13SAYH1FORYOU

SCYTALE 13 SAY H1 FOR YOU

#### 中國式密碼

- 由右至左，上下交替排列
- 結果
- 左 ->右
- 上 -> 下 -> 下 -> 上 -> 上 -> 下．．．

## 現代密碼學

**數學魔法師** :mage:

柯克霍夫原則
- 即使沒辦法數學上不可破解，也應在實際程度上不可破解。
- 即使加密方式公開，只要密鑰沒有洩漏，密文人無法破譯。

### 對稱式加密

共用密鑰
- 區塊加密法
- 串流加密法
- 用密鑰 $\oplus$ 明文
- 已知明文、密文可以直接回推 key，即明文 $\oplus$ 密文
- 遇到一長串 null(`\x00`) 會直接寫出 key
- 暴力破解 $2^{len(密文)}$

### 非對稱式加密

用公鑰加密、私鑰解密
- RSA

## 雜湊 Hash

- 將任意長度的字串轉成固定長度
- 雪崩效應<!--雪糕--> :ice_cream:
- 無法回推
- 抗碰撞
- md5(遜)、sha 家族、bcrypt


## 數位簽章

驗證資訊的方式，只有擁有私鑰的人可以簽章。有公鑰可以驗證簽章。