如何造密碼 張真誠 逢甲大學資訊工程系 講座教授

演講大綱 數據保密技術 密碼與日常生活 古代的加密方法 傳統的加密方法 公開金鑰加密系統 偽裝學 秘密分享 視覺密碼 電腦門神

清代紀曉嵐諷刺詩 「精神炯炯 老貌堂堂 烏巾白髯 龜鶴呈詳」 罵人 “精老烏龜”

紀曉嵐對聯 「鳳遊禾蔭鳥飛去 馬走蘆邊草不生」 罵人 “禿驢”

數據保密技術 隱藏術： 特殊通訊技術： 數據保密技術： 明語 密語 把消息隱藏起來。 以方言交談或特殊電信設備。 寄託於金鑰(key)的保密。 明語 密語

密碼與日常生活 罐頭上的密碼 “5” 表 1985 年 “C ”表3 月，A為一月 “05”表該月的第5天 5 C05

包裝盒上的線條碼

古代的加密方法

換位法（1） 反轉換位 明文：MEET ME MONDAY MORNING 密文：GNINROM YADNOM EM TEEM

密文： CLOMNECSESAALGAELS 換位法（2） 幾何圖形換位 明文：CONCEAL ALL MESSAGES CL OM NE CS ES AA LG AE LS CON CEA LAL LME SSA GES 密文： CLOMNECSESAALGAELS 或CCLLSGOEAMSENALEAS

換位法（3） 循路徑換位 明文：SEND HELP SOON 循途徑換位： S N H L S O E D E P O N

換位法（4） 行換位 明文：SHIP EQUIPMENT ON THE FOURTH OF JULY 1 2 3 4 5 S U T F O H I P N J M R E L Q Y 3 5 4 2 1 T O F U S I H N J P R M L E Y Q 密文：TOFUS OFOIH NJUPI TURMP HLTEE EYHNQ(橫取) 金鑰：3-5-4-2-1(數字)

代換法（1） 簡單代換 明文： HELP ME 密文： OSFL GS A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z H A R P S I C O D B E F G J K L M N Q X T U V W Z Y 明文： HELP ME 密文： OSFL GS

代換法（2） 凱撒加密法 f(a)=(a+k) mod n, a=該字在字集中原先位置；k=移動的位置；n=此字集的大小。取 k=3 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C 明文：SECURE ALL MESSAGES 密文：VHFXUH DOO PHVVDJHV

代換法（3） 紐約州，Trinity市的墓碑 密文： 依照下列取代法則取代而成 密文：REMEMBERDEATE

傳統的加密系統 收方 送方 明文 明文 加密 密文 解密 不安全通訊線 f(k, M)=C f-1(k, C)=M 例子: 金鑰 安全通訊線

公開金鑰加密系統 收方 送方 明文 明文 加密 密文 解密 不安全通訊線 公開金鑰 A 金鑰 A B 金鑰 B … …

公開金鑰加密系統 範例 送方 B 收方A 加密 解密 不安全通訊線 公開金鑰 秘密金鑰（11,15） 明文 M＝７ 明文 M=7 密文 C=13 解密 不安全通訊線 C=Me mod n =73 mod 15 =13 M=Cd mod n =1311 mod 15 =7 公開金鑰 A (3,15) 秘密金鑰（11,15） … B … …

偽裝學 Image Hiding system Stego image Cover image Secret message Stego image 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0

利用英文文章來做資訊偽裝 0 wonderful 1 decent 2 fine Taichung is a 0 city 3 great 4 nice Taichung is a 0 city 1 town little Secret message: (3)5(1)2 Taichung is a great little town

利用中文文章來做資訊偽裝 壞的毛病 壞毛病 山東的蘋果 山東蘋果 我的媽媽 我媽媽 主要的問題 主要問題 另外的一件事 另外一件事 壞的毛病 壞毛病 山東的蘋果 山東蘋果 我的媽媽 我媽媽 主要的問題 主要問題 另外的一件事 另外一件事 其他的問題 其他問題 北京的大學 北京大學

手機簡訊的資訊偽裝 Shirali-Shahreza, M.H., Shirali-Shahreza, M., “Text Steganography in Chat,” Proceedings of the Third IEEE/IFIP International Conference in Central Asia on Internet the Next Generation of Mobile, Wireless and Optical Communications Networks, Tashkent, Uzbekistan, Sep. 2007, pp. 1-5.

SMS-Texting

Usual abbreviated words univ.  university PC  Personal Computer M.S.  master of science UN  United Nations Dr  doctor

SMS list + abbreviated words list  Check list 0  full form, 1  abbreviated form

Check list secret bits “10” Embedding : “Please call me when you feel upset.” secret “10” “Please CM when you feel upset.” Extracting : Check list secret bits “10”

為使機密文件更加安全，需要兩位科學家合作才可開啟密碼鎖 秘密分享 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 機密文件 為使機密文件更加安全，需要兩位科學家合作才可開啟密碼鎖

範例 2x+y=7 (1,5) (3,1) U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 （1,5） （2,3） （3,1） （4,-1） （5,-3） （6,-5） （7,-7） （8,-9）

視覺密碼 The Secret Image: Airplane Hidden in Hidden in The Basis Image: Mickey The Counterfeit Image: Minnie

The Basis Image: Mickey The Counterfeit Image: Minnie The Expanded Counterfeit Image: Minnie-3X3 The Expanded Basis Image: Mickey-3X3

Mickey-3X3 Minnie-3X3 Airplane

表演 shadow1 cover image1 stego image1 shadow2 cover image2 stego image2

stego image1 stego image2 stacked result

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(2, 6) (3, 6) (4, 6) (5, 6) (6, 6)

Rotating 40o Stacking Stacking Share 1 Share 2 Secret 1 “VISUAL” Secret 2 “SECRET”

Stacking Shadow 1 Shadow 2 Secret

電腦門神 識別系統的設計 通行碼識別系統 指紋識別系統 語音識別系統

通行碼之長相 簡單式 數學式 Playboy 問答式 系 統： “538929” （a1＋a2＋a3＋a4）a5 a6 使用者： “486” 密語式 Playboy 系 統： “538929” （a1＋a2＋a3＋a4）a5 a6 使用者： “486” 系 統：桌子 使用者：小鳥 系 統：手 使用者：水 系 統：鉛筆 使用者：電話 系 統：頭髮 使用者：花 系 統：指甲 使用者：燈泡 UILOVEYO

通行碼注意事項 長度適宜，沒有意義 記事簿 不同電腦用不同通行碼 不宜活太久 不存檔 守口如瓶

通行碼識別系統 使用者名稱 通行碼 ID1 ID2 . IDn PW1 PW2 . PWn 通行碼表

ID 格式是否正確 1 2 n 否！拒絕 IDi 是 PWi ID1 ID2 . 通行碼表 IDn 取出 否！拒絕通關 是！接受通關 否！拒絕通關 是 否！拒絕 PWi

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