《应用密码学》课程试卷(2)参考答案

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2008——2009学年第一学期

课程名称:应用密码学使用班级:信息安全06级1、2、3班

命题系别: 网络工程学院 命题人:张仕斌、张金全、万武南

第一题 填空(共15个空,每空1分,计15分)

1、128,160

2、已知明文攻击、选择明文攻击

3、双钥体制或者公钥密码体制或者非对称密码体制

4、m序列

5、128,192,256

6、会话密钥,密钥加密密钥

7、同步流密码

8、分组链接(CBC)模式,密码反馈(CFB)模式

9、1408

第二题 判断题(共10题,每题1分,计10分)

1、√

2、√

3、×

4、√

5、×

6、×

7、×

8、√

9、×10、×

第三题 单项选择(共10题,每题2分,计20分)

1、D

2、B

3、A

4、A

5、D

6、C

7、B

8、C

9、B 10、C

第四题(本题由三个小题组成,共16分)

1、简述RSA算法;(4分)

提示:给出密钥产生过程、加密过程、解密过程及各过程中需要注意之处。

2、在RSA算法密钥产生过程中,设p=19,q=13,取公钥e=7,求私钥d;(要求:给出必要计算过程。6分)

3、设RSA算法的参数选择如上题所述,求消息m=41所对应的密文;(要求:给出必要计算过程。6分)

解:1)密钥的产生

①选两个保密的大素数p和q。

②计算n=p×q,φ(n)=(p-1)(q-1),其中φ(n)是n的欧拉函数值。

③选一整数e,满足1

④计算d,满足d·e≡1 modφ(n),即d是e在模φ(n)下的乘法逆元,因e 与φ(n)互素,由模运算可知,它的乘法逆元一定存在。

⑤以{e,n}为公开钥,{d,n}为秘密钥。(1分)

加密:先将明文比特串分组,使每个分组对应的十进制数小于n,即分组长度小于log2n。然后对每个明文分组m作加密运算:c≡m e mod n(1分)解密:对密文分组的解密运算为:m≡c d mod n(1分)

2)由p=13,q=19,可得n=247(1分),φ(n)= 216。(1分)

由欧几里德扩展算法可得:d为31

216=7*30+6 7=6+1 (2分)

1=7-6=7-(216-7*30)=7*31-216(2分)

3)计算417mod247=154

由孙子定理:417mod247等价于求解如下方程组:

x=417mod13=27mod13=11mod13 (1)(2分)

x=417mod19=37mod19=2mod19 (2)(2分)

联立(1)(2)可得结果(2分)

第五题(说明:本题由三个小题组成,共13分)

(1)以DES为例,画出分组密码的输出反馈(OFB)模式的加密解密示意图(反馈值可以设定为j比特)(7分)

(2)在(1)的题设下,假设反馈值设定为8比特,则加密时明文的一个比特错误,对密文造成什么影响?(3分)

(3)在(1)的题设下,假设反馈值设定为8比特,在传输过程中,密文的一个比特发生错误,对接收方解密会造成什么影响?(3分)解:(1) 如下图所示:

评分标准:加密图(4分),解密图(3分)

加密图:移位寄存器部分(1分),DES及密钥K部分(1分),加密部分(1分),反馈部分(1分)

解密图:移位寄存器部分和DES及密钥K部分(1分),解密部分(1分),反馈部分(1分)

(2)由于反馈的是寄存器的输出,所以,可以看到,实际上对密文没有影响(2分),也就是说没有错误传播(1分)。

(3)解密时,由于每组都是独立解密的(1分),所以,传输过程中密文的一个比特错误,只会影响本组8个比特的解密(2分)。 第六题(说明:本题共16分,要求给出必要的计算过程) 设p=23,E 是由y 2≡x 3+x+1(mod 23)所确定的有限域Z 23上的椭圆曲线。

(1)设P=(x 1,y 1),Q=(x 2,y 2),P ≠-Q 是椭圆曲线E p (a,b)上的点,给出计

算P+Q=(x 3,y 3)的规则(提示:分成P =Q 和P ≠Q 两种情况)

(4分) (2)已知该椭圆曲线上有P=(11,3),Q=(9,7)两点,计算P+Q (6分)

(3)已知该椭圆曲线上有P=(11,3),计算2P (6分) 解:(1) x 3=λ2-x 1-x 2 modp (1分)

y 3=λ(x 1-x 3)-y 1modp (1分)

下面两个式子,一个1分,共2分。

212121132y y P Q x x x a P Q y λ−⎧≠⎪−⎪=⎨+⎪=⎪⎩

(2)P ≠Q ,则

λ=(y 2-y 1)(x 2-x 1)-1mod p=(7-3)(9-11)-1mod 23=21 (2分) x 3=λ2-x 1-x 2 modp =441-11-9mod23=7 (2分) y 3=λ(x 1-x 3)-y 1 modp =21(11-7)-3 mod23=12 (2分)

(3) P =Q,则

λ=(3x 12+a)(2y 1)-1modp=(3*112+1)(2*3)-1=7 (2分) x 3=λ2-x 1-x 2 modp =49-11-11 mod23=4 (2分)

y3=λ(x1-x3)-y1 modp =7*(11-4)-3 mod23=0(2分)

第七题(说明:本题10分,要求给出解题过程)

(1)请画出DES加密算法的轮结构,并标明每一步过程中输入和输出的比特数(7分)

(2) 对轮结构加以说明(3分)

解:(1) DES加密算法的轮结构如下:

评分标准:扩展置换(1分),S盒(1分),置换P(1分),移位(1分),置换选择2(1分),输出位数标记(1分),异或运算(1分)。

(2)将64比特的轮输入分成各为32比特的左、右两半,分别记为L和R。轮密钥K i为48比特。(1分)轮输入的右半部分R为32比特,R首先被扩展成48比特。(1分)扩展后的48比特再与子密钥K i异或,然后再通过一个S盒,产生32比特的输出。该输出再经过一个置换,产生的结果即为输出。(1分)