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现代密码学 (杨波 著) 清华大学出版社_khdaw

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杨波, 《现代密码学(第2版)》06-1

杨波, 《现代密码学(第2版)》06-1

图6.1 MAC的基本使用方式
如果仅收发双方知道K，且B计算得到的MAC 与接收到的MAC一致，则这一系统就实现了以下 功能： ① 接收方相信发送方发来的消息未被篡改，这是 因为攻击者不知道密钥，所以不能够在篡改消息后 相应地篡改MAC，而如果仅篡改消息，则接收方 计算的新MAC将与收到的MAC不同。 ② 接收方相信发送方不是冒充的，这是因为除收 发双方外再无其他人知道密钥，因此其他人不可能 对自己发送的消息计算出正确的MAC。
第1轮 已知M1、MAC1，其中MAC1=CK(M1)。对 所有2k个可能的密钥计算MACi=CKi(M1)，得2k-n个 可能的密钥。 第2轮 已知M2、MAC2，其中MAC2=CK(M2)。对 上一轮得到的2k-n个可能的密钥计算MACi=CKi(M2)， 得2k-2×n个可能的密钥。
如此下去，如果k=αn，则上述攻击方式平均需要α 轮。例如，密钥长为80比特，MAC长为32比特， 则第1轮将产生大约248个可能密钥，第2轮将产生 216个可能的密钥，第3轮即可找出正确的密钥。
⑤ 已知x，找出y(y≠x)使得H(y)=H(x)在计算上是不 可行的。称满足这一性质的杂凑函数为弱单向杂凑 函数。 ⑥ 找出任意两个不同的输入x、y，使得H(y)=H(x) 在计算上是不可行的。称满足这一性质的杂凑函数 为强单向杂凑函数。
第⑤和第⑥个条件给出了杂凑函数无碰撞性的概念， 如果杂凑函数对不同的输入可产生相同的输出，则 称该函数具有碰撞性。
杂凑函数的目的是为需认证的数据产生一个“指 纹”。为了能够实现对数据的认证，杂凑函数应满 足以下条件： ① 函数的输入可以是任意长。 ② 函数的输出是固定长。 ③ 已知x，求H(x)较为容易，可用硬件或软件实现。 ④ 已知h，求使得H(x)=h的x在计算上是不可行的， 即满足单向性，称H(x)为单向杂凑函数。

现代密码学杨波课后习题讲解

现代密码学杨波课后习题讲解

选择两个不同的大素数p和q， 计算n=p*q和φ(n)=(p-1)*(q-1)。 选择整数e，使得1<e<φ(n)且e 与φ(n)互质。计算d，使得 d*e≡1(mod φ(n))。公钥为 (n,e)，私钥为(n,d)。
将明文信息M（M<n）加密为 密文C，加密公式为 C=M^e(mod n)。
将密文C解密为明文信息M，解 密公式为M=C^d(mod n)。
课程特点
杨波教授的现代密码学课程系统介绍了密码学的基本原 理、核心算法和最新进展。课程注重理论与实践相结合， 通过大量的案例分析和编程实践，帮助学生深入理解和 掌握密码学的精髓。
课后习题的目的与意义
01 巩固课堂知识
课后习题是对课堂知识的有效补充和延伸，通过 解题可以帮助学生加深对课堂内容的理解和记忆。
不要重复使用密码
避免在多个账户或应用中使用相同的密码， 以减少被攻击的风险。
注意网络钓鱼和诈骗邮件
数字签名与认证技术习题讲
05
解
数字签名基本概念和原理
数字签名的定义
数字签名的应用场景
数字签名是一种用于验证数字文档或 电子交易真实性和完整性的加密技术。
电子商务、电子政务、电子合同、软 件分发等。
数字签名的基本原理
利用公钥密码学中的私钥对消息进行签 名，公钥用于验证签名的正确性。签名 过程具有不可抵赖性和不可伪造性。
Diffie-Hellman密钥交换协议分析
Diffie-Hellman密钥交换协议的原理
该协议利用数学上的离散对数问题，使得两个通信双方可以在不安全的通信通道上协商出一个共 享的密钥。
Diffie-Hellman密钥交换协议的安全性
该协议在理论上被证明是安全的，可以抵抗被动攻击和中间人攻击。

《现代密码学(第2版)杨波 01

《现代密码学(第2版)杨波 01

保密通信系统的组成
明文消息空间M,密文消息空间C,密钥空间 K1和K2,在单钥体制下K1=K2=K,此时密钥K需 经安全的密钥信道由发送方传给接收方; 加密变换Ek1:M→C,其中k1∈K1,由加密器 完成; 解密变换Dk2:C→M,其中k2∈K2,由解密器 实现. 称总体(M,C,K1,K2,EK1,DK2)为保密通信系统.对 于给定明文消息m∈M,密钥k1∈K1,加密变 换将明文m变换为密文c,即 c=f(m,k )=E (m)m∈M,k ∈K
20世纪90年代,因特网爆炸性的发展把人类 带进了一个新的生存空间.因特网具有高度 分布,边界模糊,层次欠清,动态演化,而 用户又在其中扮演主角的特点,如何处理好 这一复杂而又巨大的系统的安全,成为信息 安全的主要问题.由于因特网的全球性,开 放性,无缝连通性,共享性,动态性发展, 使得任何人都可以自由地接入,其中有善者, 也有恶者.恶者会采用各种攻击手段进行破 坏活动.
如何产生满足保密要求的密钥以及如何将密 钥安全可靠地分配给通信双方是这类体制设 计和实现的主要课题. 密钥产生,分配,存储,销毁等问题,统称 为密钥管理.这是影响系统安全的关键因素. 单钥体制可用于数据加密,也可用于消息的 认证. 单钥体制有两种加密方式:
– 明文消息按字符(如二元数字)逐位地加密,称 之为流密码; – 将明文消息分组(含有多个字符),逐组地进行 加密,称之为分组密码.
在信息传输和处理系统中,除了预定的接收 者外,还有非授权者,他们通过各种办法 (如搭线窃听,电磁窃听,声音窃听等)来 窃取机密信息,称其为截收者. 截收者虽然不知道系统所用的密钥,但通过 分析可能从截获的密文推断出原来的明文或 密钥,这一过程称为密码分析,ห้องสมุดไป่ตู้事这一工 作的人称为密码分析员,研究如何从密文推 演出明文,密钥或解密算法的学问称为密码 分析学.

现代密码学_清华大学_杨波着+习题答案

现代密码学_清华大学_杨波着+习题答案

一、古典密码（1,2,4）解：设解密变换为m=D(c)≡a*c+b (mod 26)由题目可知密文ed 解密后为if，即有：D(e)=i ：8≡4a+b (mod 26) D(d)=f ：5≡3a+b (mod 26) 由上述两式，可求得a=3，b=22。

因此，解密变换为m=D(c)≡3c+22 (mod 26)密文用数字表示为：c=[4 3 18 6 8 2 10 23 7 20 10 11 25 21 4 16 25 21 10 23 22 10 25 20 10 21 2 20 7] 则明文为m=3*c+22 (mod 26)=[8 5 24 14 20 2 0 13 17 4 0 3 19 7 8 18 19 7 0 13 10 0 19 4 0 7 2 4 17]= ifyoucanreadthisthankateahcer4. 设多表代换密码C i≡ AM i + B (mod 26) 中，A是2×2 矩阵，B是0 矩阵，又知明文“dont”被加密为“elni”，求矩阵A。

解：dont = (3,14,13,19) => elni = (4,11,13,8)二、流密码 （1,3,4）1. 3 级 线 性 反 馈 移 位 寄 存 器 在 c 3=1 时 可 有 4 种 线 性 反 馈 函 数 ， 设 其 初 始 状 态 为 (a 1,a 2,a 3)=(1,0,1)，求各线性反馈函数的输出序列及周期。

解：设反馈函数为 f(a 1,a 2,a 3) = a 1⊕c 2a 2⊕c 1a 3当 c1=0，c2=0 时，f(a 1,a 2,a 3) = a 1，输出序列为 101101…，周期为 3。

当 c1=0，c2=1 时，f(a 1,a 2,a 3) = a 1⊕a 2，输出序列如下 10111001011100…，周期为 7。

当 c1=1，c2=0 时，f(a 1,a 2,a 3) = a 1⊕a 3，输出序列为 10100111010011…，周期为 7。

现代密码学_清华大学_杨波著_部分习题答案[1]

现代密码学_清华大学_杨波著_部分习题答案[1]
密文 C= E11,23(M)≡11*M+23 (mod 26) =[24 22 15 10 23 24 7 21 10 23 14 13 15 19 9 2 7 24 1 23 11 15 10 19 1]
= YWPKXYHVKXONPTJCHYBXLPKTB ∵ 11*19 ≡ 1 mod 26 (说明：求模逆可采用第 4 章的“4.1.6 欧几里得算法”，或者直接穷举 1~25) ∴ 解密变换为 D(c)≡19*(c-23)≡19c+5 (mod 26) 对密文 C 进行解密：
密文用数字表示为：
c=[4 3 18 6 8 2 10 23 7 20 10 11 25 21 4 16 25 21 10 23 22 10 25 20 10 21 2 20 7] 则明文为 m=3*c+22 (mod 26)
=[8 5 24 14 20 2 0 13 17 4 0 3 19 7 8 18 19 7 0 13 10 0 19 4 0 7 2 4 17]
⇒
Ri'
=
L' i −1
⊕
F
(
R' i −1
,
Ki' )
( ) ( ) ⇔
Li−1 ⊕ F (Ri−1, Ki )
'=
Li−1
⊕
F
(
R' i −1
,
Ki'
)
'
根据(i)(ii) 根据(iii)
⇔
F (Ri−1, Ki )
=
F
(
R' i −1
,
Ki' )
⇔
P(S
( E ( Ri −1 )
⊕

杨波, 《现代密码学(第2版)》02

杨波, 《现代密码学(第2版)》02

• 初始状态由用户确定。 • 当第i个移位时钟脉冲到来时，每一级存储器ai都将 其内容向下一级ai-1传递，并计算f(a1,a2,…,an)作为 下一时刻的an。 • 反馈函数f(a1,a2,…,an)是n元布尔函数，即n个变元 a1,a2,…,an可以独立地取0和1这两个可能的值，函数 中的运算有逻辑与、逻辑或、逻辑补等运算，最后 的函数值也为0或1。
例2.3 图2.11是一个5级线性反馈移位寄存器，其 初始状态为（a1,a2,a3,a4,a5）=(1,0,0,1,1)，可求出输 出序列为： 1001101001000010101110110001111100110… 周期为31。
图2.11 一个5级线性反馈移位寄存器
n级线性反馈移位寄存器的状态周期小于等于2n-1。 输出序列的周期与状态周期相等，也小于等于2n-1。
又由p(x)A(x)=φ(x)可得p(x)q(x)A(x)=φ(x)q(x)。
所以(xp-1)A(x)=φ(x)q(x)。 由于q(x)的次数为 p-n，φ(x)的次数不超过n-1，
所以(xp-1)A(x)的次数不超过(p-n)+(n-1)=p-1。
将(xp-1)A(x)写成 xp A(x)- A(x),可看出对于任意正整 数i都有ai+p=ai。 设p=kr+t, 0≤t<r，则ai+p=ai+kr+t=ai+t=ai，所以t=0，即 r | p。（证毕）
分组密码与流密码的区别就在于有无记忆性。 流密码的滚动密钥z0=f(k,σ0)由函数f、密钥k和指定 的初态σ0完全确定。 由于输入加密器的明文可能影响加密器中内部记忆 元件的存储状态，σi(i>0)可能依赖于k，σ0，x0， x1，…，xi-1等参数。

杨波, 《现代密码学(第2版)》07


由加密算法产生数字签字又分为外部保密方式 加密算法产生数字签字又分为外部保密方式 产生数字签字又分为 内部保密方式,外部保密方式是指数字签字是直 和内部保密方式,外部保密方式是指数字签字是直 接对需要签字的消息生成而不是对已加密的消息生 否则称为内部保密方式. 成,否则称为内部保密方式. 外部保密方式便于解决争议,因为第3方在处 外部保密方式便于解决争议,因为第 方在处 理争议时,需得到明文消息及其签字. 理争议时,需得到明文消息及其签字.但如果采用 内部保密方式, 内部保密方式,第3方必须得到消息的解密密钥后 方必须得到消息的解密密钥后 才能得到明文消息.如果采用外部保密方式, 才能得到明文消息.如果采用外部保密方式,接收 方就可将明文消息及其数字签字存储下来以备以后 万一出现争议时使用. 万一出现争议时使用.
由此可见,数字签字具有认证功能. 由此可见,数字签字具有认证功能.为实现上 条性质, 要求: 述3条性质,数字签字应满足以下要求: 条性质 数字签字应满足以下要求 ① 签字的产生必须使用发方独有的一些信息以防 伪造和否认. 伪造和否认. 签字的产生应较为容易. ② 签字的产生应较为容易. 签字的识别和验证应较为容易. ③ 签字的识别和验证应较为容易. ④ 对已知的数字签字构造一新的消息或对已知的 消息构造一假冒的数字签字在计算上都是不可行的. 消息构造一假冒的数字签字在计算上都是不可行的.
因此, 因此,在收发双方未建立起完全的信任关系且存在 利害冲突的情况下,单纯的消息认证就显得不够. 利害冲突的情况下,单纯的消息认证就显得不够. 数字签字技术则可有效解决这一问题. 数字签字技术则可有效解决这一问题. 类似于手书签字,数字签字应具有以下性质: 类似于手书签字,数字签字应具有以下性质: 应具有以下性质 能够验证签字产生者的身份, ① 能够验证签字产生者的身份,以及产生签字的 日期和时间. 日期和时间. 能用于证实被签消息的内容. ② 能用于证实被签消息的内容. 数字签字可由第三方验证, ③ 数字签字可由第三方验证,从而能够解决通信 双方的争议. 双方的争议.

现代密码学 (杨波 著) 清华大学出版社_khdaw


am +3 = c1am + 2 + c2 am +1 + c3am + c4am −1 + L + cm −1a4 + cm a3
.c
而第 m+3 比特应为：
om
j =1
.c
输出 1 1
注：s个01
k ≥1
om
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NCUT 密码学 – 习题与答案
2010
三、分组密码 （1,2,3,4）
1. (1) 设 M’是 M 的逐比特取补，证明在 DES 中，如果对明文分组和密文分组都逐比特取补， 那么得到的密文也是原密文的逐比特取补，即 如果 Y = DESK(X)，那么 Y’=DESK’(X’) 提示：对任意两个长度相等的比特串 A 和 B，证明(A⊕B)’=A’⊕B。
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w .c
1. 设仿射变换的加密是 E11,23(m)≡11m+23 (mod 26)，对明文“THE NATIONAL SECURITY AGENCY”加密，并使用解密变换 D11,23(c)≡11-1(c-23) (mod 26) 验证你的加密结果。 解：明文用数字表示：M=[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] 密文 C= E11,23(M)≡11*M+23 (mod 26) =[24 22 15 10 23 24 7 21 10 23 14 13 15 19 9 2 7 24 1 23 11 15 10 19 1] = YWPKXYHVKXONPTJCHYBXLPKTB ，或者直接穷举 1~25) ∵ 11*19 ≡ 1 mod 26 (说明：求模逆可采用第 4 章的“4.1.6 欧几里得算法” ∴ 解密变换为 D(c)≡19*(c-23)≡19c+5 (mod 26) 对密文 C 进行解密： M’=D(C)≡19C+5 (mod 26) =[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] = THE NATIONAL SECURITY AGENCY

杨波,_《现代密码学(第2版)》第五章 5.1-5.2节


存储会话密钥， 转发E ③ A存储会话密钥，并向 转发 KB[KS‖IDA]。因 存储会话密钥 并向B转发 。 为转发的是由K 加密后的密文， 为转发的是由 B加密后的密文，所以转发过程不 会被窃听。B收到后，可得会话密钥KS，并从IDA 会被窃听。 收到后，可得会话密钥 并从 收到后 可知另一方是A，而且还从E 知道K 可知另一方是 ，而且还从 KB知道 S的确来自 KDC。 。 这一步完成后，会话密钥就安全地分配给了 、 。 这一步完成后，会话密钥就安全地分配给了A、B。 然而还能继续以下两步工作： 然而还能继续以下两步工作：
两个用户A和 获得共享密钥的方法包括： 获得共享密钥的方法包括 两个用户 和B获得共享密钥的方法包括： 密钥由A选取并通过物理手段发送给 选取并通过物理手段发送给B。 ① 密钥由 选取并通过物理手段发送给 。 密钥由第三方选取并通过物理手段发送给A和 。 ② 密钥由第三方选取并通过物理手段发送给 和B。 如果A、 事先已有一密钥 事先已有一密钥， ③ 如果 、B事先已有一密钥，则其中一方选取新密 钥后，用已有的密钥加密新密钥并发送给另一方。 钥后，用已有的密钥加密新密钥并发送给另一方。 如果A和 与第三方 分别有一保密信道， 与第三方C分别有一保密信道 ④ 如果 和B与第三方 分别有一保密信道，则C为A、 为 、 B选取密钥后，分别在两个保密信道上发送给 、B。 选取密钥后， 选取密钥后 分别在• 假定两个用户 、B分别与密钥分配中心 假定两个用户A、 分别与密钥分配中心 分别与密钥分配中心KDC (key distribution center)有一个共享的主密钥 A和KB， 有一个共享的主密钥K 有一个共享的主密钥 A希望与 建立一个共享的一次性会话密钥，可通 希望与B建立一个共享的一次性会话密钥 希望与 建立一个共享的一次性会话密钥， 过以下几步来完成（ 过以下几步来完成（图5.1 ）： • ① A向KDC发出会话密钥请求。表示请求的消息由 发出会话密钥请求。 向 发出会话密钥请求 两个数据项组成， 项是A和 的身份 的身份， 两个数据项组成，第1项是 和B的身份，第2项是 项是 项是 这次业务的惟一识别符N1， 为一次性随机数， 这次业务的惟一识别符 ，称N1为一次性随机数， 为一次性随机数 可以是时戳、计数器或随机数。每次请求所用的N1 可以是时戳、计数器或随机数。每次请求所用的 都应不同，且为防止假冒，应使敌手对N1难以猜测 难以猜测。 都应不同，且为防止假冒，应使敌手对 难以猜测。 因此用随机数作为这个识别符最为合适。 因此用随机数作为这个识别符最为合适。

密码学及应用 教学大纲

密码学及应用一、课程说明课程编号：090257X10课程名称：密码学及应用/Theory and Application of Cryptography课程类别：专业教育课程学时/学分：64/4先修课程：高等数学适用专业：信息安全、计算机科学与技术、物联网工程、智能科学与技术教材、教学参考书：1.杨波.现代密码学(第3版).北京:清华大学出版社,2015年2. Bruce Schneier著,吴世忠等译.应用密码学—协议、算法与C程序. 北京:机械工业出版社,2014年3. 宋秀丽主编.现代密码学原理与应用.北京:机械工业出版社,2012年二、课程设置的目的意义密码学及应用课程是为信息安全专业的专业必修课，也可以作为计算机科学与技术、物联网工程等计算机类专业的拓展知识体系的专业选修课。

课程的设置目的是让学生通过本课程的学习，掌握密码学涉及的数学知识、常用的密码算法和经典的密码协议及其在当前网络热点研究中的应用，掌握解决计算机网络安全问题的基本策略和方法，为后续信息安全相关课程学习以及应用创新能力的培养奠定基础。

三、课程的基本要求知识：要求学生掌握密码学的基本概念，密码体制的分类，经典的密码算法，数字签名和身份认证的基本概念，密钥交换、数字签名、身份认证等基本的密码协议，盲签名、秘密共享、匿名通信和安全计算等高级密码协议，密钥管理的概念和方法以及相应的标准等知识，学会安全网络协议的分析与设计方法。

能力：将密码学的基本知识应用于计算机网络系统，培养解决当前网络环境下存在的信息安全问题的能力；针对具体的网络安全问题，能进行安全性分析并提出有效的解决方案，培养分析问题和解决问题以及创新的能力。

素质：提高学生信息安全意识的观念，通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质；通过课外文献阅读和PPT讲解的学习模式培养自主学习的素质，具备发现问题、分析问题和解决问题的能力、不断获取新知识以及较强的应用能力。

四、教学内容、重点难点及教学设计注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、大型作业、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：课堂考勤、课堂互动、平时作业、期中检测、上机实验、课外阅读、期末笔试等；分析问题与解决问题能力考核占50%，基础知识笔七、大纲主撰人：大纲审核人：。

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根据(i)(ii) 根据(iii)
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NCUT 密码学 – 习题与答案 2010
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fi ( Li −1 , Ri −1 ) = ( Li −1 ⊕ F ( Ri −1 , Ki ), Ri −1 )
则有，
kh
fi 2 ( Li −1 , Ri −1 ) = ( Li −1 ⊕ F ( Ri −1 , K i ), Ri −1 ) = fi ( Li −1 ⊕ F ( Ri −1 , Ki ), Ri −1 ) = ( Li −1 , Ri −1 ) = ( ( Li −1 ⊕ F ( Ri −1 , Ki )) ⊕ F ( Ri −1 , Ki ), Ri −1 )
w
⎡a b ⎤ ⎥， ⎣c d ⎦
.c
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A 是 2×2 矩阵， B 是 0 矩阵， 又知明文 “dont” 4. 设多表代换密码 Ci ≡ AMi + B (mod 26) 中， 被加密设解密变换为 m=D(c)≡a*c+b (mod 26) 由题目可知 密文 ed 解密后为 if，即有： D(e)=i ： 8≡4a+b (mod 26) D(d)=f ： 5≡3a+b (mod 26) 由上述两式，可求得 a=3，b=22。 因此，解密变换为 m=D(c)≡3c+22 (mod 26) 密文用数字表示为： c=[4 3 18 6 8 2 10 23 7 20 10 11 25 21 4 16 25 21 10 23 22 10 25 20 10 21 2 20 7] 则明文为 m=3*c+22 (mod 26) =[8 5 24 14 20 2 0 13 17 4 0 3 19 7 8 18 19 7 0 13 10 0 19 4 0 7 2 4 17] = ifyoucanreadthisthankateahcer
kh
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解：
dont = (3,14,13,19) 设 A= ⎢
=>
elni = (4,11,13,8)
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则有：
可求得 A = ⎢
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⎡10 13⎤ ⎥ ⎣ 9 23⎦
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⎡ 4 ⎤ ⎡a b ⎤ ⎡ 3 ⎤ ⎡13⎤ ⎡ a b ⎤ ⎡13⎤ ⎢11⎥ = ⎢ c d ⎥ ⎢14 ⎥ (mod 26) ， ⎢ 8 ⎥ = ⎢ c d ⎥ ⎢19 ⎥ (mod 26) ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎣ ⎦
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F ( R, K ) = P( S ( E ( R) ⊕ K )) 。 因此有如下推理：
Y = DES K ( X ) ⇒ Y ' = DES K ' ( X ') ⇔
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⇔ Ri = Li −1 ⊕ F ( Ri −1 , Ki ) ⇒ Ri' = L'i −1 ⊕ F ( Ri'−1 , Ki' )
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1. 设仿射变换的加密是 E11,23(m)≡11m+23 (mod 26)，对明文“THE NATIONAL SECURITY AGENCY”加密，并使用解密变换 D11,23(c)≡11-1(c-23) (mod 26) 验证你的加密结果。 解：明文用数字表示：M=[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] 密文 C= E11,23(M)≡11*M+23 (mod 26) =[24 22 15 10 23 24 7 21 10 23 14 13 15 19 9 2 7 24 1 23 11 15 10 19 1] = YWPKXYHVKXONPTJCHYBXLPKTB ，或者直接穷举 1~25) ∵ 11*19 ≡ 1 mod 26 (说明：求模逆可采用第 4 章的“4.1.6 欧几里得算法” ∴ 解密变换为 D(c)≡19*(c-23)≡19c+5 (mod 26) 对密文 C 进行解密： M’=D(C)≡19C+5 (mod 26) =[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] = THE NATIONAL SECURITY AGENCY
am +3 = c1am + 2 + c2 am +1 + c3am + c4am −1 + L + cm −1a4 + cm a3
.c
而第 m+3 比特应为：
om
j =1
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输出 1 1
注：s个01
k ≥1
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NCUT 密码学 – 习题与答案
2010
即第 m+3 比特为 0，因此不可能为 1. M 的散列值相同。
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kh
da
= c1 ⋅ 1 + c2 ⋅ 0 + c3 ⋅ 1 + c4 ⋅ 0 + LL + cm −1 ⋅ 1 + cm ⋅ 0
= ∑ c2 j −1 = 0
s
w
1. 3 级 线 性 反 馈 移 位 寄 存 器 在 c3=1 时 可 有 4 种 线 性 反 馈 函 数 ， 设 其 初 始 状 态 为 (a1,a2,a3)=(1,0,1)，求各线性反馈函数的输出序列及周期。 解：设反馈函数为 f(a1,a2,a3) = a1⊕c2a2⊕c1a3 当 c1=0，c2=0 时，f(a1,a2,a3) = a1，输出序列为 101101…，周期为 3。 当 c1=0，c2=1 时，f(a1,a2,a3) = a1⊕a2，输出序列如下 10111001011100…，周期为 7。 当 c1=1，c2=0 时，f(a1,a2,a3) = a1⊕a3，输出序列为 10100111010011…，周期为 7。 当 c1=1，c2=1 时，f(a1,a2,a3) = a1⊕a2⊕a3，输出序列为 10101010…，周期为 2。
解： 根据题目条件，可知初始状态 s0 为：
设该 LFSR 的输出序列满足如下递推关系：
s0 = (a1 , a2 ,L , am −1 , am ) = (0,1,..., 0,1)
hd
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w
则第 m+1, m+2 个比特为：
am + k = c1am + k −1 + c2 am −1 + L cm ak ,
da
w
(2) 对 DES 进行穷举搜索攻击时，需要在由 256 个密钥构成的密钥空间进行。能否根据(1) 的结论减少进行穷搜索攻击时所用的密钥空间。
.c
om
根据(iii )可知 E ( Ri −1 ) ⊕ Ki = ( E ( Ri −1 ) ⊕ Ki' )' = ( E ( Ri −1 ))' ⊕ Ki
w .c
om
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3. 设 n=4，f(a1,a2,a3,a4)=a1⊕a4⊕1⊕a2a3，初始状态为(a1,a2,a3,a4)=(1,1,0,1)，求此非线性 反馈移位寄存器的输出序列及周期。 解：列出该非线性反馈移位寄存器的状态列表和输出列表：
状态(a1,a2,a3,a4) f(a1,a2,a3,a4)
.k
hd
课 后
2. 设由仿射变换对一个明文加密得到的密文为 edsgickxhuklzveqzvkxwkzukvcuh，又已知明文 的前两个字符是“if” 。对该密文解密。
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答
案
网
.c
om
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二、流密码 （1,3,4）
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（ 声 明：非 标 准 答 案，仅 供 参 考 ）
一、古典密码 （1,2,4）
字母 数字
A
B
C
D
E
F
G
H
om
I J K L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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kh
解：(1) 根据取补的性质，密钥空间 K 可分成两部分 K1/2 和 K’1/2，即 K= K1/2∪K’1/2 对于任意一个 k∈K1/2，它的取补 k’∈K’1/2；对于任意一个 k∈K’1/2，它的取补 k’∈ K1/2。即，K1/2 和 K’1/2 是一一对应的；它们的空间大小都是 256/2=255。 其中 x、 y 分别为明文和密文， E 为 DES 加密算法， (2) 选择明文攻击时， 假设有 Ek0(x)=y， k0 为真实的密钥。
(1,1,1,1) (1,1,1,0)
案