第三章对称密码体制2
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对称密码体制和⾮对称密码体制⼀、对称加密 (Symmetric Key Encryption)对称加密是最快速、最简单的⼀种加密⽅式,加密(encryption)与解密(decryption)⽤的是同样的密钥(secret key)。
对称加密有很多种算法,由于它效率很⾼,所以被⼴泛使⽤在很多加密协议的核⼼当中。
⾃1977年美国颁布DES(Data Encryption Standard)密码算法作为美国数据加密标准以来,对称密码体制迅速发展,得到了世界各国的关注和普遍应⽤。
对称密码体制从⼯作⽅式上可以分为分组加密和序列密码两⼤类。
对称加密算法的优点:算法公开、计算量⼩、加密速度快、加密效率⾼。
对称加密算法的缺点:交易双⽅都使⽤同样钥匙,安全性得不到保证。
此外,每对⽤户每次使⽤对称加密算法时,都需要使⽤其他⼈不知道的惟⼀钥匙,这会使得发收信双⽅所拥有的钥匙数量呈⼏何级数增长,密钥管理成为⽤户的负担。
对称加密算法在分布式⽹络系统上使⽤较为困难,主要是因为密钥管理困难,使⽤成本较⾼。
⽽与公开密钥加密算法⽐起来,对称加密算法能够提供加密和认证却缺乏了签名功能,使得使⽤范围有所缩⼩。
对称加密通常使⽤的是相对较⼩的密钥,⼀般⼩于256 bit。
因为密钥越⼤,加密越强,但加密与解密的过程越慢。
如果你只⽤1 bit来做这个密钥,那⿊客们可以先试着⽤0来解密,不⾏的话就再⽤1解;但如果你的密钥有1 MB⼤,⿊客们可能永远也⽆法破解,但加密和解密的过程要花费很长的时间。
密钥的⼤⼩既要照顾到安全性,也要照顾到效率,是⼀个trade-off。
分组密码:也叫块加密(block cyphers),⼀次加密明⽂中的⼀个块。
是将明⽂按⼀定的位长分组,明⽂组经过加密运算得到密⽂组,密⽂组经过解密运算(加密运算的逆运算),还原成明⽂组,有 ECB、CBC、CFB、OFB 四种⼯作模式。
序列密码:也叫流加密(stream cyphers),⼀次加密明⽂中的⼀个位。
对称密码体制与公钥密码体制是现代密码学中两种基本的密码体制,它们在保护信息安全,防止信息被未经授权者获取和篡改方面发挥着重要的作用。
下面将从定义、特点、优缺点、应用领域等方面来详细描述对称密码体制与公钥密码体制。
一、对称密码体制1. 定义:对称密码体制是指加密和解密使用同一个密钥的密码系统,也就是通信双方需要共享同一个密钥来进行加解密操作。
2. 特点:对称密码体制具有以下特点:1) 加密速度快:因为加密和解密使用同一个密钥,所以运算速度快。
2) 安全性依赖于密钥的安全性:只要密钥泄露,整个系统的安全就会受到威胁。
3) 密钥管理困难:通信双方需要事先共享密钥,密钥的分发和管理是一个很复杂的问题。
3. 优缺点:对称密码体制的优缺点如下:1) 优点:加密速度快,适合对大数据进行加密;算法简单,易于实现和设计。
2) 缺点:密钥管理困难,安全性依赖于密钥的安全性。
4. 应用领域:对称密码体制主要应用于一些对加密速度要求较高,密钥管理相对容易的场景中,比如网络通信、数据库加密等领域。
二、公钥密码体制1. 定义:公钥密码体制是指加密和解密使用不同密钥的密码系统,也就是通信双方分别有公钥和私钥,公钥用于加密,私钥用于解密。
2. 特点:公钥密码体制具有以下特点:1) 加密和解密使用不同的密钥,安全性更高。
2) 密钥管理相对容易:每个用户都拥有自己的一对密钥,不需要事先共享密钥。
3) 加密速度较慢:因为加密和解密使用不同的密钥,计算复杂度较高。
3. 优缺点:公钥密码体制的优缺点如下:1) 优点:安全性更高,密钥管理相对容易。
2) 缺点:加密速度较慢,算法复杂,设计和实现难度大。
4. 应用领域:公钥密码体制主要应用于对安全性要求较高,加密速度要求相对较低的场景中,比如数字签名、安全传输等领域。
三、对称密码体制与公钥密码体制的比较根据对称密码体制与公钥密码体制的特点、优缺点和应用领域,下面对它们进行比较:1. 安全性:公钥密码体制的安全性更高,因为加密和解密使用不同的密钥,不容易受到攻击;而对称密码体制的安全性依赖于密钥的安全性,一旦密钥泄露,整个系统的安全将受到威胁。
四45五3六57十4十一34十二47没做“信息安全理论与技术”习题及答案教材:《信息安全概论》段云所,魏仕民,唐礼勇,陈钟,高等教育出版社第一章概述(习题一,p11) 1.信息安全的目标是什么答:信息安全的目标是保护信息的机密性、完整性、抗否认性和可用性;也有观点认为是机密性、完整性和可用性,即CIA(Confidentiality,Integrity,Avai lability)。
机密性(Confidentiality)是指保证信息不被非授权访问;即使非授权用户得到信息也无法知晓信息内容,因而不能使用完整性(Integrity)是指维护信息的一致性,即信息在生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非人为的非授权簒改。
抗否认性(Non-repudiation)是指能保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为,是针对通信各方信息真实同一性的安全要求。
可用性(Availability)是指保障信息资源随时可提供服务的特性。
即授权用户根据需要可以随时访问所需信息。
2.简述信息安全的学科体系。
解:信息安全是一门交叉学科,涉及多方面的理论和应用知识。
除了数学、通信、计算机等自然科学外,还涉及法律、心理学等社会科学。
信息安全研究大致可以分为基础理论研究、应用技术研究、安全管理研究等。
信息安全研究包括密码研究、安全理论研究;应用技术研究包括安全实现技术、安全平台技术研究;安全管理研究包括安全标准、安全策略、安全测评等。
3. 信息安全的理论、技术和应用是什么关系如何体现答:信息安全理论为信息安全技术和应用提供理论依据。
信息安全技术是信息安全理论的体现,并为信息安全应用提供技术依据。
信息安全应用是信息安全理论和技术的具体实践。
它们之间的关系通过安全平台和安全管理来体现。
安全理论的研究成果为建设安全平台提供理论依据。
安全技术的研究成果直接为平台安全防护和检测提供技术依据。
平台安全不仅涉及物理安全、网络安全、系统安全、数据安全和边界安全,还包括用户行为的安全,安全管理包括安全标准、安全策略、安全测评等。