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信息安全第2章密码学基础

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网络信息安全基础第二章习题答案

网络信息安全基础第二章习题答案

网络信息安全基础第二章习题答案
第2 章
1 为什么密码的安全性应该基于密钥的保密，而不能基于算法细节的保密？
如果密码的安全性是基于保持算法的秘密，这种密码算法就称为受限制的算法。

受限制的算法在历史上起过作用，但按现代密码学的标准，它们的安全性已远远不够。

这是因为保密的算法只在一个很小的范围内设计和研究，少数人的智慧总是有限的。

算法的步骤和细节与密钥空间比总是非常有限的。

只有那些公开的、经过多年让众多的学者和黑客去研究仍不能被破解的算法才是真正安全的。

安全的加密体制中，密钥空间总是很大，相对于对算法细节保密，对密钥保密更安全。

2 密码的安全准则是什么？
密码的安全性应该基于密钥的保密，而不是基于算法细节的保密。

3 什么是雪崩准则？
雪崩准则就是要求算法具有良好的雪崩效应，输入当中的一个比特发生变化都应当使输。

第2章 密码学基础

第2章 密码学基础

明文是原始的信息（Plain text，记为P） 密文是明文经过变换加密后信息（Cipher（塞佛） text，记为C） 加密是从明文变成密文的过程（Enciphering，记为E） 解密是密文还原成明文的过程（Deciphering，记为D） 密钥是控制加密和解密算法操作的数据（Key，记为K）
非对称密钥体制
在非对称加密中，加密密钥与解密密钥不同，此时不需要通 过安全通道来传输密钥，只需要利用本地密钥发生器产生解密密 钥，并以此进行解密操作。由于非对称加密的加密和解密不同， 且能够公开加密密钥，仅需要保密解密密钥，所以不存在密钥管 理问题。非对称加密的另一个优点是可以用于数字签名。但非对 称加密的缺点是算法一般比较复杂，加密和解密的速度较慢。在 实际应用中，一般将对称加密和非对称加密两种方式混合在一起 来使用。即在加密和解密时采用对称加密方式，密钥传送则采用 非对称加密方式。这样既解决了密钥管理的困难，又解决了加密 和解密速度慢的问题。
2.2
密码破译
密码破译是在不知道密钥的情况下，恢复出密文中隐藏 的明文信息。密码破译也是对密码体制的攻击。 密码破译方法
1. 穷举攻击 破译密文最简单的方法，就是尝试所有可能的密码组合。经 过多次密钥尝试，最终会有一个钥匙让破译者得到原文，这个过 程就称为穷举攻击。
逐一尝试解密 密 文
解 密
错误报文
对称密钥体制
对称加密的缺点是密钥需要通过直接复制或网络传输的方式 由发送方传给接收方，同时无论加密还是解密都使用同一个密钥 ，所以密钥的管理和使用很不安全。如果密钥泄露，则此密码系 统便被攻破。另外，通过对称加密方式无法解决消息的确认问题 ，并缺乏自动检测密钥泄露的能力。对称加密的优点是加密和解 密的速度快。
2.3.1 对称加密技术

信息安全基础知识培训教材

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信息安全基础知识培训教材第一章：信息安全概述1.1 信息安全的定义及重要性1.1.1 信息安全的定义1.1.2 信息安全的重要性1.2 信息安全的威胁1.2.1 黑客攻击1.2.2 病毒和恶意软件1.2.3 社交工程1.2.4 数据泄露和盗窃1.3 信息安全法律法规1.3.1 国家相关法律法规1.3.2 个人隐私保护相关法规第二章：密码学基础2.1 密码学概述2.1.1 密码学的定义2.1.2 密码学的分类2.2 对称加密算法2.2.1 DES算法2.2.2 AES算法2.2.3 RC4算法2.3 非对称加密算法2.3.1 RSA算法2.3.2 ECC算法2.4 密钥交换算法2.4.1 DH算法2.4.2 ECDH算法第三章：网络安全基础3.1 网络安全概述3.1.1 网络安全的定义3.1.2 网络安全的威胁类型3.2 防火墙3.2.1 防火墙的作用3.2.2 防火墙的工作原理3.2.3 常见的防火墙类型3.3 入侵检测与防御3.3.1 入侵检测系统（IDS） 3.3.2 入侵防御系统（IPS）3.4 VPN技术3.4.1 VPN的定义及作用3.4.2 VPN的工作原理3.4.3 常用的VPN协议第四章：用户安全教育4.1 用户安全意识培养4.1.1 用户安全意识的重要性 4.1.2 用户安全教育的方法4.2 密码设置与管理4.2.1 强密码的要求4.2.2 密码管理的注意事项4.3 社交工程防范4.3.1 社交工程的手段4.3.2 防范社交工程攻击的方法第五章：应急预案和恢复5.1 信息安全事件的分类5.1.1 安全事件的定义5.1.2 常见的安全事件类型5.2 信息安全事件处理流程5.2.1 安全事件的报告与识别5.2.2 安全事件的分析与定级5.2.3 安全事件的处置与恢复5.3 应急预案和演练5.3.1 应急预案的编制5.3.2 应急演练的重要性5.3.3 应急演练的步骤结语通过本教材的学习，您将掌握信息安全的基础知识，了解信息安全的重要性，掌握密码学的基本原理，了解网络安全的防护措施，学会用户安全教育的方法，以及掌握信息安全事件的处理流程和应急预案的编制。

网络安全防护技能培训教材

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网络安全防护技能培训教材第1章网络安全基础概念 (4)1.1 网络安全的重要性 (4)1.1.1 个人信息安全 (4)1.1.2 企业信息安全 (4)1.1.3 国家信息安全 (4)1.2 常见网络安全威胁 (4)1.2.1 恶意软件 (4)1.2.2 网络钓鱼 (4)1.2.3 社交工程 (4)1.2.4 DDoS攻击 (4)1.2.5 数据泄露 (5)1.3 安全策略与防护措施 (5)1.3.1 安全策略 (5)1.3.2 防护措施 (5)第2章密码学基础 (5)2.1 密码学概述 (5)2.2 对称加密算法 (5)2.3 非对称加密算法 (6)2.4 哈希算法与数字签名 (6)第3章网络设备与系统安全 (6)3.1 网络设备的安全配置 (6)3.1.1 基本安全配置原则 (6)3.1.2 路由器安全配置 (7)3.1.3 交换机安全配置 (7)3.1.4 无线设备安全配置 (7)3.2 操作系统的安全防护 (7)3.2.1 操作系统安全概述 (7)3.2.2 常见操作系统安全漏洞 (7)3.2.3 操作系统安全防护策略 (7)3.2.4 主机安全防护 (7)3.3 网络安全设备介绍 (7)3.3.1 防火墙 (7)3.3.2 入侵检测系统（IDS）与入侵防御系统（IPS） (7)3.3.3 虚拟专用网络（VPN） (8)3.3.4 安全审计设备 (8)第4章网络攻防技术 (8)4.1 扫描与探测技术 (8)4.1.1 基本概念 (8)4.1.2 常用扫描技术 (8)4.1.3 常用探测工具 (8)4.2 漏洞分析与利用 (8)4.2.2 漏洞挖掘技术 (8)4.2.3 常用漏洞利用工具 (9)4.3 防御策略与应对措施 (9)4.3.1 防御策略 (9)4.3.2 应对措施 (9)第5章恶意代码与病毒防护 (9)5.1 恶意代码概述 (9)5.1.1 恶意代码的定义 (9)5.1.2 恶意代码的类型及特点 (10)5.2 病毒防护技术 (10)5.2.1 病毒防护原理 (10)5.2.2 常见病毒防护技术 (10)5.3 勒索软件防护策略 (10)5.3.1 勒索软件概述 (10)5.3.2 勒索软件防护策略 (11)第6章防火墙与入侵检测系统 (11)6.1 防火墙原理与配置 (11)6.1.1 防火墙概述 (11)6.1.2 防火墙工作原理 (11)6.1.3 防火墙配置 (11)6.2 入侵检测系统原理与应用 (12)6.2.1 入侵检测系统概述 (12)6.2.2 入侵检测系统工作原理 (12)6.2.3 入侵检测系统应用 (12)6.3 防火墙与入侵检测系统的联动 (12)6.3.1 联动原理 (12)6.3.2 联动配置 (12)第7章虚拟专用网络（VPN） (13)7.1 VPN技术概述 (13)7.1.1 VPN的定义与功能 (13)7.1.2 VPN的分类 (13)7.1.3 VPN的典型应用场景 (13)7.2 VPN加密协议 (13)7.2.1 加密技术在VPN中的应用 (13)7.2.2 常见VPN加密协议 (13)7.2.3 加密协议的选择与配置 (13)7.3 VPN设备的配置与管理 (13)7.3.1 VPN设备选型与部署 (13)7.3.2 VPN设备配置基本步骤 (14)7.3.3 VPN设备管理 (14)7.3.4 VPN设备故障排除 (14)第8章无线网络安全 (14)8.1 无线网络安全概述 (14)8.1.2 威胁类型 (14)8.1.3 安全挑战 (14)8.2 无线网络安全协议 (15)8.2.1 WEP (15)8.2.2 WPA (15)8.2.3 WPA2 (15)8.2.4 WPA3 (15)8.3 无线网络安全防护策略 (15)8.3.1 加强无线接入点安全 (15)8.3.2 强化密码策略 (16)8.3.3 网络隔离与访问控制 (16)8.3.4 安全监控与审计 (16)第9章应用层安全 (16)9.1 Web安全防护 (16)9.1.1 概述 (16)9.1.2 Web攻击手段 (16)9.1.3 Web防护策略 (16)9.1.4 Web应用防火墙 (16)9.1.5 与SSL/TLS (17)9.2 数据库安全 (17)9.2.1 数据库安全概述 (17)9.2.2 数据库访问控制 (17)9.2.3 数据库加密技术 (17)9.2.4 数据库防火墙 (17)9.2.5 数据库安全运维 (17)9.3 邮件安全与防护 (17)9.3.1 邮件安全概述 (17)9.3.2 邮件加密技术 (17)9.3.3 邮件认证与签名 (17)9.3.4 邮件过滤与防护 (17)9.3.5 邮件服务器安全配置 (17)第10章安全审计与应急预案 (17)10.1 安全审计概述 (17)10.1.1 安全审计的定义与作用 (17)10.1.2 安全审计的分类与标准 (18)10.1.3 安全审计的实施步骤 (18)10.2 安全事件应急响应 (18)10.2.1 安全事件概述 (18)10.2.2 安全事件应急响应流程 (18)10.2.3 安全事件应急响应团队建设 (18)10.3 安全预案制定与演练 (18)10.3.1 安全预案概述 (18)10.3.2 安全预案的编制方法 (18)10.3.3 安全预案的演练与评估 (18)第1章网络安全基础概念1.1 网络安全的重要性网络安全作为维护国家、企业和个人信息安全的关键环节，日益受到广泛关注。

《现代密码学》教学大纲

《现代密码学》教学大纲

H
的复杂工程问题；
3.2 能够设计满足信息获取、传输、处理或使用等需求的系统，并能够 L
在设计环节中体现创新意识；
3.4 熟悉信息安全专业相关技术标准、知识产权、产业政策和法规，并
能在其现实约束条件下，通过技术经济评价对设计方案进行可行性研
M
究；
2.1 能够应用信息安全的基本原理，研究分析信息安全领域复杂工程问
6.4 消息认证
6.5 生日攻击
第 7 章 公钥密码体制(支撑教学目标 6)
7.1 公钥密码体制的基本概念
7.2 RSA 算法
7.3 椭圆曲线加密算法
第 8 章 数字签名技术(支撑教学目标 6)
8.1 数字签名简介
8.2 基于 RSA 数字签名
8.3 基于 ECC 数字签名
第 10 章 密钥管理(支撑教学目标 6)
闭卷笔试，课程作业、实验成绩、课堂表现、考勤。
七、成绩评定方法
期末笔试成绩占 80%，平时成绩占 20%（根据课程作业、实验成绩、课堂表现、 考勤等代密码学教程. 北京邮电大学出版社，2015.3 （教材）。
2．B. Schneier. Applied cryptograghy second edition: protocols, algorithms, and source code in C. NewYork: John Wiley & Sons, 1996. 中译本: 吴世忠, 祝世雄, 张文
专业的学生实际动手能力、设计能力、创新能力的培养。 4．专门的课程建设网站 5．由于《现代密码学》主要是讲解算法、模型及协议，比较抽象，因此课程
组开发了一些辅助教学软件（见课程建设网站），用以提高教学效果。
6．下一步拟在专门的课程建设网站中开发《现代密码学》课程教学的师生互 动、答疑模块。

第02章 密码学

第02章 密码学

4 hill密码(一种多表代换密码)
原理：矩阵中线性变换原理。优点完全隐藏了单字母频 率特性，采用矩阵形式，还隐藏了双字母的频率特性。 a，b，…z -0,1,…25。m个一组连续明文字母看成 是m维向量，跟一个m*m密钥矩阵相乘，结果模26. 密钥必须可逆。 c1 k11 k12 k13 k14 p1 m=4 c2 k 21 k 22 k 23 k 24 p 2 例题 p25 c3 k 31 k 32 k 33 k 34 p3 c 4 k 41 k 42 k 43 k 44 p 4
M
加密算法 K
密钥源


安全通道
明文M 加密算法 密钥 密文 解密算法
密文C: 完全随机杂乱的数据，意义不可理解。 密钥 K：密钥独立于明文。私密，保密。密钥越长，强度越高 解密算法是加密算法逆运算，需要足够强度。实际中加解密算 法是公开的。
2.3.1 对称密码体制概念

为保证通信安全，对称密码体制要满足：（2） 加密算法有足够强度，即破解难度足够高。 算法强度除了依赖本身外，主要密钥长度。 密钥越长强度越高。 发送者和接收者必须能够通过安全方法获得 密钥，并且密钥是安全的。一般加密算法和 解密算法都是公开的。只有密钥是私密的。


2.1.2 –密码系统安全性

无条件安全（理论） 计算上安全（实际应用）：理论上可破译，但 是需要付出十分巨大的计算，不能在希望的时 间或可行的经济条件下求出准确的答案。满足 以下标准： 破译密码的代价超出密文信息价值 破译密码的时间超出密文信息的有效生命期
2.1.2 –密码攻击两种方法

密码分析（密码攻击）：

信息安全技术实践作业指导书

信息安全技术实践作业指导书第1章信息安全基础 (4)1.1 信息安全概念与体系结构 (4)1.1.1 信息安全定义 (4)1.1.2 信息安全体系结构 (4)1.2 常见信息安全威胁与防护措施 (4)1.2.1 常见信息安全威胁 (4)1.2.2 防护措施 (4)第2章密码学基础 (5)2.1 对称加密算法 (5)2.1.1 常见对称加密算法 (5)2.1.2 对称加密算法的应用 (5)2.2 非对称加密算法 (5)2.2.1 常见非对称加密算法 (5)2.2.2 非对称加密算法的应用 (6)2.3 哈希算法与数字签名 (6)2.3.1 哈希算法 (6)2.3.1.1 常见哈希算法 (6)2.3.2 数字签名 (6)2.3.2.1 数字签名的实现过程 (6)2.3.3 数字签名的作用 (6)第3章认证与访问控制 (6)3.1 认证技术 (6)3.1.1 生物认证 (6)3.1.2 密码认证 (7)3.1.3 令牌认证 (7)3.1.4 双因素认证 (7)3.2 访问控制模型 (7)3.2.1 自主访问控制模型 (7)3.2.2 强制访问控制模型 (7)3.2.3 基于角色的访问控制模型 (7)3.2.4 基于属性的访问控制模型 (7)3.3 身份认证与权限管理 (7)3.3.1 身份认证 (7)3.3.2 权限管理 (7)3.3.3 访问控制策略 (8)第4章网络安全协议 (8)4.1 SSL/TLS协议 (8)4.1.1 SSL/TLS协议原理 (8)4.1.2 SSL/TLS协议功能 (8)4.1.3 SSL/TLS协议应用 (8)4.2 IPsec协议 (8)4.2.2 IPsec协议工作原理 (9)4.2.3 IPsec协议应用 (9)4.3 无线网络安全协议 (9)4.3.1 无线网络安全协议原理 (9)4.3.2 无线网络安全协议关键技术 (9)4.3.3 无线网络安全协议应用 (9)第5章网络攻击与防范 (9)5.1 网络扫描与枚举 (9)5.1.1 网络扫描技术 (9)5.1.2 枚举技术 (10)5.2 漏洞利用与攻击方法 (10)5.2.1 漏洞利用概述 (10)5.2.2 攻击方法 (10)5.3 防火墙与入侵检测系统 (11)5.3.1 防火墙技术 (11)5.3.2 入侵检测系统（IDS） (11)第6章恶意代码与防护 (11)6.1 计算机病毒 (11)6.1.1 病毒的定义与特征 (11)6.1.2 病毒的分类 (12)6.1.3 病毒的传播与感染 (12)6.1.4 病毒的防护措施 (12)6.2 木马与后门 (12)6.2.1 木马的定义与特征 (12)6.2.2 木马的分类 (12)6.2.3 木马的传播与感染 (12)6.2.4 木马的防护措施 (12)6.3 蠕虫与僵尸网络 (12)6.3.1 蠕虫的定义与特征 (13)6.3.2 蠕虫的传播与感染 (13)6.3.3 僵尸网络的定义与特征 (13)6.3.4 蠕虫与僵尸网络的防护措施 (13)第7章应用层安全 (13)7.1 Web安全 (13)7.1.1 基本概念 (13)7.1.2 常见Web攻击类型 (13)7.1.3 Web安全防范措施 (13)7.2 数据库安全 (14)7.2.1 数据库安全概述 (14)7.2.2 数据库安全威胁 (14)7.2.3 数据库安全防范措施 (14)7.3 邮件安全与防护 (14)7.3.1 邮件安全概述 (14)7.3.3 邮件安全防护措施 (14)第8章系统安全 (15)8.1 操作系统安全 (15)8.1.1 操作系统安全概述 (15)8.1.2 操作系统安全机制 (15)8.1.3 操作系统安全实践 (15)8.2 安全配置与基线加固 (15)8.2.1 安全配置概述 (15)8.2.2 安全配置实践 (15)8.2.3 基线加固概述 (15)8.2.4 基线加固实践 (15)8.3 虚拟化与云安全 (15)8.3.1 虚拟化安全概述 (16)8.3.2 虚拟化安全实践 (16)8.3.3 云安全概述 (16)8.3.4 云安全实践 (16)第9章物理安全与应急响应 (16)9.1 物理安全设施 (16)9.1.1 安全区域规划 (16)9.1.2 机房设施安全 (16)9.1.3 网络设备安全 (16)9.2 安全审计与监控 (16)9.2.1 安全审计 (16)9.2.2 安全监控 (16)9.2.3 安全审计与监控的协同作用 (17)9.3 应急响应与处理 (17)9.3.1 应急响应计划 (17)9.3.2 应急响应团队 (17)9.3.3 信息安全事件处理 (17)9.3.4 事后总结与改进 (17)第10章信息安全管理体系 (17)10.1 信息安全策略与法律法规 (17)10.1.1 信息安全策略概述 (17)10.1.2 信息安全策略的制定与实施 (17)10.1.3 我国信息安全法律法规体系 (17)10.1.4 企业信息安全法律法规遵循 (17)10.2 信息安全风险评估与管理 (17)10.2.1 信息安全风险评估概述 (18)10.2.2 信息安全风险评估方法 (18)10.2.3 信息安全风险评估流程 (18)10.2.4 信息安全风险管理策略与措施 (18)10.3 信息安全培训与意识提升 (18)10.3.1 信息安全培训的意义与目标 (18)10.3.2 信息安全培训内容与方法 (18)10.3.3 信息安全意识提升策略 (18)10.3.4 信息安全培训的实施与评估 (18)第1章信息安全基础1.1 信息安全概念与体系结构1.1.1 信息安全定义信息安全是指保护信息资产，保证信息的保密性、完整性和可用性，避免由于非法访问、泄露、篡改、破坏等造成的信息丢失、损害和不可用的一系列措施和过程。

第二章密码学概论


qiix qi ejxiv xli xske tevxc
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第二章 密码学概论
2.2 经典密码体制
1、移位密码 ： 下面是用移位法加密的一个英文句子，请大家破解： TIF JT B TUVEFOU
15
第二章 密码学概论
2.2 经典密码体制
2、替换密码 ：
对字母进行无规则替换，密钥空间K由26个符号0,1,…25的所有 可能置换构成。每一个置换π都是一个密钥
第二章 密码学概论
上述密码是对所有的明文字母都用一个固定的代换进行 加密，因而称作单表（简单）代替密码，即明文的一个字符 单表（简单）代替密码 单表 用相应的一个密文字符代替。加密过程中是从明文字母表到 密文字母表的一一映射。 单表密码的弱点：明文和密文字母之间的一一代替关系。 单表密码的弱点 这使得明文中的一些固有特性和规律（比如语言的各种统计 特性）必然反映到密文中去。
24
第二章 密码学概论
2.2 经典密码体制
优点： 优点：
密钥空间26d>1.1*107 能抵抗简单的字母频率分析攻击。 多表密码加密算法结果将使得对单表置换用的简单频率分析方法失 效。 借助于计算机程序和足够数量的密文，经验丰富的密码分析员能在 一小时内攻破这样的密码。 –重合指数方法：用于预测是否为多表替换密码 –Kasiski方法：利用字母串重复情况确定周期
3
第二章 密码学概论 给密码系统（体制）下一个形式化的定义： 定义: (密码体制）它是一个五元组（P,C,K,E,D)满足条件： （1）P是可能明文的有限集；（明文空间） （2）C是可能密文的有限集；（密文空间） （3）K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间） ek ∈E *（4）任意k∈ K,有一个加密算法 dk : C → P 和相应的解 密算法 ，使得 和 分别为加密解密函数，满足dk(ek(x))=x, 这里 x ∈P。 加密函数e 必须是单射函数， 加密函数 k必须是单射函数，就是一对一的函数 密码系统的两个基本元素是算法和 密码系统的两个基本元素是算法和密钥 算法 好的算法是唯密钥而保密的 柯克霍夫斯原则 已知算法，无助于推导出明文或密

信息安全原理和应用第二章 密码学基础

他能选择明文串x并构造出相应的密文串y。 ④ 选择密文攻击：O可暂时接近密码机，可选择密文串y，
并构造出相应的明文x。
这一切的目的在于破译出密钥或密文
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电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
内容提要
• 基本概念和术语 • 密码学的历史 • 古典密码
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电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
密码学的起源和发展-i
模运算-ii
• 类似普通的加法，在模运算中的每个数也存在加法逆 元，或者称为相反数。
• 一个数x的加法逆元y是满足x+y 0 mod q的数。 • 对每一个 wZq ，存在z，使得w+z 0 mod q。 • 在通常的乘法中，每个数存在乘法逆元，或称为倒数。
在模q的运算中，一个数x的乘法逆元y是满足x y 1 mod q 的数。但是并不是所有的数在模q下都存在乘法 逆元。 • 如果(ab)mod q=(ac) mod q， b c mod q， 如果a与q 互素。 • 如果q是一个素数，对每一个 wZq ,都存在z，使得w z 1 mod q，z称作w的乘法逆元w-1。
密码学的目的：A和B两个人在不安全的信道上进行 通信，而攻击者O不能理解他们通信的内容。
7
电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
密码体制
• 密码体制：它是一个五元组（P,C,K,E,D)满足条件：
（1）P是可能明文的有限集；（明文空间）
（2）C是可能密文的有限集；（密文空间）
（3）K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间）
Twofish, Serpent等出现 2019年Rijndael成为DES的替代者
21
电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
内容提要

信息安全基础林嘉燕课后答案

信息安全基础林嘉燕课后答案第一章：信息安全概述1.信息安全的定义是什么？信息安全是指保护信息及其相关系统不受未经授权的访问、使用、披露、破坏、修改、中断或延迟等威胁的综合性措施和方法。

2.信息安全的目标是什么？信息安全的目标是确保信息的保密性、完整性和可用性。

3.信息资产的分类有哪些？信息资产可以分为现金、知识产权、客户信息、商业机密等不同的类型。

根据不同的分类，需要采取相应的保护措施。

第二章：密码学基础1.什么是对称加密算法？举例说明。

对称加密算法是一种使用相同的密钥用于加密和解密的算法。

例如，DES（数据加密标准）就是一种对称加密算法，使用相同的密钥进行加密和解密操作。

2.什么是非对称加密算法？举例说明。

非对称加密算法是一种使用不同的密钥进行加密和解密的算法。

例如，RSA （Rivest、Shamir和Adleman）就是一种非对称加密算法，使用公钥进行加密，私钥进行解密。

3.什么是哈希算法？举例说明。

哈希算法是一种将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出数据的算法。

例如，MD5（Message Digest Algorithm 5）就是一种常用的哈希算法，在计算过程中会将输入数据分块处理，并生成128位的哈希值。

第三章：网络安全基础1.什么是防火墙？它的作用是什么？防火墙是一种用于保护计算机网络安全的安全设备或软件。

它通过监视和控制网络流量，以及根据预先设定的安全策略来阻挡非法访问和恶意攻击。

其主要作用是防止未经授权的访问、保护内部网络资源的安全、过滤恶意流量等。

2.什么是入侵检测系统（IDS）？它的作用是什么？入侵检测系统是一种用于监测和识别网络中的恶意行为或未经授权访问的安全设备或软件。

其作用是实时监测网络流量，并通过比对已知的攻击模式或异常行为来提供警报或采取必要的防御措施。

3.什么是虚拟专用网络（VPN）？它的作用是什么？虚拟专用网络是一种通过公共网络创建加密隧道连接的安全通信方法。

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信息安全第2章密码学基础
密码体制基本组成
❖ 一个密码系统，通常简称为密码体制，由5部 分组成：
明文空间 全体明文的集合 M
解密算法 一组由C到M的解密变换 D
密文空间 全体密文的集合 密钥空间 全体密钥的集合
C
K
加密算法 E
一组由M到C的加密变换
信息安全第2章密码学基础
信息加密传输的过程
信息安全第2章密码学基础
❖ Julius Caesar发明了凯撒密码
信息安全第2章密码学基础
密码学的发展历史(2)
❖ 1834年，伦敦大学的实验物理学教授惠斯顿 发明了电机，这是通信向机械化、电气化跃 进的开始，也为密码通信采用在线加密技术 提供了前提条件。
❖ 1920年，美国电报电话公司的弗纳姆发明了 弗纳姆密码。其原理是利用电传打字机的五 单位码与密钥字母进行模2相加。
英国的TYPEX打字密码机，是德国3 轮ENIGMA的改进型密码机。它在英 国通信中使用广泛，且在破译密钥后
ENIGMA在1942年装备德国海军， 帮助破解德国信号。
英国从1942年2月到12月都没能
解读德国潜艇的信号。
信息安全第2章密码学基础
密码学的发展历史(5)
❖ 1949年香农发表了一篇题为《保密系统的通信理论》 的著名论文，该文首先将信息论引入了密码，从而 把已有数千年历史的密码学推向了科学的轨道，奠 定了密码学的理论基础。
按要照用预 于先低编级排的的军顺事序通编信号。和使信用息安，全主第2章密码学基4等 运础4的 动2，齿 。周的期轮固子定引。导一密个文由轮数不量规不则
密码学的发展历史(4)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
转轮密码机ENIGMA，由Arthur Scherbius于1919年发明，面板 前有灯泡和插接板；4轮
❖ 1976年，美国密码学家W.Diffie和M.Hellman在一篇 题为《密码学的新方向》一文中提出了一个崭新的 思想，不仅加密算法本身可以公开，甚至加密用的 密钥也可以公开。
❖ 1977年美国国家标准局颁布了数据加密标准DES ❖ 2001年11月26日，正式颁布AES为美国国家标准。
信息安全第2章密码学基础
B收到信息 解密算法 明文
加密密钥K1
解密密钥K2
C窃听到的信息!@#$%^
信息安全第2章密码窃学听基者础 C
注意
❖ 数据安全基于密钥而不是算法的保密。也就是说， 对于一个密码体制，其算法是可以公开的，让所有 人来使用、研究。但具体对于某次加密过程中所使 用的密钥，则是保密的。
❖ 例如，加密算法为Y=aX+b，其中，X为明文，计算 后Y成为密文。在具体加密过程中，a、b的取值为 密钥，假设为（2，3），明文为2，则密文计算后 为7。在这个过程中，Y=aX+b可以公开，但具体 a=2，b=3的取值不公开。所以即使对方知道了采用 的加密算法，由于不知道具体参数取值，也无法根 据密文计算出明文。
信息安全第2章密码学基础
密码学的发展历史(3)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
二战中美国陆军和海军使用的条形密
Kryha密码机大约在1926年由
码设备M-138-T4。根据1914年Parker
Alexander vo Kryha发明。这是
Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条
一个多表加密设备，密钥长度为
加密: C = E(M,Ke)
Ke
M
E
C
解密: M = D(C, Kd)
Kd
C
Байду номын сангаас
D
M
M------明文
C------密文
Ke-----加密密钥 Kd-----解密密钥
E-------加密算法 D------解密算法 信息安全第2章密码学基础
用户A
用户B
传送给B的信息 明文 加密算法
密文
网络信道
第2章 密码学基础
信息安全第2章密码学基础
主要内容
❖ 密码学的发展历史 ❖ 密码学的基本概念 ❖ 密码系统的分类 ❖ 密码分析 ❖ 经典密码学
信息安全第2章密码学基础
密码学的发展历史(1)
❖ 自人类社会出现战争便产生了密码
Phaistos圆盘，一种直径约为160mm 的Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元 前17世纪。表面有明显字间空格的字 母，至今还没有破解。
密码学的基本概念(1)
❖ 密码学是关于加密和解密变换的一门科学， 是保护数据和信息的有力武器。
❖ 密码是什么? 密码就是变换。（信息代码变 换、数据电平变换）
❖ 变换是什么？变换是一种算法实现过程。 ❖ 谁来做变换？变换可以由硬件和软件实现。
（人、器件部件、计算机）
信息安全第2章密码学基础
密码学的基本概念(2)
❖ 密码学(Cryptology)：研究信息系统安全保 密的科学。它包含两个分支
密码编码学(Cryptography)，对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问
密码分析学(Cryptanalytics)，研究分析破译 密码的学问。
信息安全第2章密码学基础
密码学的基本概念(3)
明文(消息)(Plaintext) ：被隐蔽消息。 密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram)：明文经密码 变换成的一种隐蔽形式。 加密(Encryption)：将明文变换为密文的过程。 解密(Decryption)：加密的逆过程，即由密文恢复出 原明文的过程。 加密员或密码员(Cryptographer)：对明文进行加密 操作的人员。
信息安全第2章密码学基础
密码学的基本概念(5)
密码分析(Cryptanalysis)：截收者试图通过分析从截 获的密文推断出原来的明文或密钥。
密码分析员(Cryptanalyst)：从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack)：对一个保密系统采取截获 密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack)：非法入侵者(Tamper)、攻 击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰，采用删 除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消息， 达到利已害人的目的。
信息安全第2章密码学基础
密码学的基本概念(4)
加密算法(Encryption algorithm)：密码员对明文进行 加密时所采用的一组规则。
接收者(Receiver)：传送消息的预定对象。 解密算法：接收者对密文进行解密时所采用的一组规 则。 密钥(Key)：控制加密和解密算法操作的数据处理，分 别称作加密密钥和解密密钥。 截收者(Eavesdropper)：在信息传输和处理系统中的 非受权者，通过搭线窃听、电磁窃听、声音窃听等来窃 取机密信息。