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加密技术-PPT课件

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（7）加密和解密不需要用两种不同的方法。
9
分组密码 的基本设 计思想— Feistel网 络
明 文 （ 2w 位 ）
L 0(w 位 )
⊕
第 1轮 L1
R 0(w 位 )
F
R1
⊕
F
第 ii 轮轮
Li
Ri
⊕
F
第 ni 轮轮
L in
R in
K1
子密钥
生成算法
Ki
Kn
L n+1
R n+1
密 文 （ 2w 位 ）
因为23×7=161= 1×160+1 ⑥公钥KU={7,187} ⑦私钥KR={23,187}
29
RSA
假设给定的消息为：M=88，则
加密:C = 88^7 mod 187 = 11 •解密:M = 11^23 mod 187 = 88
30
RSA
2、RSA的速度及安全性
硬件实现RSA比DES慢大约1000倍，软件 实现RSA比DES慢大约100倍。
2023最新整理收集 do something
第八讲 加密技术（二）
本讲知识点介绍
分组密码学的概念及设计思想 DES算法描述 对称密码的工作模式 RSA算法
2
教学目标
掌握DES算法、RSA算法的基本原理
3
分组密码概述
b1b2b3b4……….划分成长度为n的分组，一个 分组表示为：mi=（bj,bj+1,……bj+n-1），各 个分组在密钥的作用下，变换为等长的数字输 出序列ci=（xj,xj+1,xj+2,……xj+n-1）。
读读
36 School of Computer Science & Technology
密码技术基础ppt课件

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2
加密和解密
KD KE
M
C
加密
C
M
解密
加密
解密
M：明文 C：密文 KE：加密密钥 KD：解密密钥
3
● 密码技术为电子商务提供的服务： ● 秘密性 ● 不可否认性 ● 验证 ● 完整性
4
● 密码技术包括： ● 密码设计、密码分析、密码管理、验证
技术等内容。 ● 密码设计的基本思想是伪装信息，使局
23
3 DES算法 DES的产生-i
● 1973年5月15日, NBS开始公开征集标准加密算 法,并公布了它的设计要求:
(1)算法必须提供高度的安全性 (2)算法必须有详细的说明,并易于理解 (3)算法的安全性取决于密钥,不依赖于算法 (4)算法适用于所有用户 (5)算法适用于不同应用场合 (6)算法必须高效、经济 (7)算法必须能被证实有效 (8)算法必须是可出口的
33
DES的破译
● 1990年，以色列密码学家Eli Biham和Adi Shamir提出了差分密码分析法，可对DES 进行选择明文攻击。
● 线性密码分析比差分密码分析更有效
34
双重DES
● 对DES加密算法的改进，用两个密钥对明 文进行两次加密。
● 假设两个密钥是K1和K2，步骤是： ● 用密钥K1进行DES加密； ● 用K2对步骤1的结果进行DES解密。
17
● 将其按顺序分为5个字符的字符串： ● Itcan ● Allow ● Stude ● Ntsto ● Getcl ● Oseup ● Views
18
● 再将其按先列后行的顺序排列，就形成 了密文：
● C： IASNGOVTLTTESICLUSTEEAODTCU WNWEOLPS
密码技术基础知识ppt课件

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19
公钥基础设施
PKI系统组成
证书发布系统 证书发布系统负责证书的发放，如可以通过用户自己
，或是通过目录服务器发放。目录服务器可以是一个组织中现 存的，也可以是PKI方案中提供的。
20
公钥基础设施
PKI的应用
PKI的应用非常广泛，包括应用在web服务器和浏览器 之间的通信、电子邮件、电子数据交换(EDI)、在Intenet上的 信用卡交易和虚拟私有网(VPN)等。
对称加密算法相比非对称加密算法来说，加解密的效率要高得 多。但是缺陷在于对于秘钥的管理上，以及在非安全信道中通讯时， 密钥交换的安全性不能保障。所以在实际的网络环境中，会将两者混 合使用。
12
目录
公钥基础设施
简介 PKI系统组成 PKI的应用
13
公钥基础设施
简介
PKI是“Public Key Infrastructure”的缩写，意为“公钥基础 设施”。简单地说，PKI技术就是利用公钥理论和技术建立的提供信息 安全服务的基础设施。公钥体制是目前应用最广泛的一种加密体制， 在这一体制中，加密密钥与解密密钥各不相同，发送信息的人利用接 收者的公钥发送加密信息，接收者再利用自己专有的私钥进行解密。 这种方式既保证了信息的机密性，又能保证信息具有不可抵赖性。
26
数字摘要技术
数字摘要的常用技术
4、Base64 Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法 ，由于2的6次方等于64，所以每6位为一个单元，对应摸个可打印字 符，三个娭毑有24位，，对应4个Base64单元，即三个字节需要用4个 打印字符来表示。
27
数字摘要技术
数字摘要的应用
40
密钥管理技术
密钥的分配
加密技术课件

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数所在的行数。用S盒里的值S[ j ][m][n]替换B[ j ]。
密钥的产生 (Key Schedule)
右图给出了DES算法密钥的
产生过程；
置换选择1将输入的64位变
换为两个28位的C0、D0，随
后是16次循环迭代。在每次
循环中，Ci-1和Di-1进行循环
左移，这个结果作为下一次
迭代的输入，同时作为置换
变换E扩展到48位；得到结
果与48位密钥Ki进行异或，
这样得到的48为结果经过一
个代替函数S（S变换）产生
32位输出。
下面说明扩展变换E和S变换
的具体操作。
扩展变换E Expansion
右图给出了扩展变换E将32
位输入扩展为48位输出的过
程，实际上32位输入中有16
位被重用了。
S变换
如下图所示，F中的代替由8个S盒完成，其中每一个S盒都
初始置换（Initial Permutation, IP）
初始置换表如右图所示。
表中的数字代表初始置换
时64位输入分组的位序号，
表中的位置代表置换后输
出的位顺序。
-1
逆初始置换（IP ）
逆初始置换表如右图所示。
逆初始置换是初始置换的
逆过程。
乘积变换（F函数, Feistel function）
密码技术 －－ 概论
1，密码系统模型
2，古典密码
3，对称密钥（单钥）密码体制
4，非对称密钥（公钥）密码体制
6， DES
7， RSA
密码系统模型
－－基本概念
密码技术：通过信息的交换或编码，将机密的敏感消息变
换成未授权用户难以读懂的乱码型文字。
信息安全学第2章 信息安全核心：密码技术PPT资料120页

信息安全学第2章 信息安全核心：密码技术PPT资料120页


序列D，k(01,11,21,) ，对于明文mm0m1m2
c E k ( m )0 ( m 0 )1 ( m 1 )2 ( m 2 )
解密译码为 D k(c )0 1 (c 0)1 1 (c 1 )2 1 (c 2)
则称这种密码系统是多表代替密码。
加密编码为
第2章 D E xk k( c A)( 0,0 1 1( ,c 0 2), 1 1 )(c 1 )2 1 (c 2)
第2章 信息安全核心： 密码技术
2.2 古典密码体制
构造单表代替的方法有以下几种：
(1) 混字法，就是简单代替密码(simple substitution cipher)，将记有字母表 中每个字母的卡片打乱秩序后重新排列， 并与明文字母相对应，可构成一张单表 代替表
(2) 移位法，就是移位代替密码（Shift substitution cipher），就是将明文字 母表字母循环左移k位，构成密文字母 表
Ke
第2章 信息安全核心： 密码技术
2.1 密码的起源和相关概念
密码分析者攻击密码的方 法主要有穷举攻击、统计分析 攻击和数学分析攻击 。
Ke
第2章 信息安全核心： 密码技术
2.1 密码的起源和相关概念
穷举攻击（Exhaustive attack），是指密码 分析者采用遍历（ergodic）全部密钥空间的 方式对所获密文进行解密，直到获得正确的 明文； 统计分析攻击（Statistical analysis attack），是指密码分析者通过分析密文和 明文的统计规律来破译密码；
2.1 密码的起源和相关概念
第二次世界大战前后，随着晶体管的出 现和通信技术的发展，开始出现电子密码机。
1970年代初，电子技术进入微电子时 代，大规模集成电路和微型处理机被引进到 密码通信中，进一步加快了密码和密码机的 发展进程。用程序实现编码的计算机密码也 是从这个时代开始的。
《密码技术基础》课件

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密码分析安全性建议
提供针对密码分析的安全性建议，如选择强密码 、定期更换密码、使用加盐哈希等。
密码协议原理
密码协议分类
介绍密码协议的分类，如认证协议、密钥协 商协议、安全通信协议等。
常见密码协议
介绍常见的密码协议，如Kerberos、 SSL/TLS、IPSec等。
密码协议安全性分析
分析密码协议的安全性，包括协议的假设、 攻击模型和安全性证明等。
混合加密技术
01
结合对称加密和非对称加密的优势，提高加密效率和安全性。
量子密码学
02
利用量子力学的特性，设计出无法被量子计算机破解的密码系
统。
可信计算
03
通过硬件和软件的集成设计，提高计算机系统的安全性和可信
度。
密码技术的创新与应用前景
区块链技术
利用密码学原理保证交易的安全性和不可篡改性 ，在金融、供应链等领域有广泛应用前景。
加密算法原理
介绍加密算法的基本原理，包括对称加 密算法和非对称加密算法，如AES、 RSA等。
密钥管理原理
阐述密钥的生成、分发、存储和更新 等过程，以及密钥管理的安全策略和
最佳实践。
加密模式原理
解释加密模式的工作方式，如ECB、 CBC、CFB、OFB等，以及它们的特 点和适用场景。
加密算法安全性证明
和人民利益的重要手段。
网络安全防护技术
网络安全防护技术包括防火墙、入 侵检测、安全审计、漏洞扫描等， 这些技术可以有效地提高网络的安 全性。
网络安全法律法规
各国政府都制定了一系列网络安全 法律法规，对网络犯罪进行打击， 保护网络空间的安全和稳定。
05
密码技术的挑战与未来发展
密码技术的安全挑战
密码技术PPT课件

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20
2.3 对称密码体制
对称密码又分为流密码和分组密码。 流密码的中心思想是以尽可能简单的方 式来生成一个伪随机性尽可能好的周期 序列。流密码体制以简洁、快速的特点， 成为新一代移动通信的主流加密算法； 分组密码是将明文序列划分成等长的分 组，对每一组用同一加密算法和同一密 钥进行加密。
21
2.3 对称密码体制
密码分析学则是研究分析破 译密码的学问。密码分析学 和密码编码学构成了信息安
全的攻防体系
6
密码技术概述
由信息安全的攻防两个方面共同构筑了信息保密系 统的模型，如图所示
流密码
密码系统
单钥体制(对称 密码体制)
分组密码
双钥体制（非对称 密码体制或公钥体制）
7
密码技术概述 Eve
Alice
Bob
信息保密系统模型
2
第二章 密码技术
本章内容提要: 密码技术概述 古典密码体制 对称密码体制 非对称密码体制 椭圆曲线密码体制 密码技术应用案例 密码技术发展趋势
3
2.1 密码技术概述
密码技术的最原始目的是秘 密通信，即研究对于传输信息的 变换技术以避免第三方对于信息 的窃取。可以认为，密码学早在 公元前400多年就产生了。古人 有意识地使用一些简单的方法来 加密信息，以确保他们通信的机 密
解密算法 密钥（Key）
控制加密和解密 算处加法理密操，密密作分钥钥的别和数称解据为密密加码密员时组对所规明采则文用进的行一
5
密码技术概述
密码编码学是对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问， 以保护信息在传递过程中不
被敌方窃取、解读
密码学是研究信息系统安全保密的科学，它包含 两个分支，即密码编码学பைடு நூலகம்Cryptography）和密 码分析学（Cryptanalytics）。
《密码技术》PPT课件

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所有的密钥都有时间期限。某一对密钥 的使用周期称密钥周期，通常由密钥生 成、密钥修改、密钥封装、密钥恢复、 密钥分发、密钥撤销。
48
2.3.1 密钥的生成与修改
密钥的生成
密钥的生成应具有随机性，即不可预测性，以抵 抗字典攻击。
密钥生成方法具有不重复生成法和重复密钥 生成法两种。
• 采用随机数生成器或伪随机数生成器来生成密钥。 • 由一个初始密钥生成多个密钥。
19
DES密码系统的安全性
弱密钥：如果DES密钥置换中所产生的16个 子密钥均相同，则这种密钥称为弱密钥。 如果一个密钥能够解密用另一个密钥加密的 密文，则这样的密钥对为半弱密钥。 为了确保DES加密系统的安全性，选择密钥时 不能使用弱密钥或者半弱密钥。
20
DES的安全性
DES系统的破译和安全使用
• 已知消息m,计算hash(m)是很容易的； • 已知c1=hash(m2),构造m2使hash(m2)=c1是困难
的 • 输入的一个小扰动，将引起输出完全不同。
41
数字签名中使用的签名算法（原文保密的数 字签名的实现方法）
42
2.2.2 基于RSA密码体制的数字签名
签名过程
S≡mdmodn，S即是对应于明文m的数字签名 签名者将签名S和明文m一起发送给签名验证者.
RSA算法的描述 选取长度应该相等的两个大素数p和q，计算其乘积：
n = pq 然后随机选取加密密钥e，使e和(p–1)*(q–1)互素。 最后用欧几里德扩展算法计算解密密钥d，以满足
ed mod((p–1)(q–1))=1 即
d = e–1 mod((p–1)(q–1)) e和n是公钥，d是私钥
27
50
• 数字信封技术首先使用秘密密钥加密技术对要发 送的数据信息进行加密，在这里还附上加密者本 人的数字签名，以确定加密者的身份。然后利用 公密钥加密算法对秘密密钥加密技术中使用的秘 密密钥进行加密，最后将加密后的源文件、签名、 加密密钥和时间戮放在一个信封中发送出去。 数字信封技术在内层使用秘密密钥加密技术，外 层采用公开密钥加密技术加密秘密密钥。
课件3：第二章密码技术介绍

课件3：第二章密码技术介绍


1.3 密 码 分 析
方法分类:穷举法,统计法,系统分析法 方法分类:穷举法,统计法, 穷举法——对可能的密钥或明文的穷举 对可能的密钥或明文的穷举; 穷举法——对可能的密钥或明文的穷举; 统计法——根据明文 密文, 根据明文, 统计法——根据明文,密文,密钥的统计 特性达到破译密码的方法; 特性达到破译密码的方法; 系统分析法——根据掌握的明文 根据掌握的明文, 系统分析法——根据掌握的明文,密文的 有关信息,应用加,解密算法求解密钥, 有关信息,应用加,解密算法求解密钥,明文 的方法. 的方法.
密码体制:可能的明文集合P——称为明文空间 密码体制:可能的明文集合P——称为明文空间 可能的密文集合C——称为密文空间 可能的密文集合C——称为密文空间 可能的密钥集合K——称为密钥空间 可能的密钥集合K——称为密钥空间 一组加密变换: 一组加密变换: 一组解密变换: 一组解密变换: 满足: 满足: 则五元组( 称为一个密码体制. 则五元组(P,C,K,Ek,Dk)称为一个密码体制. 基本要求:(1)对所有密钥,加,解密算法迅速有效, 对所有密钥, 解密算法迅速有效, 基本要求:(1)对所有密钥 (2)体制的安全性不依赖于算法的保密, (2)体制的安全性不依赖于算法的保密 体制的安全性不依赖于算法的保密, 只依赖于密钥的保密—Kerchohoff原则 原则. 只依赖于密钥的保密—Kerchohoff原则.
1.4 数 字 签 名
数字签名最早被建议用来对禁止核试验 条律的验证.禁止核试验条律的缔约国 为了检测对方的核试验,需要把地震测 试仪放在对方的地下,而把测试的数据 送回,自然这里有一个矛盾:东道主需 要检查发送的数据是否仅为所需测试的 数据;检测方需要送回的数据是真实的 检测数据,东道主没有篡改.
密码技术基础分析PPT课件

密码技术基础分析PPT课件


计算机网络安全基础
5
2.1 密码技术的基本概念
2．鉴别、完整性和抗抵赖
除了提供机密性外，密码学通常还有其它 的作用。
（1）鉴别。消息的接收者应该能够确认消息的 来源，入侵者不可能伪装成他人。
（2）完整性。消息的接收者应该能够验证在传 送过程中消息没有被修改，入侵者不可能用假 消息代替合法消息。
（3）抗抵赖。发送者事后不可能虚假地否认他 发送的消息。
➢ 密码分析学：研究分析破译密码的方法。
计算机网络安全基础
4
2.1 密码技术的基本概念
数据加密
数据加密的基本过程包括对称为明文的可读信息 进行处理，形成称为密文或密码的代码形式。该过程 的逆过程称为解密，即将该编码信息转化为其原来的 形式的过程。
1．为什么需要进行加密
因特网是危险的，而且这种危险是TCP／IP协议所 固有的，一些基于TCP／IP的服务也是极不安全的，另 一方面，因特网把全世界连在了一起，走向因特网就 意味着走向了世界。为了使因特网变得安全和充分利 用其商业价值，人们选择了现代加密技术和基于加密 技术的身份认证。
计算机网络安全基础
10
2.1 密码技术的基本概念
密钥体制：
加密算法通常是公开的。尽管大家都知道使用加 密方法，但对密文进行解码必须要有正确的密钥，而 密钥是保密的。
（1）单钥/对称密码体制 在单钥中，加密者和解密者使用相同的密钥，也
被称为对称密钥加密。这种加密算法的问题是，用户 必须让接收人知道自己所使用的密钥，这个密钥需要 双方共同保密，任何一方的失误都会导致机密的泄露， 而且在告诉收件人密钥过程中，还需要防止任何人发 现或偷听密钥，这个过程被称为密钥发布。
计算机网络安全基础
12
第五章 密码技术-30页PPT资料

第五章 密码技术-30页PPT资料

（2）节点对节点加密方式。节点加密是对链路加密的改进。在协议传输层上进 行加密，主要是对源节点和目标节点之间传输数据进行加密保护，与链路加密类 似，只是加密算法要结合在依附于节点的加密模件中，克服了链路加密在节点处 易遭非法存取的缺点。
（3）端对端加密方式。采用端--端加密方式，只是发送方加密报文，接收方解 密报文，中间节点不必加、解密，也就不需要密码装置。此外，加密可采用软件 实现，使用起来很方便。且成本低，但密钥管理问题困难，主要适合大型网络系 统中。为安全起见，每隔一段时间还要更换密钥，有时甚至只能使用一次密钥， 密钥的用量很大。
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第五章 密码技术
5.1.1 密码通信系统的模型
明文P 发送者A
C=Ek（P）
加密变换Ex
密文C
信息传送信道
破译分析 P=Dx（C） 解密变换Dx
窃听者E 接收者B
密钥传送信道 密匙K
图6.1 密码通信系统的模型
返回本节
第五章 密码技术
5.1.2 密码学与密码体制
1．对称密钥密码体制 （1）对称密钥密码体制的加密方式 ：加密和解密 使用相同的密钥。 （2）对称密钥密码体制的特点：对称密钥密码系 统具有加解密速度快、安全强度高、使用的加密算 法比较简便高效，适用于对数据本身的加密。
返回本节
第五章 密码技术
5.1.3 加密方式和加密的实现方法
1．数据块和数据流加密的概念 数据块加密是指把数据划分为定长的数
据块，再分别加密。 数据流加密是指加密后的密文前部分，
用来参与报文后面部分的加密。
第五章 密码技术
2．三种加密方式 （1）链路加密方式。链路加密(又称在线加密)是传输数据仅在物理层前的数据 链路层进行加密。接收方是传送路径上的各台节点机，信息在每台节点机内都 要被解密和再加密，依次进行，直至到达目的地。
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methods of deciphering ciphertext without knowing key
cryptology - the field of both cryptography and cryptanalysis
密码通信系统模型
入侵者 c’
分析者 m ’
信源 m 加密机 c 解密机 m 接收者
way in which plaintext is processed
block / stream
古典密码
古典密码：以字符为基本加密单元
现代密码：以信Βιβλιοθήκη 块为基本加密单元 置换 代换
移位代换 乘数密码 线形同余密码
•单表代换 •多表代换
1.置换密码
now consider classical transposition or permutation ciphers
Rail Fence cipher
write message letters out diagonally over a number of rows
then read off cipher row by row eg. write message out as:
mematrhpry etefeteat
giving ciphertext
MEMATRHTGPRYETEFETEOAAT
（一）基本知识术语
密码学 密码编码学 密码分析学 明文 密文 算法 密钥 加密 解密 破译
plaintext - the original message ciphertext - the coded message cipher - algorithm for transforming plaintext to ciphertext key - info used in cipher known only to sender/receiver encipher (encrypt) - converting plaintext to ciphertext decipher (decrypt) - recovering ciphertext from plaintext cryptography - study of encryption principles/methods cryptanalysis (codebreaking) - the study of principles/
解密算法，
使得
和
分别为加密解密函数，满足dk(ek(m))=m, 这里 m∈M。
注：1*.Alice要将明文M在不安全信道上发给Bob，
设M=m1 m2… mn , 其中mi ∈M, Alice用加密算法Ek作ci= ek (mi) 1≤ i≤ n 结果的密文是 C=c1 c2….cn ,在信道上发送， Bob收到后解密：mi=dk(ci) 得到明文M= m1 m2… mn 2*.加密函数ek必须是单射函数，就是一对一的函数。 3*.若M=C，则ek为一个置换。 4*.好的密钥算法是唯密钥而保密的。 5*.若Alice和Bob在一次通信中使用相同的密钥，那么这个加密 体制为对称的，否则称为非对称的。
第二章 密码技术简介
some slides by Lawrie Brown
一、现代密码学基本概念
1949 仙农《保密系统的通信理论》 1976 Diffie和Hellman《密码学新方向》
W.Diffie and M.E.Hellman, New Directrions in Cryptography, IEEE Transaction on Information Theory, V.IT-22.No.6, Nov 1976, PP.644-654 1977 美国公布实施《数据加密标准DES》
Y = EK(X) X = DK(Y)
assume encryption algorithm is known implies a secure channel to distribute key
Algorithm? Key? WHICH SHOUD BE SECRET
Security depends on the secrecy of the Algorithm not the secrecy of the Key
Because:
Cryptography
can characterize by:
type of encryption operations used
substitution / transposition / product
number of keys used
single-key or private / two-key or public
k 密钥源
安全信道
密码体制
它是一个五元组（M,C,K,E,D)满足条件：
（1）M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ek 集E （密钥空间）
*（4）任意dk k∈D K,有一个e加k : P密算C法
dk和:C 相 P应的
these hide the message by rearranging the letter order
without altering the actual letters used can recognise these since have the
same frequency distribution as the original text
Symmetric Cipher Model
Requirements
two requirements for secure use of symmetric encryption:
a strong encryption algorithm a secret key known only to sender / receiver