下载文档原格式
密码学试题及答案# 密码学试题及答案## 一、选择题1. 密码学中的“对称密钥”指的是什么？A. 只有一个密钥的加密算法B. 加密和解密使用相同密钥的算法C. 需要两个密钥的加密算法D. 用于数字签名的密钥答案：B2. 下列哪个是流密码的一个特点？A. 密钥长度与消息长度相同B. 密钥长度与消息长度无关C. 需要使用随机数生成器D. 所有选项都正确答案：C3. RSA算法属于哪种类型的加密算法？A. 对称加密B. 非对称加密C. 哈希函数D. 消息认证码答案：B## 二、简答题1. 请简述什么是数字签名，以及它在电子商务中的应用。
答案：数字签名是一种用于验证数据完整性和身份认证的技术。
它通过使用发送者的私钥对数据进行加密，接收者使用发送者的公钥进行解密验证。
在电子商务中，数字签名用于确保交易的安全性，防止数据在传输过程中被篡改，同时验证交易双方的身份。
2. 解释公钥密码学中的“公钥”和“私钥”的概念。
答案：在公钥密码学中，每个用户拥有一对密钥：公钥和私钥。
公钥可以公开给任何人，用于加密数据或验证数字签名；而私钥必须保密，用于解密数据或生成数字签名。
公钥和私钥是数学上相关联的，但不可能从公钥推导出私钥。
## 三、论述题1. 论述密码学在网络安全中的重要性，并举例说明。
答案：密码学是网络安全的基石，它通过加密技术保护数据的机密性、完整性和可用性。
例如，在SSL/TLS协议中，密码学用于在客户端和服务器之间建立安全通信通道。
通过使用对称密钥和非对称密钥的组合，确保数据在传输过程中不被未授权的第三方窃取或篡改。
此外，密码学还用于身份验证、访问控制和数据完整性验证等多个方面，是确保网络环境安全的关键技术。
## 四、案例分析题1. 假设你是一家银行的网络安全专家，你需要设计一个系统来保护客户的交易信息。
请描述你将如何使用密码学技术来实现这一目标。
答案：在设计银行交易信息保护系统时，我会采用以下密码学技术：- 使用非对称加密技术，如RSA，来安全地交换对称密钥。
密码学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是对称密钥加密算法的特点？A. 密钥长度小B. 加密速度快C. 安全性较高D. 适用于大数据传输答案：A. 密钥长度小2. 常用的哈希算法包括下列哪个？A. RSAB. DESC. SHA-256D. AES答案：C. SHA-2563. 数字签名是指用私钥加密的数据，用于验证发送方的身份真实性。
A. 对B. 错答案：B. 错4. 以下哪个不是公钥加密算法？A. RSAB. ECCC. IDEAD. ElGamal答案：C. IDEA5. 在密码学中，密钥交换算法主要用于实现以下哪个目标？A. 数据加密B. 消息认证C. 数据完整性D. 密钥建立答案：D. 密钥建立二、填空题1. 对称密钥加密算法中，加密和解密过程使用的是同一个密钥，称为______密钥。
答案：对称2. 公钥加密算法中，加密使用的是公钥，解密使用的是______。
答案：私钥3. 以下是一种常用的哈希算法，SHA-______。
答案：2564. 在数字签名的过程中，发送方使用______密钥进行加密。
答案：私钥5. 密钥交换算法主要用于实现安全的______建立。
答案：密钥三、简答题1. 解释对称密钥加密算法和公钥加密算法的区别。
对称密钥加密算法使用同一个密钥进行加密和解密过程，加密和解密速度较快，但需要事先共享密钥。
而公钥加密算法使用不同的密钥进行加密和解密，公钥用于加密，私钥用于解密，由于私钥只有接收方知道，因此能够实现更好的安全性。
公钥加密算法适用于密钥交换和数字签名等场景。
2. 简述哈希算法的作用和原理。
哈希算法主要用于对数据进行摘要计算，将任意长度的数据转化为固定长度的哈希值。
通过对数据的哈希计算，可以验证数据的完整性和真实性。
哈希算法的原理是利用一系列复杂的数学函数对数据进行处理，使得不同的输入数据产生唯一的输出哈希值。
任意输入数据的改动都会导致输出哈希值的变化，因此可以通过比较哈希值来验证数据是否被篡改。
密码学的数学基础密码学是研究信息安全和通信保密的一门学科，它涉及到数据加密、解密、认证、签名以及密码系统的设计等领域。
密码学作为信息安全的基石，具备坚实的数学基础。
本文将探讨密码学中涉及的一些重要的数学原理和算法。
一、模运算在密码学中，模运算是一种关键的数学运算，它对于生成密码算法和破解密码算法都有着重要作用。
模运算是指对于给定的正整数n，将一个整数a除以n所得的余数。
模运算具有以下几个重要性质：1. 加法的封闭性。
对于任意的整数a和b，(a+b) mod n=(a mod n + b mod n) mod n。
2. 乘法的封闭性。
对于任意的整数a和b，(a×b) mod n=(a mod n × b mod n) mod n。
3. 乘法的分配律。
对于任意的整数a、b和c，(a+b) mod n=(a mod n + b mod n) mod n。
二、欧拉函数和费马小定理在密码学中，欧拉函数和费马小定理是密码算法设计的重要数学基础。
1. 欧拉函数欧拉函数φ(n)表示小于等于n的正整数中与n互质的数的个数。
对于任意正整数n，欧拉函数满足以下性质：- 如果p是一个质数，那么φ(p)=p-1。
- 如果a和b互质，那么φ(a×b)=φ(a)×φ(b)。
2. 费马小定理费马小定理是一个基本的数论定理，它指出如果p是一个质数，a是不可被p整除的整数，那么a^(p-1) mod p ≡ 1。
费马小定理在密码学中应用广泛，特别是在RSA算法中。
RSA算法是一种非对称加密算法，基于大数因子分解的困难性。
三、素数和大数因子分解密码学中的许多算法都依赖于素数和大数因子分解的困难性。
1. 素数素数是只能被1和自身整除的正整数。
在密码学中，素数的选取十分重要，因为对于一个大的合数，将其分解质因数是非常困难的。
2. 大数因子分解大数因子分解是指将一个大的合数分解成质因数的过程。
在密码学中，大数因子分解的困难性是许多加密算法的基础，如RSA算法。
密码学是什么1、什么是密码学密码学（Cryptography）是一门研究保护信息安全的学科，旨在发明和推广应用用来保护信息不被未经授权的实体获取的一系列技术。
它的研究规定了认证方式，加密算法，数字签名等技术，使得信息在网络上传输的安全性得到有效保障。
2、密码学发展历史从古代祭祀文本，到中世纪以前采用信封保护信息，再到如今运用根据科学原理设计的隐藏手段来免受攻击，形成了自己独特的新时代——密码学从古至今飞速发展。
在古代，人们提出基于门限理论的“将信息隐藏在古文献中”的想法，致使密码学技术的研究进入一个全新的研究水平。
噬血无声的18世纪，密码学技术得到了按比例加密法、变换锁以及一些其他加密技术的发明，使得发送者可以保护其传输的信息安全性。
20世纪，随着计算机科学、数学和通信学的迅猛发展，对于密码学的研究不断深入，密码破译也得到了彻底的结束。
3、密码学的应用密码学技术的应用正在不断的扩大，已经影响到计算机安全，电子商务，社交媒体，安全性协议。
其中，在计算机安全领域，应用的最广的就是网络安全了，例如使用数字签名，校验数据完整性及可靠性；实现密码认证，提高网络安全性；确保交易安全，实现交易无痕迹。
此外，在其他领域，还应用于支付货币，移动通信，数字信息传输，数字家庭，多媒体看门狗等。
4、密码学体系建设根据国家科学研究规划，国家建立自己的密码体系，推动密码学发展，建立一套完整的标准化体系，促进社会的网络安全发展，促进新的网络体系的快速发展，并且提出国家大力研究密码学，在国际技术水平上更具有单调作用和竞争优势。
5、总结综上所述，我们可以看到，密码学是一门相对年轻的学科，但是它在近十数年中有着突飞猛进的发展，并且把它妥善运用到了当今信息时代。
密码学研究实际上在不断推动并加强现代通信网络的安全性，使得更多的人群乐于在网上购买等等，为人们的网络安全提供了有效的保障。
只要把它的研究应用得当，密码学必将为更多的人带来更多的安全保障。
密码学基本要素
密码学是研究如何保护通信和数据的科学，其基本要素包括以下几个方面：
1. 机密性(Confidentiality)：确保只有授权的实体可以访问和读取通信和数据，防止未授权的实体进行窃听和获取信息。
2. 完整性(Integrity)：确保通信和数据在传输和存储过程中不被篡改、破坏或丢失，保证信息的完整性和准确性。
3. 可用性(Availability)：确保通信和数据在需要时可以可靠地获取和使用，防止由于安全措施过度而导致无法访问或使用数据。
4. 可认证性(Authentication)：确保通信和数据的来源是可信的，防止伪造和冒充行为。
5. 可追踪性(Accountability)：确保通信和数据的操作和访问可以被追踪和记录，以便在需要时进行审计和调查。
为了实现这些要素，密码学提供了多种技术和协议，例如对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名、公钥基础设施等。
这些技术和协议可以帮助保护通信和数据的安全性和机密性，同时也可以帮助确认数据的来源和完整性，以及提供追踪和记录的能力。
密码学详细分类密码学是研究保护信息安全的科学和技术领域。
根据应用领域、算法类型和安全目标，密码学可以被详细分类如下：1. 对称密码学（Symmetric Cryptography）：对称密码学使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称密码算法有DES、AES和IDEA 等。
2. 非对称密码学（Asymmetric Cryptography）：非对称密码学使用不同的密钥进行加密和解密。
公钥密码学是非对称密码学的主要分支，它使用一对密钥，包括公钥和私钥。
公钥可以公开，而私钥必须保密。
常见的非对称密码算法有RSA、Diffie-Hellman和椭圆曲线密码算法等。
3. 哈希函数（Hash Function）：哈希函数将任意长度的输入数据转换为固定长度的输出，常用于验证数据的完整性和生成数字指纹。
常见的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256和RIPEMD等。
4. 数字签名（Digital Signature）：数字签名用于验证消息的真实性和完整性，并确认消息的发送者。
数字签名通常使用非对称密码学中的私钥进行生成，公钥用于验证签名的有效性。
5. 密码协议（Cryptographic Protocols）：密码协议是一组规则和步骤，用于在通信过程中确保信息的安全性。
常见的密码协议有SSL/TLS、IPsec和SSH等。
6. 密码编码学（Cryptanalysis）：密码编码学是破解密码系统的科学和技术，旨在破译加密消息或恢复加密密钥。
7. 随机数生成器（Random Number Generator）：随机数生成器用于生成随机数或伪随机数序列，这在密码学中是非常重要的。
这些分类只是密码学研究中的一部分，每个分类下又有更多的细分和特定算法。
密码学的发展涵盖了广泛的应用领域，包括网络安全、电子商务、数据保护和身份认证等。
密码学基本概念
密码学是一门研究保护信息安全的学科，其基本目标是保证信息在传输过程中不被非法获取和篡改。
在密码学中，有一些基本概念需要了解。
1. 密码学基础
密码学基础包括加密、解密、密钥、明文和密文等概念。
加密是将明文转换为密文的过程，解密则是将密文还原为明文的过程。
密钥是用于加密和解密的秘密码，明文是未经过加密的原始信息，密文则是加密后的信息。
2. 对称加密算法
对称加密算法指的是加密和解密时使用同一个密钥的算法，如DES、AES等。
在对称加密算法中，密钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
3. 非对称加密算法
非对称加密算法指的是加密和解密时使用不同密钥的算法，如RSA、DSA等。
在非对称加密算法中，公钥用于加密，私钥用于解密。
公钥可以公开，私钥必须保密，否则会被攻击者轻易获取并进行破解。
4. 数字签名
数字签名是用于保证信息的完整性和真实性的技术。
数字签名使用非对称加密算法，签名者使用私钥对信息进行加密，接收者使用公钥进行验证。
如果验证通过，则说明信息未被篡改过。
5. Hash函数
Hash函数是一种将任意长度的消息压缩成固定长度摘要的函数，常用于数字签名和消息验证。
Hash函数具有不可逆性，即无法通过消息摘要还原出原始数据。
以上就是密码学的基本概念，掌握这些概念对于理解密码学的原理和应用非常重要。
密码学的目的
密码学的目的是：研究数据保密。
密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。
依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。
密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
密码学介绍：
密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。
研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学。
总称密码学。
密码学是研究如何隐密地传递信息的学科。
在现代特别指对信息以及其传输的数学性研究，常被认为是数学和计算机科学的分支，和信息论也密切相关。
密码学是信息安全等相关议题，如认证、访问控制的核心。
密码学的首要目的是隐藏信息的涵义，并不是隐藏信息
的存在。
密码学也促进了计算机科学，特别是在于电脑与网络安全所使用的技术，如访问控制与信息的机密性。
密码学已被应用在日常生活：包括自动柜员机的芯片卡、电脑使用者存取密码、电子商务等等。
密码学综述姓名:陶佳杰学号：10053430 专业名称：网络工程2014年3月2日密码学的发展前言密码学（在西欧语文中，源于希腊语kryptós“隐藏的”，和gráphein“书写”）是研究如何隐密地传递信息的学科。
在现代特别指对信息以及其传输的数学性研究，常被认为是数学和计算机科学的分支，和信息论也密切相关。
著名的密码学者Ron Rivest解释道：“密码学是关于如何在敌人存在的环境中通讯”，自工程学的角度，这相当于密码学与纯数学的异同。
密码学是信息安全等相关议题，如认证、访问控制的核心。
密码学的首要目的是隐藏信息的涵义，并不是隐藏信息的存在。
密码学也促进了计算机科学，特别是在于电脑与网络安全所使用的技术，如访问控制与信息的机密性。
密码学已被应用在日常生活：包括自动柜员机的芯片卡、电脑使用者存取密码、电子商务等等。
密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。
依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。
密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
文献研究密码学的产生密码学在公元前400多年就早已经产生了，正如《破译者》一书中所说“人类使用密码的历史几乎与使用文字的时间一样长”。
密码学的起源的确要追溯到人类刚刚出现，并且尝试去学习如何通信的时候，为了确保他们的通信的机密，最先是有意识的使用一些简单的方法来加密信息，通过一些（密码）象形文字相互传达信息。
接着由于文字的出现和使用，确保通信的机密性就成为一种艺术，古代发明了不少加密信息和传达信息的方法。
例如我国古代的烽火就是一种传递军情的方法，再如古代的兵符就是用来传达信息的密令。
就连闯荡江湖的侠士，都有秘密的黑道行话，更何况是那些不堪忍受压迫义士在秘密起义前进行地下联络的暗语，这都促进了密码学的发展。
事实上，密码学真正成为科学是在19世纪末和20世纪初期，由于军事、数学、通讯等相关技术的发展，特别是两次世界大战中对军事信息保密传递和破获敌方信息的需求，密码学得到了空前的发展，并广泛的用于军事情报部门的决策。
例如在希特勒一上台时，德国就试验并使用了一种命名为“谜”的密码机，“谜”型机能产生220亿种不同的密钥组合，假如一个人日夜不停地工作，每分钟测试一种密钥的话，需要约4.2万年才能将所有的密钥可能组合试完，希特勒完全相信了这种密码机的安全性。
然而，英国获知了“谜”型机的密码原理，完成了一部针对“谜”型机的绰号叫“炸弹”的密码破译机，每秒钟可处理2000个字符，它几乎可以破译截获德国的所有情报。
后来又研制出一种每秒钟可处理5000个字符的“巨人”型密码破译机并投入使用，至此同盟国几乎掌握了德国纳粹的绝大多数军事秘密和机密，而德国军方却对此一无所知；太平洋战争中，美军成功破译了日本海军的密码机，读懂了日本舰队司令官山本五十六发给各指挥官的命令，在中途岛彻底击溃了日本海军，击毙了山本五十六，导致了太平洋战争的决定性转折。
因此，我们可以说，密码学为战争的胜利立了大功。
在当今密码学不仅用于国家军事安全上，人们已经将重点更多的集中在实际应用，在你的生活就有很多密码，例如为了防止别人查阅你文件，你可以将你的文件加密；为了防止窃取你钱物，你在银行账户上设置密码，等等。
随着科技的发展和信息保密的需求，密码学的应用将融入了你的日常生活。
密码分类1、摩斯密码最早的摩尔斯电码是一些表示数字的点和划。
数字对应单词，需要查找一本代码表才能知道每个词对应的数。
用一个电键可以敲击出点、划以及中间的停顿。
虽然摩尔斯发明了电报，但他缺乏相关的专门技术。
他与艾尔菲德·维尔签定了一个协议，让他帮自己制造更加实用的设备。
艾尔菲德·维尔构思了一个方案，通过点、划和中间的停顿，可以让每个字元和标点符号彼此独立地发送出去。
他们达成一致，同意把这种标识不同符号的方案放到摩尔斯的专利中。
这就是现在我们所熟知的美式摩尔斯电码，它被用来传送了世界上第一条电报。
2、四方密码四方密码是一种对称式加密法，由法国人Felix Delastelle（1840年–1902年）发明。
这种方法将字母两个一组，然后采用多字母替换密码。
四方密码用4个5×5的矩阵来加密。
每个矩阵都有25个字母（通常会取消Q或将I,J视作同一样，或改进为6×6的矩阵，加入10个数字）。
首先选择两个英文字作密匙，例如example和keyword。
对于每一个密匙，将重复出现的字母去除，即example要转成exampl，然后将每个字母顺序放入矩阵，再将余下的字母顺序放入矩阵，便得出加密矩阵。
3、希尔密码希尔密码是运用基本矩阵论原理的替换密码，由Lester S. Hill在1929年发明。
每个字母当作26进制数字：A=0, B=1, C=2... 一串字母当成n维向量，跟一个n×n的矩阵相乘，再将得出的结果模26。
注意用作加密的矩阵（即密匙）在<math>\mathbb_^n</math>必须是可逆的，否则就不可能译码。
只有矩阵的行列式和26互质，才是可逆的。
4、波雷费密码波雷费密码是一种对称式密码，是首种双字母取代的加密法。
关于波雷费密码最早的纪录出现在一份1854年3月26日由查尔斯·惠斯登签署的文件。
惠斯登的朋友波雷费勋爵普及了这个加密法。
最初英国外交部拒绝使用这种密码，认为它太复杂。
当惠斯登证明邻近学校的四个男孩中，有三个可以在15分钟内学会这种方法，外交部副秘书长的回应是：「这是有可能的，可惜你不能教晓那些高层人员。
」在第二次布尔战争和第一次世界大战，英军用了它；在二战，澳大利亚人也用了。
波雷费密码所用的工具很少，而且很快便能加密讯息。
它主要用来加密重要而又不关键的讯息。
当时，敌军的密码分析员很快解出密码，可惜得的讯息都不重要。
现时，波雷费密码被视为十分不安全的。
1914年，Joseph O. Mauborgne刊出了19页解密法。
1选取一个英文字作密匙。
除去重复出现的字母。
将密匙的字母逐个逐个加入5×5的矩阵内，剩下的空间将未加入的英文字母依a-z 的顺序加入。
（将Q去除，或将I和J视作同一字。
）2将要加密的讯息分成两个一组。
若组内的字母相同，将X（或Q）加到该组的第一个字母后，重新分组。
若剩下一个字，也加入X 字。
3在每组中，找出两个字母在矩阵中的地方。
若两个字母不同行也不同列，在矩阵中找出另外两个字母，使这四个字母成为一个长方形的四个角。
若两个字母同行，取这两个字母右方的字母（若字母在最右方则取最左方的字母）。
若两个字母同列，取这两个字母下方的字母（若字母在最下方则取最上方的字母）。
新找到的两个字母就是原本的两个字母加密的结果。
5、仿射密码仿射密码是一种替换密码。
它是一个字母对一个字母的。
6、三分密码三分密码由Felix Delastelle发明（他也发明了四方密码和二分密码）。
二分密码是二维的，用5×5（或6×6）的矩阵加密，但三分密码则用3×3×3的。
它是第一个应用的三字母替换密码。
首先随意制造一个3个3×3的Polybius方格替代密码，包括26个英文字母和一个符号。
然后写出要加密的讯息的三维坐标。
讯息和坐标四个一列排起，再顺序取横行的数字，三个一组分开，将这三个数字当成坐标，找出对应的字母，便得到密文。
密码学的前景一般来讲，信息安全主要包括系统安全及数据安全两方面的内容。
系统安全一般采用防火墙、病毒查杀、防范等被动措施；而数据安全则主要是指采用现代密码技术对数据进行主动保护，如数据保密、数据完整性、数据不可否认与抵赖、双向身份认证等。
密码技术是保障信息安全的核心技术。
密码技术在古代就已经得到应用，但仅限于外交和军事等重要领域。
随着现代计算机技术的飞速发展，密码技术正在不断向更多其他领域渗透。
它是集数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的交叉学科。
密码技术不仅能够保证机密性信息的加密,而且完成数字签名、身份验证、系统安全等功能。
所以，使用密码技术不仅可以保证信息的机密性，而且可以保证信息的完整性和确证性，防止信息被篡改、伪造和假冒。
1 密码学基础及新方向提出的前提密码学(Cryptography)包括密码编码学和密码分析学。
密码体制设计是密码编码学的主要内容，密码体制的破译是密码分析学的主要内容，密码编码技术和密码分析技术是相互依相互支持、密不可分的两个方面。
密码体制有对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制。
对称密钥密码体制要求加密解密双方拥有相同的密钥。
而非对称密钥密码体制是加密解密双方拥有不相同的密钥，在不知道陷门信息的情况下，加密密钥和解密密钥是不能相互算出的。
然而密码学不仅仅只包含编码与破译，而且包括安全管理、安全协议设计、散列函数等内容。
不仅如此，密码学的进一步发展，涌现了大量的新技术和新概念，如零知识证明技术、盲签名、量子密码技术、混沌密码等。
密码学还有许许多多这样的问题。
当前,密码学发展面临着挑战和机遇。
计算机网络通信技术的发展和信息时代的到来，给密码学提供了前所未有的发展机遇。
在密码理论、密码技术、密码保障、密码管理等方面进行创造性思维，去开辟密码学发展的新纪元才是我们的追求。
2 密码学的新方向对称密钥密码体制中,加密运算与解密运算使用同样的密钥。
这种体制所使用的加密算法比较简单，而且高效快速、密钥简短、破译困难，但是存在着密钥传送和保管的问题。
例如：甲方与乙方通讯，用同一个密钥加密与解密。
首先，将密钥分发出去是一个难题，在不安全的网络上分发密钥显然是不合适的；另外，如果甲方和乙方之间任何一人将密钥泄露，那么大家都要重新启用新的密钥。
通常,使用的加密算法比较简便高效,密钥简短,破译极其困难。
但是,在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。
1976年,Diffie和Hellman为解决密钥管理问题,在他们的奠基性的工作"密码学的新方向"一文中,提出一种密钥交换协议,允许在不安全的媒体上通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,它是基于离散指数加密算法的新方案:交易双方仍然需要协商密钥，但离散指数算法的妙处在于:双方可以公开提交某些用于运算的数据，而密钥却在各自计算机上产生，并不在网上传递。
在此新思想的基础上,很快出现了"不对称密钥密码体制",即"公开密钥密码体制",其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用,解密密钥只有解密人自己知道,分别称为"公开密钥"(public-key)和"秘密密钥"(priv ate-key), 由于公开密钥算法不需要联机密钥服务器，密钥分配协议简单，所以极大地简化了密钥管理。
