当前位置：文档之家 › 第02章：密码技术基础_1

第02章：密码技术基础_1

  • 格式：ppt
  • 大小：964.00 KB
  • 文档页数：20

下载文档原格式

  / 20

合集下载

密码技术基础ppt课件

密码技术基础ppt课件
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

密码学基础

密码学基础

密码学基础现代密码学的一些基础理论，供参考。

1 加密技术概述一个密码系统的安全性只在于密钥的保密性，而不在算法的保密性。

对纯数据的加密的确是这样。

对于你不愿意让他看到这些数据（数据的明文）的人，用可靠的加密算法，只要破解者不知道被加密数据的密码，他就不可解读这些数据。

但是，软件的加密不同于数据的加密，它只能是“隐藏”。

不管你愿意不愿意让他（合法用户，或Cracker）看见这些数据（软件的明文），软件最终总要在机器上运行，对机器，它就必须是明文。

既然机器可以“看见”这些明文，那么Cracker，通过一些技术，也可以看到这些明文。

于是，从理论上，任何软件加密技术都可以破解。

只是破解的难度不同而已。

有的要让最高明的Cracker 忙上几个月，有的可能不费吹灰之力，就被破解了。

所以，反盗版的任务（技术上的反盗版，而非行政上的反盗版）就是增加Cracker 的破解难度。

让他们花费在破解软件上的成本，比他破解这个软件的获利还要高。

这样Cracker 的破解变得毫无意义——谁会花比正版软件更多的钱去买盗版软件？2 密码学简介2.1 概念(1) 发送者和接收者假设发送者想发送消息给接收者，且想安全地发送信息：她想确信偷听者不能阅读发送的消息。

(2) 消息和加密消息被称为明文。

用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过程称为解密。

明文用M（消息）或P（明文）表示，它可能是比特流（文本文件、位图、数字化的语音流或数字化的视频图像）。

至于涉及到计算机，P是简单的二进制数据。

明文可被传送或存储，无论在哪种情况，M指待加密的消息。

密文用C表示，它也是二进制数据，有时和M一样大，有时稍大（通过压缩和加密的结合，C有可能比P小些。

然而，单单加密通常达不到这一点）。

加密函数E作用于M得到密文C，用数学表示为：E（M）=C.相反地，解密函数D作用于C产生MD（C）=M.先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来，下面的等式必须成立：D（E（M））=M(3) 鉴别、完整性和抗抵赖除了提供机密性外，密码学通常有其它的作用：.(a) 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。

密码技术基础知识ppt课件

密码技术基础知识ppt课件
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

02.1-密码技术基础(2013秋)

02.1-密码技术基础(2013秋)
17
对称密码系统与非对称密码系统
I M
密码分析者
M' M＝DK (C)
发送方
C＝EK (M) K
接收方
密钥空间
I M
密码分析者
M' M＝DKs (C)
发送方
Kp C＝EKp (M)
接收方
Ks
公钥空间
私钥空间
18
密码系统分类
• 根据对明文的处理方式
– 一次只对明文中的单个比特（有时对字节）运 算的密码称为序列密码或流密码（Stream Cipher）； – 对明文的一组比特进行运算，这些比特组称为 分组，相应的密码称为分组密码（Block Cipher）；
4
密码学发展历史
• 罗马军队，凯撒密码。
The Caesar cipher is named for Julius Caesar, who used an alphabet with a shift of three.
the last dictator of Rome (100 BC - 44 BC)
12
• • • • •
明文（Plaintext）：被隐蔽的数据消息； 密文（Ciphertext）：隐蔽后的数据消息； 加密（Encryption）：将明文转换为密文的过程； 解密（Decryption）：将密文转换为明文的过程； 密钥（Key）：控制加密、解密的安全参数；
• 当前，密码技术的发展使得它已经能用于提供完整性、真 实性、和非否认性等属性，成为保障信息安全的核心基础 技术。 • 密码学（Cryptology）分为密码编码学（Cryptography）和 密码分析学（Cryptanalysis）。前者寻求提供信息机密性、 完整性、真实性和非否认性的方法，后者研究加密消息的 破译和伪装等破坏密码技术所提供安全性的方法。

第04讲 密码技术基础

第04讲 密码技术基础

3.2 DH 与ElGamal
• DH
当Alice和Bob要进行保密通信时，他们可以按如下步骤来做： (1)Alice送取大的随机数x，并计算 X=gx(mod P) (2)Bob选取大的随机数x′，并计算X ′ = gx ′(mod P) (3)Alice将X传送给Bob；Bob将X ′传送给Alice。 (4)Alice计算K=(X ′)X(mod P);Bob计算K ′ ＝（X) X ′(mod P),易 见，K=K ′ =g xx ′(mod P)。 由(4)知，Alice和Bob已获得了相同的秘密值K。双方以K作为加 解密钥以传统对称密钥算法进行保密通信。 注：Diffie-Hellman密钥交换算法拥有美国和加拿大的专利。
2.4 混乱与扩散
• 扩散（Diffusion）：
– 明文的统计结构被扩散消失到密文的长程统计特 性，使得明文和密文之间的统计关系尽量复杂。做 到这一点的方法是让明文的每个数字影响许多密文 数字的取值，也就是说每个密文数字被许多明文数 字影响。在二进制分组密码中，扩散可以通过重复 使用对数据的某种置换，并对置换结果再应用某个 函数的方式来达到，这样做就使得原明文不同位置 的多个比特影响到密文的一个比特。
注意，当0<M<n时,Mϕ (n) =1(mod n)自然有： MKϕ (n)+1 ≡M(mod n), 而ed ≡ 1 (mod ϕ (n)),易见(Me)d ≡ M(mod n)
(b)加密 (用e,n):明文：M<n 密文：C=Me(mod n). (c)解密 (用d,p,q)：密文：C 明文：M=Cd（mod n) 注：1*, 加密和解密时一对逆运算。 M=Cd（mod n)= Med（mod n)=M 2*, 对于0<M<n时，若(M,n) ≠ 1，则M为p或q的整数倍， 假设M=cp，由(cp,q)=1 有 Mϕ (q) ≡ 1(mod q) M ϕ (q) ϕ (p) ≡ 1(mod q) 有Mϕ (q) ϕ (p) = 1+kq 对其两边同乘M=cp有 有Mϕ (q) ϕ (p) ＋1=M+kcpq=M+kcn于是 有Mϕ (q) ϕ (p) ＋1 ≡ M(mod n)

密码学基础ppt课件

密码学基础ppt课件
于对密钥的保密。
2019
29
对称密码算法 vs.非对称密码算法
对称密码算法（Symmetric cipher）：加密密钥和解 密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一 个。又称传统密码算法（Conventional cipher)、秘密密 钥算法或单密钥算法。
DES、3DES、IDEA、AES
16
密码学
密码学（Cryptology）
• 研究信息系统安全保密的科学。由两个 相互对立、相互斗争，而且又相辅相成 、相互促进的分支科学所组成的，分别 称为密码编码学（Cryptography）和密码 分析学（Cryptanalysis）。
2019
17
密码编码学 Vs. 密码分析学
密码编码学（Cryptography） • 主要研究对信息进行编码，实现对信息的隐 蔽。 密码分析学（ Cryptanalysis ） • 主要研究加密消息的破译或消息的伪造。
加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进 行的,分别称为加密密钥(Encryption Key) 和解密密钥 (Decryption Key)。
2019 23
密码算法
密码算法（Cryptography Algorithm）：用于加密 和解密操作的数学函数。 加密算法（Encryption Algorithm）：发送者对明 文进行加密操作时所采用的一组规则。 解密算法（Decryption Algorithm）：接收者对密 文进行解密操作时所采用的一组规则。
90年代，逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法。
公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通 信成为可能！
2019 14
什么是密码学
密码学基本概念 密码体制分类 密钥管理

密码技术基础

信息安全技术_第2章 密码技术基础
2
算法复杂性
• 算法的复杂性是算法效率的度量，是评价算法优劣的重
要依据。
• 以某个特定的基本步骤为单元，完成计算过程所需的总 单元数称为算法的时间复杂性，或时间复杂度，记为 T(n)； • 以某个特定的基本存储空间为单元，完成计算过程所用
的存储单元数，称为算法的空间复杂性或空间复杂度，
q使得b=aq成立，那么就说b可以被a整除，记为a|b
• 且称b是a的倍数。a是b的因数(或称约数、除数、因子)。 •术基础
2
素数
• 定义2.2设整数p≠0。如果它除了±1，±p显然因数外没
有其他的因数，则p为素数，也叫不可约数，或称p是不
可约的。 • 若a≠0,±1且a不是素数，则a称为合数。
• 定义2.7 设m是一个正整数，则m个整数0，1，…，m-1 中与m互素的整数的个数，记作 ( m) ，通常叫做欧拉 (Euler)函数。 • 定理2.12若 p是素数，则 ( p) p 1 。 • 定理2.13若 p是素数，k 是大于等于1的整数，
k k 1 ( p ) p ( p 1) 。 则
信息安全技术_第2章 密码技术基础
2 • 1.生成密钥
RSA加密算法
（1）任意选取两个不同的大素数p,q。
（2）计算n=p*q , (n) ( p 1)(q 1) ,在这 (n) 指的是 Euler函数。 （3）任意选取一个大整数e，满足 1 e (n) 且gcd( (n), e) 1 整数e用做加密钥。
。
信息安全技术_第2章 密码技术基础
2
同余
• 定义2.6 设n是一个正整数，对任意两个整数a、b，
若 n|(a-b) ，则称a和b模n同余，记为a≡b(mod n) ，整数

密码学基础_图文

相应的密文串将是: VPXZGIAXIVWPUBTTMJPWIZITWZT
解密过程与加密过程类似,不同的只是进行模26减,而不是模26 加。
使用Vigenère表可以方便地进行加密和解密。
@
基本概念
• 密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全保密 的科学.
➢ 密码编码学(Cryptography): 主要研究对信息 进行编码,实现对信息的隐蔽.
➢ 密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消 息的破译或消息的伪造.
密码新技术
• 量子密码(单量子不可复制定理) • DNA密码 • 化学密码 • ……
• 消息被称为明文(Plaintext)。用某种方法伪装消息以 隐藏它的内容的过程称为加密(Encrtption)，被加密 的消息称为密文(Ciphertext)，而把密文转变为明文 的过程称为解密(Decryption)。
• 对明文进行加密操作的人员称作加密员或密码员 (Cryptographer).
• 例如：明文INTELLIGENT用密钥PLAY加密为： M＝INTE LLIG ENT K＝PLAY PLAY PLA
Ek(M)＝XYTC AMIE TYT
• 例 设m＝6，且密钥字是CIPHER,这相应于密钥。假定明文串 是 this cryptosystem is not secure 首先将明文串转化为数字串，按6个一组分段，然后模26“加”上 密钥字得：
密码算法分类-iii
• 按照明文的处理方法： ➢ 分组密码（block cipher):将明文分成固定长度
的组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出 也是固定长度的密文。 ➢ 流密码（stream cipher):又称序列密码.序列密 码每次加密一位或一字节的明文，也可以称为 流密码。

第2章-密码学基础要点课件

• 3. 第3阶段为1976年至今。 • 1976年Diffie 和 Hellman 发表的文章“密码学的新动
向”一文导致了密码学上的一场革命。他们首先证明了在 发送端和接收端无密钥传输的保密通信是可能的，从而 开创了公钥密码学的新纪元。从此，密码开始充分发挥 它的商用价值和社会价值，普通人才能够接触到前沿的
• 2. 第二阶段为1949年到1975年。 • 1949年香农发表的<<保密系统的信息理论>>为私钥
密码系统建立了理论基础，从此密码学成为一门科学， 但密码学直到今天仍具有艺术性，是具有艺术性的一门 科学。这段时期密码学理论的研究工作进展不大，公开 的密码学文献很少。
版权所有，盗版必纠
8
3.1.2 密码学的发展
版权所有，盗版必纠
24
3.3.1 DES加密算法
• DES加密算法
版权所有，盗版必纠
25
3.3.2 3DES算法
• DES算法的弱点是不能提供足够的安全性，因为其密 钥容量只有56位。由于这个原因，后来又提出了三重 DES即3DES算法，使用3个不同的密钥对数据块进行(
2次或) 3次加密，该方法比进行3次普通加密快。其强度
• (3) 认证性: 接收者可以认出发送者，也可以证明声称 的发送者确实是真正的发送者。
• (4) 不可抵赖性：发送者无法抵赖曾经送出这个信息。
版权所有，盗版必纠
16
3.2 古典密码学 3.2.1 密码通信模型
•w
版权所有，盗版必纠
17
3.2.2 代替密码
• 代替密码(Substitution Cipher)又叫替换密码，就是明 文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者 对密文做反向替换就可以恢复出明文。典型的代替密码是 凯撒密码。

密码技术基础

①维吉尼亚(Vigenere)密码
这种替代法是循环的使用有限个字母来实 现采法mB2n的用替，+l又特n代那个将征的么字来根一，母替据种m（代Bn方1将n…的个法根…特字。据，征母若字如来为明此母替B文循B1代，n信环的，B息。2特m，mn征…+lm2来又B2nm替）将3…代替根m，代据n， 这里，n为代换表的数目， (B1，B2，…Bn）为 密钥序列，它将产生n个移位代换表，第i+tn个 明文字母的映射规则由第i个代换表决定。
替换
公羊元皮前和圆48形7年棒，。斯置巴达换人Spartan Scytale：
计算机网络安全基础
2.1密码学的历史
第二阶段：1949年至1975年，计算机密 码学阶段。 重要理论：数据的安全基于密钥而不是 算法的保密。
第三个阶段：1976年以后，Diffie和 Hellman:不对称密钥密码的思想。
假设破译者在已知密码体制的前提下来 破译正在使用的密钥.(Kerchhoff原则)
计算机网络安全基础
2.3 密码分析
密码分析的形式：
密码分析学是在不知道密钥的情况下，恢复出明文 的科学。成功的密码分析能恢复出消息的明文或密钥。 密码分析也可以发现密码体制的弱点，最终得到上述结 果。常用的密码分析攻击： （1）唯密文攻击（Cipher Text-Only Attack）。密码分析 者有一些消息的密文，这些消息都用同一加密算法加密。 密码分析者的任务是恢复尽可能多的明文，或者最好是 能推算出加密消息的密钥来，以便可采用相同的密钥解 出其他被加密的消息。
1977年，Rivest,Shamir,Adleman提出 RSA公钥算法。（图灵奖）
计算机网络安全基础
2.2密码学的基本概念和术语
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特定密文，并得到对应的明文。
密码体制的分类
古典密码、近现代密码 对称密钥密码体制、非对称密钥密码体制 流密码、分组密码 单向函数密码、双向变换密码体制
流密码与分组密码 流密码
流密码采用密钥生成器，根据初始密钥生成 一系列密钥流来加密信息。
应用领域主要还是军事和外交等部门。 流密码算法主要包括A5、SEAL、RC4、PIKE等。
水浒传-吴用智取玉麒麟
2.2 密码技术的基本知识
密码学的几个基本概念 明文、密文、加密、解密、加密算法、解密算法、 加密密钥和解密密钥。
一个密码系统（密码体制）通常由五个部分组成： 明文空间M，全体明文的集合 密文空间C，全体密文的集合 密钥空间，全体密钥的集合K＝（K e，K d） 加密算法E，C＝E(M,Ke) 解密算法D, M=D(C ,Kd), D是E的逆变换
2.3 密码分析
密码学：这两部分相互对立，但也相互促进，相辅 相成。 密码编码学 密码分析学（攻击） 分为：被动攻击、主动攻击
密码攻击类别
惟密文攻击：分析者有一个或一些密文。 已知明文攻击：分析者有一些明文及对应的密
文。 选择明文攻击：分析者选择一些对攻击有利的
特定明文，并产生对应的密文。 选择密文攻击：分析者选择一些对攻击有利的
第二章：密码技术基础
密码技术基础 传统密码技术 对称密码体制 非对称密码体制
2.1 密码技术概述
密码学的发展大致分为三个阶段：
古代密码：古代的行帮暗语、文字游戏等 古典密码：替代密码、转轮密码 近现代密码：对称、非对称密码
•1949年之前：密码学是一门艺术 •1949～1975年：密码学成为科学 •1976年以后：密码学的新方向——公钥密码学的出现。
非对称密码体制（公钥密码体制） 如果在计算上Kd不能推导出Ke，将Ke公开也不会损 害Kd的安全性
1.置换密码
每个置换都可以用一个整数序列来表示， 如:P=(2,1,4,3)，表示1与2 、3与4对调。 逆置换为Q=(2,1,4,3)
核心是一个仅有发送和接受方知道的密码置 换和逆置换。
流密码的加解密模型图
分组密码
它广泛地应用于数据的保密传输、加密存储 等应用场合。
加密时，先对明文分组，每组长度都相同， 然后对分组加密得到等长的密文。
如果明文不是分组长的倍数，则要填充。
对称与非对称密码
对称密码体制（私钥密码体制）： 如果Ke=Kd，或者由其中一个很容易推导出另一个
密钥
密码分析者
窃听 密文
密钥
明文
加密算法 加解密过程示意图
解密算法
明文
算法的安全性
理论上穷举法任何密码都是可破译的。如果 在现在或将来的某段时间内，一个算法用可 得到的资源都不能破译，这个算法被认为是 安全的。
主要考虑一下因素： 数据复杂性：攻击所需要的需求量 处理复杂性：所需要的处理时间、能力 存储需求：攻击所需要的存储量
公元前50年，古罗马的凯撒大帝在高卢战争中采用的加 密方法。凯撒密码算法就是把每个英文字母向前推移K位。
A B C D E F G …… X Y Z D E F G H I J …… A B C
明文:Jiangxi Normal University
密文:mldqjal qrupdo xqlyhuvlwb
最大特点是明文和密文中所含元素是相同的， 仅仅位置不同。
1.置换密码
如：把明文中的字母的顺序倒过来写，然后以固定长度 的字母组发送或记录。
明文：computer systems
密文：sm etsy sretupmoc
列换位法：将明文字符分割成为五个一列的分组并按一 组后面跟着另一组的形式排好。如明文是：
小结
密码技术发展（古代、古典、现代） 密码技术的相关概念（明文、密文、加解密） 密码学（编码、分析） 密码技术分类（流与分组，对称与非对称） 古典密码（置换、替代、轮转机）
若将字母编号a-z对应为1-26 凯撒变换c=(m+k)mod n n=26
3. 转轮机
20世纪20年代，人们发明了各种机械加密设备用 来自动处理加密，这些设备多数是基于转轮的概念。
例如：一个转轮可以被连接起来完成F替代A、U替 代B、L替代C等等
为使机器更安全，可把几种转轮和移动的齿轮结合 起来。
古典密码学中有四种替代密码：有简单替代、 多名码替代、多字母替代和多表替代加密法。
2. 替代密码
希腊密码（二维字母编码查表）公元前2世纪
12345 1 AB CDE 2 F G H IJ K 3 LMNO P 4QRS TU 5 VWX Y Z
密文：2315313134
明文：HELLO
凯撒密码（移位密码）
WHAT YOU CAN LEARN FROM THIS BOOK
分组排列为：
WHA T Y
OUC A N
密文则以下面的形式读出：
WOFHOHURIKACOSXTAMBXYNTOX 这里的密钥是数字5。
F ROM T H就是明文中每一个字符被替换成密文中的另 外一个字符，接收者对密文进行逆替换以恢 复明文。