大连理工大学 网络安全与密码学 chap1-安全基础

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非对称密钥加密体系（公开密钥）
设计一种新的加密算法，该算法拥有一对不同的加密 密钥E和解密密钥D。使得E和D之间具有如下性质：
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对数据M 用E加密后 再用D解密 ，应当 以还原为 M；
E和D都是 易于计算 的
从E难以 推导出D 的结构
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RSA算法是公开密钥加密体制的典型算法。该算法由 美国的Rivest、Shamir、Adleman三人于1978年提出。 RSA算法的设计依据：可以较容易地获得两个大的质 数，而将它们的乘积分解并还原则极为困难。 优点：RSA算法使用方便，尤其是公开密钥的特征使得用 户在数据传输之前无需交换密钥，即使和多个用户进行秘 密通信，也无需记忆太多的密钥；原理上，N个用户进行 通信，需要N对密钥，但每个用户只需记忆自己的秘密密 钥，并去公共存储区中获取其他用户的公开密钥。 缺点：加密速度较慢
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两种算法的结合
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9.4 数字签名
1.数字签名的基本方法
首先计算需要签名信息（报文）的消息摘要
利用公开密钥加密算法，发送方公布解密公钥，发送 方使用秘密的加密密钥对消息摘要签名
接受方使用发送方的解密公钥解密数字签名得到消息 摘要，然后将收到的信息生成消息摘要，进行比较
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对称密钥密码体制（1）

对称密码体制是从传统的简单换位发展而来的。其主 要特点是：加解密双方在加解密过程中要使用完全相 同或本质上等同（即从其中一个容易推出另一个）的 密钥，即加密密钥与解密密钥是相同的。所以称为传 统密码体制或常规密钥密码体制，也可称之为私钥、 单钥或对称密码体制。其通信模型如图4.2所示。
本章主要内容
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密码技术概述 加密方法 密钥与密码破译方法 常用信息加密技术介绍 数据压缩
4.1 密码技术概述

密码技术包括密码算法设计、密码分析、安全 协议、身份认证、消息确认、数字签名、密钥 管理、密钥托管等。可以说密码技术是保护大 型通信网络上传输信息的惟一实现手段，是保 障信息安全的核心技术。它不仅能够保证机密 性信息的加密，而且能完成数字签名、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 的完整性和准确性，防止信息被篡改、伪造和 假冒。
三种加密方式



链路加密方式：把网络上传输的数据报文的每一位进行加密。不但对数 据报文正文加密，而且把路由信息、校验和等控制信息全部加密。所以， 当数据报文传输到某个中间节点时，必须被解密以获得路由信息和校验 和，进行路由选择、差错检测，然后再被加密，发送给下一个节点，直 到数据报文到达目的节点为止。目前一般网络通信安全主要采这种方式。 节点对节点加密方式：为了解决在节点中数据是明文的缺点，在中间节 点里装有用于加、解密的保护装置，即由这个装置来完成一个密钥向另 一个密钥的变换。因而，除了在保护装置里，即使在节点内也不会出现 明文。但是这种方式和链路加密方式一样，有一个共同的缺点：需要目 前的公共网络提供者配合，修改他们的交换节点，增加安全单元或保护 装置。 端对端加密方式：为了解决链路加密方式和节点对节点加密方式的不足， 人们提出了端对端加密方式，也称面向协议加密方式。在这种方式中， 由发送方加密的数据在没有到达最终目的地——接受节点之前不被解密。 加密解密只是在源节点和目的节点进行。因此，这种方式可以实现按各 通信对象的要求改变加密密钥以及按应用程序进行密钥管理等，而且采 用此方式可以解决文件加密问题。这一方法的优点是：网络上的每个用 户可有不同的加密关键词，并且网络本身不需增添任何专门的加密设备； 缺点是每个系统必须有一个加密设备和相应的软件（管理加密关键词） 或者每个系统必须自己完成加密工作，当数据传输率是按兆位/秒的单位 计算时，加密任务的计算量是很大的。

抓PPPPAPCHAP包及协议分析基础随着互联网的发展，网络安全问题也日益突出。

PPPPAPCHAP协议是一种常用的网络安全协议，它在PPP协议基础上增加了PEAP（Protected Extensible Authentication Protocol）和CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol）等安全性机制，用于用户认证和数据加密。

本文将从PPPPAPCHAP包的抓取和协议分析两个方面，对其进行详细介绍。

抓取PPPPAPCHAP包为了抓取PPPPAPCHAP包，我们可以使用Wireshark等网络抓包工具。

下面是详细的抓取步骤：1. 打开Wireshark，并选择要进行抓包的网络接口。

2. 设置过滤器，只捕获PPP协议相关的数据包。

可以在菜单栏中选择“Capture”->“Options”，在弹出的窗口中输入过滤器条件“ppp”。

3. 开始抓包，点击“Start”按钮开始进行抓包。

4.进行相应的网络操作，例如进行一次PPPPAPCHAP认证，获取到相应的认证数据包。

PPPPAPCHAP协议是一种复杂的协议体系，涉及到的知识较多。

下面是对相关概念和原理进行基础介绍：1. PPP协议：点对点协议（Point-to-Point Protocol），用于在点对点链接上建立和维护数据链路层的通信。

2. PEAP协议：保护可扩展认证协议（Protected Extensible Authentication Protocol），用于安全地传输EAP（Extensible Authentication Protocol）消息。

3. CHAP协议：挑战-应答式认证协议（Challenge Handshake Authentication Protocol），用于在网络通信中进行用户和服务器之间的身份认证。

4.数据加密：PPPPAPCHAP协议使用PEAP协议对数据进行加密，以确保传输过程中的数据安全性。

DES加密算法一轮迭代的过程 加密算法一轮迭代的过程
加密： Li = Ri–1 Ri = Li–1 ⊕ F(Ri–1, Ki) 解密： Ri–1 = Li Li–1 = Ri ⊕ F(Ri–1, Ki)＝ Ri ⊕ F(Li , Ki)
单轮变换的详细过程
单轮操作结构
单轮变换的详细过程
函数F
Expansion: 32 -> 48 S-box: 6 -> 4 Permutation: 32 -> 32
DES
背景简介 1973年5月15日，NBS(现在NIST，美国国家标 准技术研究所)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
计算机安全
CH9：密码学基本理论 CH9：密码学基本理论
(DES)
内容提要
密码学基本知识 对称密码 非对称密码
密码学的发展历史
第1阶段：1949年以前。 第2阶段：从1949年到1975年。
标志：1949年Shannon发表的《保密系统的 信息理论》。
第3阶段：1976年至今。
标志：1976年Diffie和Hellman发表了《密码 学新方向》。
对称密码算法
DES IDEA AES
DES的基本构件 DES的基本构件
[Shannon49]指出每种现代对称加密算法都符 合两种基本运算方式（基本构件）：替换 (substitution)和扩散(diffusion) 。 替换：密文的内容是用不同的位和字节代替 了明文中的位和字节，尽可能使密文和加密密钥 间的统计关系复杂化，以阻止攻击者发现密钥。 扩散：在密文中将这些替换的位和字节转移 到不同的地方，尽可能使明文和密文间的统计关 系复杂化，以阻止攻击者推导出密钥。