《应用密码学》课程试卷(1)参考答案

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2008——2009学年第一学期

课程名称:应用密码学使用班级:信息安全06级1、2、3班

命题系别: 网络工程学院 命题人:张仕斌、张金全、万武南 第一题 填空(共15个空,每空1分,计15分)

1、10

2、64,56

3、160

4、分组链接(CBC)模式,输出反馈(OFB)模式

5、2n-1

6、512

7、k

8、主密钥,数据加密密钥 9、4,2,110、9

第二题 判断题(共10题,每题1分,计10分)

1、√

2、√

3、×

4、×

5、√

6、×

7、×

8、×

9、× 10√

第三题 单项选择(共10题,每题2分,计20分)。

1、C

2、C

3、B

4、A

5、A

6、D

7、D

8、B

9、C 10、B

第四题(说明:本题由三个小题组成,要求给出解题过程,共16分)

1、简述RSA算法;(4分)

提示:密钥产生过程、加密过程、解密过程及各个过程中的注意点。

2、在RSA算法密钥产生过程中,设p=13,q=23,取公钥e=29,求私钥d;(要求:给出必要计算过程。6分)

3、设RSA算法的参数选择如上题所述,求消息m=9所对应的密文;(要求:给出必要计算过程。6分)

解:1) 1)密钥的产生

①选两个保密的大素数p和q。

②计算n=p×q,φ(n)=(p-1)(q-1),其中φ(n)是n的欧拉函数值。

③选一整数e,满足1

④计算d,满足d·e≡1 modφ(n),即d是e在模φ(n)下的乘法逆元,因e 与φ(n)互素,由模运算可知,它的乘法逆元一定存在。

⑤以{e,n}为公开钥,{d,n}为秘密钥。(1分)

加密:先将明文比特串分组,使每个分组对应的十进制数小于n,即分组长度小于log2n。然后对每个明文分组m作加密运算:c≡m e mod n(1分)解密:对密文分组的解密运算为:m≡c d mod n(1分)

2)由p=13,q=23,可得n=299(1分),φ(n)=264(1分)。

264=29*9+3 29=3*9+2 3=2+1(2分)

1=3-2=3-(29-3*9)=3*10-29=(264-29*9)*10-29=264*10-29*91=-91=173(2分)

由欧几里德扩展算法可得:d为173。

3)计算929mod299=211

由孙子定理:929mod299等价于求解如下方程组(1)(2)

x=929mod13=95mod13=6mod13 (1)(2分)

x=929mod23=97mod23=4mod23 (2)(2分)

联立(1)(2)可得结果(2分)

第五题(说明:本题由三个小题组成,共13分)

(1)以DES为例,画出分组密码的输出反馈(CFB)模式的加密解密示意图(反馈值可以设定为j比特)(7分)

(2)在(1)的题设下,假设反馈值设定为8比特,则加密时明文的一个比特错误,对密文造成什么影响?(3分)

(3)在(1)的题设下,假设反馈值设定为8比特,在传输过程中,密文的一个比特发生错误,则对接收方解密会造成什么影响?(3分)

解:(1)输出反馈(CFB)模式的加密示意图如下:

评分标准:加密图(4分),解密图(3分)

加密图:移位寄存器部分(1分),DES及密钥K部分(1分),加密部分(1分),反馈部分(1分)

解密图:移位寄存器部分和DES及密钥K部分(1分),解密部分(1分),反馈部分(1分)

(2)加密时明文的一个比特错误,会导致该组加密密文发生变化,然后会把这个错误反馈到移位寄存器中,再经过DES 加密变换(1分)。会导致后面的密文都受到影响。(2分)

(3)在传输过程中,密文的一个比特错误,反馈值设定为8比特时,会导致明文的一个单独错误(1分)。此外,错误进入移位寄存器,导致后面部分密文成为无用信息,直到该错误从移位寄存器中移出(1分)。故反馈值设定为8比特,在传输过程中,密文的一个比特发生错误,则会产生9个字节不能正常解密(1分)。

第六题(说明:本题共16分,要求给出解题过程) 设p=23,E 是由y 2≡x 3+x+1(mod 23)所确定的有限域Z 23上的椭圆曲线。

(1)设P=(x 1,y 1),Q=(x 2,y 2),P ≠-Q 是椭圆曲线E p (a,b)上的点,给出计算P+Q=(x 3,y 3)的规则(提示:分成P =Q 和P ≠Q 两种情况)(4分)

(2)已知该椭圆曲线上有P=(13,7),Q=(3,10)两点,计算P+Q (6分)

(3)已知该椭圆曲线上有P=(13,7),计算2P (6分) 解:(1)(1) x 3=λ2-x 1-x 2 modp (1分)

y 3=λ(x 1-x 3)-y 1modp (1分)

下面两个式子,一个1分,共2分。

212121132y y P Q x x x a P Q y λ−⎧≠⎪−⎪=⎨+⎪=⎪⎩

(2)P ≠Q ,则

λ=(y 2-y 1)(x 2-x 1)-1mod p =(10-7)(3-13)-1mod 23=2(2分) x 3=λ2-x 1-x 2 mod p =4-13-3mod23=11(2分)

y3=λ(x1-x3)-y1 mod p =2(13-11)-7 mod23=20(2分)

(3) P=Q,则

λ=(3x12+a)(2y1)-1modp =(3*132+1)(2*7)-1 mod23=10(2分)

x3=λ2-x1-x2 mod p =100-13-13 mod23=5(2分)

y3=λ(x1-x3)-y1 mod p =10*(13-5)-7 mod23=4(2分)

第七题(说明:本题10分,要求给出解题过程)

(1)画出保密通信系统模型;(7分)

(2)说明在私钥密码体制和公钥密码体制下,该保密通信系统模型的差别主要体现在什么方面?(3分)

解:(1)保密通信系统模型如下图所示:

评分标准:信源及加密(1分),解密及接收(1分),主动攻击(1分),被动攻击(1分),密钥源K1(1分)及K2(1分),虚线部分(1分)。

(2)在私钥密码体制和公钥密码体制下,该模型的差别主要体现在加密密钥的分发或传递上(即虚线部分所体现的差别)(2分)。私钥密码体制下,接收方和发送方的共享密钥必须通过安全信道传递。而在公钥密码体制下,发送方只需要认证所使用的加密密钥是接收方的。(1分)