密码算法的分类71页PPT

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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
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● 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
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● 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
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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
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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
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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。
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● 将其按顺序分为5个字符的字符串： ● Itcan ● Allow ● Stude ● Ntsto ● Getcl ● Oseup ● Views
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● 再将其按先列后行的顺序排列，就形成 了密文：
● C： IASNGOVTLTTESICLUSTEEAODTCU WNWEOLPS

的报文。
保密通信系统的模型
密码分析
密码分析学是在不知道密钥的情况下，恢复出明文 的科学。密码分析也可以发现密码体制的弱点。
常见的密码分析攻击有四类：
唯密文攻击（ciphertext-only attack） 密码分析者有一 些密文，这些消息都是用一加密算法加密。 已知明文攻击（know-plaintext attack）密码分析这不仅 可以得到一些消息的密文，而且也知道这些消息的明文。 选择明文攻击（chosen-plaintext attack）分析这不但可 以得到一些消息的明文，而且它们可以选择被加密的明文。 如果分析员能够以某种方式让源系统向系统加入一条他所选 的消息，那么就有可能发生选择明文（choose-plaintext） 攻击。
只有相对较弱的算法才难以抵抗仅有密文的攻击。通 常可以设计加密算法来抵抗已知明文的攻击。
密码分析
由密码方案产生的密文满足下面的条件才是 计算机安全的方案： 解开密码的代价超过所加密的信息的价值。 解密所需的时间超过信息的有用生命期。
常见的蛮力攻击方法就是一直尝试各种可能 的密钥。
加密设备的位置
在使用加密的时候，需要确定对什么进行加密， 以及加密装置的位置。有两个选择：链路加密（ link encryption）和端到端加密（end-to-end encryption）。
链路加密：在每个易受攻击的通信链路的两端都 配备了加密设备。因此，所有通信链路上的通信 都是安全的。在大型网络中就需要大量的加密设 备。能提供高度的安全性。
旋转替换法
假设有一个由两个同心圆所组成的密码转盘，如下所示：
密码转盘图
旋转后的密码转 盘
古典加密技术分析
两个基本组成部分：替换与变换 (substitution and transposition)

四、 现代密码中的计算复杂
性理论基础
一个密码系统的安全性可以通过破译
该系统的最好算法的计算复杂度来度量。 复杂度理论是指处理算法难度的分类。而 算法难度则是指执行一个算法所需消耗资 源的一个测度，这里资源是指下列4种类型： ①基本操作的数目；②所耗费的时间；③ 需要的存储空间；④需要的硬件数量。
6.3 序列(流)密码
工作特性W(N)是一个由系统所提 供的“实际保密性能”的度量。两种 不同的密码体制可以有相同的惟一解 距离，但工作特性不一样。
一 个 好 的 实 际 保 密 系 统 ， 其 W(n) 曲线虚线部分要保持足够高，以防止 窃听者找出其解，或者要迅速使它取 足够大的值，以致当窃听者分析出其 解时，已经失去时效。
(4) 选择扩展运算E。它将右边每组 32bitRi-1扩展成每组48bit的输出，其扩展 规律是按照将右边32bit数据进行模4运算， 模4运算中周期为0和1的数据重复一次，周 期为2和3的数据不重复，这样32位中就有 一半16位要重复，加上原来的32位即 16+32=48，即可构成48位。
(5) 加密运算。将上面选择扩展运 算E输出的48bit明文数据与子密钥产生 器输出的48bit子密。
下面，我们将从推远交点增大 惟一解距离改善理论保密性能和提 高密码的工作特性的改善实际保密 性两个方面进一步探讨。
减少信源冗余度，总的说来可以 分为两类：一种是直接法，即采用信 源编码的方法直接消除信源的冗余。 另一类是间接法，即采用扩散与混淆 的方法将信源冗余度在更大的范围上 扩散开或者加以扰乱混淆，以实现间 接减少信源冗余度的目的。
6.1 密码学的基本概念
通信加密，从消息与信号的类型划分， 可分为数字加密与模拟加密两大类。

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Feistel结构定义
•加密: Li = Ri-1; Ri = Li-1F(Ri-1,Ki) •解密: Ri-1 = Li
Li-1 = RiF(Ri-1,Ki)
= RiF(Li,Ki.)
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Feistel结构图
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数据加密标准
DES描述 二重DES 两个密钥的三重DES 三个密钥的三重DES
k57= k49= k41= ……= k9= k1=0 或1
k63= k55= k47= ……= k15= k7=0 或1
• 举例：共有4种，如：0101010.101010101。
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(2) 半弱密钥：
定义：当存在子密钥K和K’，使得： DESk ( m ) = DESk’ -1 ( m ) 或 DESk ( DESk’ ( m ) ) = m 则K和K’成对构成半弱密钥。
C 1（ 28 位 ）
D 1（ 28 位 ）
8 2 16 1
（ 56 位 ） 置 换 选 择 2
k1
(48 位 )
循环左移
循环左移
C i（ 2 8 位 ）
D i（ 2 8 位 ）
置 换 选 择 2 ki
（ 56 位 ）
（ 48 位 ）
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置换选择1和置换选择2
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DES解密
和Feistel密码一样，DES的解密和加密使 用同一算法，只是子密钥的使用顺序相 反。
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关于DES的若干问题：
1. DES的坏密钥问题：
(1)弱密钥：
定义：当密钥K所产生的子密钥满足：K1 = K2 = ……= K16 则有：DESk ( m ) = DESk -1 ( m ) ， 或：DESk ( DESk ( m ) ) = m 这样的密钥K称为弱密钥。