网络安全技术及应用(第二章)（精品ｐｐｔ）

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1、第三章公钥基础设施PKI本章学习重点掌握内容：密码学基本术语密码体制分类私钥密码体制的主要特点公钥密码体制的主要特点杂凑函数的基本概念典型密码算法7/7/20211第三章公钥基础设施PKI2.1概述2.2私钥密码体制2.3公钥密码体制2.4杂凑函数2.5密码算法应用实例——PGP7/7/202122.1概述密码学（Cryptology）是研究密码编制、密码破译和密钥管理的一门综合性应用科学。其主要研究内容包括两个分支：密码编码学（Cryptography）和密码分析学（Cryptanalytics），两者既相互对立，又相互促进发展。密码编码学是研究如何对信息进行编码实现信息的

2、隐蔽；密码分析学是研究如何分析破译密码。7/7/202132.1概述2.1.1密码学发展历史分为三个阶段第一阶段是从古代到1949年。这一时期被称作“科学密码学的前夜”，所研究的内容被称为古典密码学。第二阶段是从1949年到1975年。1949年Shannon发表的“保密系统的信息理论”一文标志着密码学从此成为一门科学，由此拉开了现代密码学研究的序幕。该文，奠定了密码学的理论基础。第三阶段从1976年至今。非对称密钥提出7/7/202142.1概述2.1.2密码学基本术语明文、密文被隐蔽的消息被称做明文（PlainText），通常用P或M表示。隐蔽后的消息被称做密文(Ciph

3、erText)，通常用C表示。发送者、接收者在信息传送过程中，主动提供信息的一方称为发送者，得到信息的一方称为接收者。7/7/202152.1.2密码学基本术语加密、解密、加密算法、解密算法将明文变换成密文的过程称为加密(Encryption)。将密文变换成明文的过程称为解密(Decryption)。对明文进行加密时所采用的一组规则称为加密算法(EncryptionAlgorithm)。通常用E表示。对密文进行解密时所采用的一组规则称为解密算法(DecryptionAlgorithm)。通常用D表示。密钥加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥(Key)的控制下进行的，分别称为

4、加密密钥和解密密钥。通常用Ke和Kd表示。7/7/202162.1.2密码学基本术语截收者在消息的传输和处理系统中，除了信息的合法授权接收者外，还有非授权者，他们通过各种手段,如：搭线窃听、电磁窃听、声音窃听等来窃取机密信息，称其为截收者。主动攻击、被动攻击攻击者主动向系统窜扰，采用删除、更改、增填、重放、伪造等手段向系统注入假消息，以达到一定的目的，这样的攻击手段称作主动攻击；对一个密码系统采取截获密文进行分析的这类攻击称作被动攻击。密码系统通常简称为密码体制（Cryptosystem），由五元组（M,C,K,E,D）构成密码系统模型参见图2-1。五元组（M,C,K,E,D

5、）描述如下：明文空间M，它是全体明文的集合；密文空间C，它是全体密文的集合；7/7/202172.1概述2.1.3密码体制分类根据密钥的特点对称密码体制（SymmetricCryptosystem）单钥（One-Key）体制或私钥（PrivateKey）体制或传统密码体制（ClassicalCryptosystem）；非对称密码体制（AsymmetricCryptosystem）。双钥（Two-Key）或公钥（PublicKey）密码体制。7/7/202182.1.3密码体制分类按照加密方式不同，私钥密码体制被分为流密码（StreamCipher）（或称序列密码）分组密码（B

6、lockCipher）区别是：流密码是将明文消息按字符逐位加密；分组密码是将明文消息先进行分组，再逐组加密。7/7/202192.1.3密码体制分类密钥空间K，它是全体密钥的集合，其中每一个密钥K均由加密密钥和解密密钥组成，即有；加密算法E，它是由明文空间到密文空间的加密变换，即有；解密算法D，它是由密文空间到明文空间的解密变换，即有。7/7/2021102.2私钥密码体制算法名称算法类型算法参数算法特点DES分组密码分组长度：64比特密钥长度：64比特迭代圈数：16比特从1977年公布以来，使用最广泛的分组密码算法，算法简单易实现。目前为保证其安全性，常使用双重或三重DES

7、AES分组密码分组长度（可变）：128、192、256比特密钥长度（可变）：128、192、256比特迭代圈数（可变）10，12，14圈2000年公布的最新分组密码加密标准，是目前常用的安全强度较高的分组密码，常用分组长度为128比特，密钥长度为128比特，迭代圈数为10圈IDEA分组密码分组长度：64比特密钥长度：128比特迭代圈数：8圈1992年正式使用以来，被较多使用的一种安全、效率较高的分组密码，被成功用于PGP邮件加密系统中。RC4流密码密钥长度可变1987年RSA公司开发的流密码算法；采用O