应用密码学期末考试复习大纲

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1、应用密码学复习大纲第一章古典密码1.1密码学的五元组（明文，密文，密钥，加密算法，解密算法）(P15)1.2密码体制(P21)1.2.1什么是密码体制？完成加密和解密的算法。通常，数据的加密和解密过程是通过密码体制(ciphersystem)+密钥(keyword)来控制的。密码体制必须易于使用，特别是应当可以在微型计算机使用。密码体制的安全性依赖于密钥的安全性，现代密码学不追求加密算法的保密性，而是追求加密算法的完备，即：使攻击者在不知道密钥的情况下，没有办法从算法找到突破口。1.2.2评价密码体制安全性的途径：计算安全性可证明安全性无条件安全性(p18)1.3代替密码体制：

2、（单表代替密码多表代替密码）p31就是明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反响替换就可以恢复出明文。（在这里具体的代替方案称为密钥）1.3.1单表代替密码P31：明文的相同字符用相应的一个密文字符代替。（移位密码，乘数密码，仿射密码，多项式密码，密钥短语密码）单表代替密码的特点：▲密钥空间K很大，

3、K

4、=26!=4×1026，破译者穷举搜索计算不可行，1微秒试一个密钥，遍历全部密钥需要1013年。▲移位密码体制是替换密码体制的一个特例，它仅含26个置换做为密钥空间。密钥π不便记忆。▲针对一般替换密码密钥π不便记忆的问题，又衍生出了各种形式单表替代密码。单

5、表代替密码的弱点：P32▲密钥量很小，不能抵抗穷尽搜索攻击▲没有将明文字母出现的概率掩藏起来，很容易受到频率分析的攻击▲不具备雪崩效应▲加解密数学表达式简单1.3.2多表代替密码P34：是以一系列（两个以上）代换表依次对明文消息的字母进行代换的方法。（维吉尼亚Vigenere密码，Hill密码，Playfair密码）多表代替密码的特点：使用了两个或两个以上的替代表。Vegenere密码算法P38（计算类）15分第二章对称密码体制2.1对称密码体制（分组密码，序列密码）的概念对称密钥密码体制，对于大多数算法，解密算法是加密算法的逆运算，加密密钥和解密密钥相同，同属一类的加密体制。

6、拥有加密能力就意味着拥有解密能力，反之亦然。对称密码体制保密强度高，但开放性差，它要求发送者和接收者在安全通信之前，需要有可靠的密钥信道传递密钥，而双方用户通信所用的密钥也必须妥善保管。2.2分组密码P632.2.1分组密码的设计原理：分组密码是将明文消息编码表示的数字（简称明文数字）序列，划分成长度为n的组（可看成长度为n的矢量），每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字（简称密文数字）序列。两种基本的设计方法：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；混乱（confusion）：使得密文的统计特性与密钥

7、的取值之间的关系尽量复杂。2.2.2分组密码的五种操作模式：P70电子密码本ECB密码分组连接CBC计数器CRT密码反馈CFB输出反馈OFB2.2.3DES算法1）用伪代码给出加密/解密算法2）DES解密为什么还可以还原到明文2.2.4字节的加法和乘法p892.3序列密码（即密码流，按位或字节处理）P2181）基本加解密算法（基于LFSR的序列密码，基于RC4的序列密码）P223-2262)设计序列密码最主要的工作（见上---------密钥流的设计）3）序列密码与分组密码的对比P221第三章非对称密码体制3.1公钥密码体制的基本概念3.2为什么需要非对称密码体制P108（非对

8、称密码体制的提出）3.3非对称密码体制的基本应用▲加密/解密▲数字签名▲会话密钥交换3.4单向陷门函数P1103.5三个困难问题（RSA---P114ElGamal---P137ECC--120）大整数------RAS算法离散对数---ElGamal密码体制（加/解密算法特点）椭圆曲线密码体制---ECCP120第四章HASH函数4.1HASH函数的概念P147HASH函数也叫哈希函数，散列函数。它是一种单向密码体制，即它是一个从明文到密文的不可映射，只有加密过程不能解密。同时，HASH函数可以任意长度的输入经过变换以后得到固定长度的输出。HASH的这种单向特征和输出数据的长

9、度固定的特征使得它可以生成消息或其它数据块的“数字指纹”（也称消息摘要，或散列值），因此在数字完整性认证，数字签名等领域有广泛应用。几种常用的HASH算法：MD5SHA-1RIPEMD-160HMACHASH的逻辑关系：（伪码写HASH函数）P148H0=IVHi=f(Hi-1，Mi)（i=1，2，…t）H(m)=g(Ht)4.2HASH函数的3种应用：P150▲数字签名▲生成程序或文档的“数字指纹”▲用于安全存储口令4.3SHA-1散列算法用伪代码给出P161SHA-1算法的伪代码：(In