数据加密与数字签名

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1、第11章数据加密与数字签名11.1数据加密与解密技术11.2加密解密的具体实现11.3网络应用中数据的加密与解密11.4Hash算法与数字签名第11章数据加密与数字签名（续）本章教学目的通过学习，使学生能够对数据加密和解密、常用的加密类、如何在网络中传递数据以及数字签名有一个清晰的认识。本章教学要求（1）掌握数据加密与解密的基本知识（2）掌握字符串、一般文件、XML文件加密和解密的具体实现。（3）掌握网络应用中数据的加密与解密的流程（4）掌握数字签名的概念和Hash算法，了解其他相关知识（5）掌握怎样进行简单的数字签名教学难点和

2、重点加密类和加密、解密方法、网络应用中数据的加密与解密教学用时4学时11.1数据加密与解密技术密码学简介据记载，公元前400年，古希腊人发明了置换密码。在第二次世界大战期间，德国军方启用“恩尼格玛”密码机，密码学在战争中起着非常重要的作用。密码学可以达到以下目的：保密性：防止用户的标识或数据被读取数据完整性：防止数据被更改。。。。11.1数据加密与解密技术（续）1977年，美国国家标准局公布实施了“美国数据加密标准（DES）”，民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中，采用的加密算法有DES、SHA等。RC2：由著名密码学家Ro

3、nRivest设计的一种传统对称分组加密算法3DES：基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高AES：Rijndael被选中成为将来的AES11.1数据加密与解密技术11.1.1对称加密及其相关类11.1.2不对称加密及其相关类11.1.3加密流11.1.4密钥容器11.1.1对称加密及其相关类对称加密（私钥加密）原理同一密钥既用于加密又用于解密。以块为单位加密数据（称为块密码），该方法一次加密一个数据块（数据多于规定的块大小时，将数据分块处理，数据少于规定的块大小时，将其扩充到块大小）。早期采用密码本(EC

4、B)模式，即有一个密码对照表，将被加密的数据按照对应关系解密即可，安全性较低。最突出的缺点是相同的原始数据加密后的结果也相同。改进后的算法是密码块链(CBC，CipherBlockChaining)模式，即使用私钥和初始化向量(IV，InitializationVector)共同加密。实现思路：用“IV”和“私钥”加密第一个纯文本块，每个后续纯文本块都在加密前先与前一个密码文本块进行按位“异或”运算，从而解决了ECB模式存在的安全问题，即：虽然原始数据相同，产生的加密后的数据也不会相同。11.1.1对称加密及其相关类（续）对称加

5、密（私钥加密）特点优点：保密强度高，加、解密速度快，适合加密大量数据。缺点：由于双方使用相同的密钥进行加密和解密。在网络传输中，如何传递密钥成为问题所在。如果攻击者截获了密钥，也就等于知道了如何解密数据。11.1.1对称加密及其相关类（续）实现对称加密（CBC模式，即“密钥+IV模式”）算法的类有6种：DESCryptoServiceProvider类：DES算法加密类TripleDESCryptoServiceProvider：TDES算法加密类RijndaelManaged：AES算法加密类AesManaged：AES算法加

6、密类(.NETFramework3.5)RC2CryptoServiceProvider：RC2算法加密类HMACSHA1：SHA1算法（哈希算法）加密类说明：使用IV的目的是为了防范穷举搜索而进行的攻击。11.1.1对称加密及其相关类（续）DESCryptoServiceProvider类：对采用数据加密标准(DES，DataEncryptionStandard)算法的加密服务提供程序(CSP)版本进行包装（密钥长度为64位）,DES是美国1977年公布的加密标准，当时在各超市零售业、银行自动取款机、磁卡及IC卡、加油站、高

7、速公路收费站等领域被广泛应用。说明：该算法如果不使用IV，目前已经有多种破解方法（最快的破解速度据媒体报导是仅用了3天的时间就破解了），但是使用IV生成随机数配合加密后，破解就变得非常困难。11.1.1对称加密及其相关类（续）对采用3DES（三层数据加密标准）算法的加密服务提供程序(CSP)进行包装（密钥长度为128位到192位，以64位递增）。3DES对交换的信息进行3次叠代加密，比DES安全性高。常用属性和方法:名称解释BlockSize属性获取或设置加密操作的块大小，以位为单位Key属性获取或设置TripleDES算法的机

8、密密钥IV属性获取或设置TripleDES算法的初始化向量KeySize属性获取或设置TripleDES算法所用密钥的大小，以位为单位CreateEncryptor方法创建TripleDES加密器对象CreateDecryptor方法创建TripleDES解密器