第七章 信息加密技术

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1、第七章信息加密技术本章学习要求：了解信息加密的相关概念；掌握DES对称加密技术和RSA公钥加密技术；了解认证技术的相关概念与技术；了解公钥技术设施PKI的相关概念第七章信息加密技术7.1数据加密概述7.2DES对称加密技术7.3RSA公钥加密技术7.4数字签名与数字信封7.5认证技术7.6公钥技术设施PKI7.7加密软件PGP7.1数据加密概述7.1.1密码学的概念★计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科，也是一门新兴的学科。★密码学不仅仅是编码与破译

2、的学问，而且包括安全管理、安全设计、秘密分存、散列函数等内容。7.1数据加密概述7.1.1密码学的概念★隐写术(steganography):通过隐藏消息的存在来保护消息。a.隐形墨水b.字符格式的变化c.图像★密码机7.1数据加密概述7.1.1密码学的概念★古罗马：Caesar密码密码本ABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ密文DEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZABC明文Caesarwasagreatsoldier密文FdhvduzdvdjuhdwvroglhuCAESAR

3、密码：c=(m+3)Mod267.1数据加密概述7.1.1密码学的概念★密码编码学的主要目的是保持明文（或密钥，或明文和密钥）的秘密以防止偷听者（也叫对手、攻击者、截取者、入侵者、敌手或干脆称为敌人）知晓。★密码分析学是在不知道密钥的情况下。恢复出明文的科学。成功的密码分析能恢复出消息的明文或密钥。密码分析也可以发现密码体制的弱点。7.1数据加密概述7.1.1密码学的概念经过发展，密码学已被有效地、系统地用于保证电子数据的保密性、完整性和真实性。保密性是对数据进行加密，使非法用户无法读懂数据信息。

4、完整性是对数据的完整性的鉴别，以确定数据是否被非法篡改，保证合法用户得到正确完整的信息。真实性是数据来源的真实性、数据本身真实性的鉴别，可以保证合法用户不被欺骗。7.1数据加密概述7.1.1密码学的概念常用的密码分析攻击有七类，当然，每一类都假设密码分析者知道所用的加密算法的全部知识：唯密文攻击已知明文攻击选择明文攻击自适应选择明文攻击选择密文攻击选择密钥攻击软磨硬泡(Rubber-hose)攻击7.1.2信息加密的基本概念7.1.2.1信息和加密数据加密的过程就是通过加密系

5、统把原始的数据（明文），按照加密算法变换成与明文完全不同的数据（密文）的过程。该过程的逆过程为解密。发送端接收端明文加密密文解密明文密钥K密钥K7.1.2.2鉴别、完整性和抗抵赖性数据被加密只是实现了密码学提供的机密性，密码学还同时提供其它三方面的功能：鉴别、完整性和抗抵赖性。这些功能是通过计算机进行社会交流的至关重要的需求。鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源，入侵者不可能伪装成他人。完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改，入侵者不可能用假消息代替合法消息。抗抵赖性：

6、发送消息者事后不可能虚假地否认他发送的消息。7.1.2.3算法和密钥密码算法（Algorithm）是用于加密和解密的数学函数。7.1.2.3算法和密钥现代密码学用密钥（Key）解决了这个问题，密钥用K表示。K可以是很多数值里的任意值，加密和解密运算都使用这个密钥。基于密钥的算法通常有两类：对称密钥算法（私有密钥算法）和非对称密钥算法（共有密钥算法）。7.1.2.3对称密钥算法（私有密钥算法）对称密钥有时又叫做传统密码算法，加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。对称算法的安全性依赖于

7、密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加解密。7.1.2.3对称密钥算法（私有密钥算法）7.1.2.5非对称密钥算法（共有密钥算法）公有密钥算法的工作原理是：用作加密的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不能根据加密密钥计算出来。在这些系统中，加密密钥叫做公开密钥（publickey），解密密钥叫做私人密钥（privatekey）。7.1.2.5非对称密钥算法（共有密钥算法）7.2DES对称加密技术DES是DataEncryptionStandard（数据加密标准）的缩写。20世纪70年代由

8、IBM公司开发并发展，1976年成为美国国家标准。①提供高质量的数据保护，防止数据未经授权的泄露和未被察觉的修改；②具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过可能获得的利益，同时又要便于理解和掌握；③DES密码体制的安全性应该不依赖于算法的保密，其安全性仅以加密密钥的保密为基础；④实现经济，运行有效，并且适用于多种完全不同的应用。7.2.1DES算法的原理DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。（1）Key为8个字节共64位，是D