密码技术基础

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1、密码技术基础©Copyrights2007密码技术基础l密码学基本概念Cryptographyl对称加密技术Symmetricencryptionl非对称加密技术Asymmetricencryptionl密钥的管理和分发KeyWrappingl消息摘要Messagedigestl数字签名Digitalsignature©Copyrights20071密码学基本概念Terminologyl明文Plaintext：需要秘密传送的消息。l密文Ciphertext：明文经过密码变换后的消息。l加密Encryption：由明文到密文的变换。l解密：从密文恢复出明文的

2、过程。l破译Cryptanalysis：非法接收者试图从密文分析出明文的过程。l加密算法EncryptionAlgorithm：：对明文进行加密时采用的一组规则。l解密算法：对密文进行解密时采用的一组规则。l密钥Key：加密和解密时使用的一组秘密信息。©Copyrights2007密码学基本概念l密码系统：一个密码系统可以用以下数学符号描述：S={P，C，K，E，D}P=明文空间C=密文空间K=密钥空间E=加密算法D=解密算法l当给定密钥k∈K时，加解密算法分别记作Ek、Dk，密码系统表示为S={P，C，k，E，D}kkkC=E（P）kP=D（C）=D（E

3、（P））kkk©Copyrights20072加密方案的安全性§无条件安全：无论提供的密文有多少，如果由一个加密方案产生的密文中包含的信息不足以唯一地决定对应的明文§除了一次一密的方案外，没有无条件安全的算法§安全性体现在：•破译的成本超过加密信息的价值•破译的时间超过该信息有用的生命周期©Copyrights2007密钥搜索所需平均时间©Copyrights20073l算法的选择：§Degreeofsecurity§Speed：加密与解密运算速度§Keylength:关系到§Key的存储空间，如移动设备§算法的安全性§KeySpace密钥空间§publi

4、c/Private:通常公开的算法，经过了更多的测试§专利与出口限制问题©Copyrights200738CryptosystemsSymmetricKeyEncryptionPublicKeyEncryptionMessageDigest©Copyrights20074对称加密l对称加密算法中加密和解密使用相同的密钥。l对称加密算法采用“块”或“流”的方式对输入的信息进行加密。块加密算法每次处理数据的单位是一个固定大小的数据块。流加密算法每次处理一个比特或一个字节。l对称加密算法工作原理可以用下列公式表示：l加密（明文，密钥）＝密文l解密（密文，密钥）＝

5、明文FourscoreandDES

6、RC4sdfklj98a475$5DES

7、RC4Fourscoreandsevenyears6jhgv98456vjnfsevenyearsago,our84576FGHH78ago,ourforefatherslfkghj-forefathersbroughtforth506#6lkjg4#$5;broughtforththepropositionlkn;t7;lsk%0thepropositionCleartextMessageCipherTextCleartextMessage©Copyrights2007古典密码

8、学l已经成为历史，但被传统密码学所借鉴；l加解密都很简单，易被攻破；l属于对称密钥算法；l包括置换密码、单表代换密码、多表代换密码等©Copyrights20075置换密码l古典密码l置换密码l用加密置换去对消息进行加密l举例：§E=（1，2，3，4）§D=（2，1，4，3）§M=“置换密码”§C=E(M)=“换置码密”l代换密码l明文中的字母用相应的密文字母进行替换l单表代换密码l多表代换密码©Copyrights2007代换密码l单表代换密码举例明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXY

9、ZABClm=“Casercipherisashiftsubstitution”lc=“FDVHDUFLSHULVDVKLIWVXEVWLWXWLRO”©Copyrights20076传统密码学l历史悠久，最古老与最现代的密码学l基本特点：加密和解密采用同一个密钥，所以又为对称密码letC=Ciphertext,P=Plaintext,kiskey,E()/D()istheencryption/decryptionfunction,thenC=E(P,k),P=D(C,k)l基本技术替换/置换和移位©Copyrights2007DESl数据加密标准（Dat

10、aEncryptionStandard），源自IBM1970年开发