《信息加密技术》ppt课件

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1、课程纲要信息加密技术的基本概念对称密码学公钥密码学密钥管理与交换技术密码分析与攻击网络加密技术加密解密案例一、基本概念数字通信系统模型信源编码加密信道编码公开信道信源译码信道译码解密首先进行采样一、基本概念数字通信系统研究领域信源编码目的：采集数据、压缩数据以利于信息的传送。算法：算术编码、矢量量化（VQ）编码、相关信源编码、变换编码等。信道编码目的：数据在信道上的安全传输，使具有自我纠错能力，又称纠错码。算法：BCH码、循环码、线性分组码等。密码学目的：保密通信。算法：公钥密码体系、对称钥密码体系。密码学是一门研究通信安全和保护信息资源的既古老而又年青的科学和技术。密

2、码学包含两方面内容：密码编码学、密码分析学。密码编码学是对信息编码以隐蔽信息的一门学问。密码分析学是研究分析破译密码的学问。这二者既相互对立又相互促进，共同推动密码学的发展。一、基本概念密码学概述一、基本概念密码学基本概念明文：需要秘密传送的消息。密文：明文经过密码变换后的消息。加密：由明文到密文的变换。解密：从密文恢复出明文的过程。破译：非法接收者试图从密文分析出明文的过程。加密算法：对明文进行加密时采用的一组规则。解密算法：对密文进行解密时采用的一组规则。密钥：加密和解密时使用的一组秘密信息。加解密过程示意图明文明文密文加密算法解密算法密钥密钥一、基本概念密码学基本

3、概念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Sk={P，C，k，Ek，Dk}C=Ek（P）P=Dk（C）=Dk（Ek（P））一、基本概念密码学历史发展史早在4000多年以前，古埃及人就在墓志铭中使用过类似于象形文字那样奇妙的符号；公元前约50年，凯撒密码－一种简单的字符替换－被认为是最早的正式算法；双轨式密码、网格式密码、字典编号密码；传统密码学、现代密码学、量子密码学。应用领域军事、外交、情报商业、个人通信一、基本概

4、念密码体制的分类单钥密码学（对称密码学）加密密钥和解密密钥相同；系统的保密性取决于密钥的安全性；如何分发密钥是难点。双钥密码学（非对称密码学，公钥密码学）加密密钥和解密密钥不同；系统的安全保障在于要从公开钥和密文推出明文或私钥在计算上是不可行的；分发密钥简单。一、基本概念古典密码学已经成为历史，但被传统密码学所借鉴；加解密都很简单，易被攻破；属于对称密钥学；包括置换密码、单表代换密码、多表代换密码等置换密码(permutationcipher)，又称换位密码（transpositioncipher)：明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。周期性换位E=（2，1，4，3）D

5、=（2，1，4，3）M=“置换密码”C=E(M)=“换置码密”矩阵换位将明文P=canyouunderstand排列为4×4的矩阵：列序：1234canyouunderstand密钥：4312表示将矩阵中第1列字符作为密文序列的第3组，矩阵中第2列作为密文序列的第2组，依次类推，结果如下：C=ynsdnurncodtauea一、基本概念古典密码学代替密码（substitutioncipher)：就是明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复出明文。单表代换密码举例明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密文：DEFG

6、HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCm=“Casercipherisashiftsubstitution”c=“FDVHDUFLSHULVDVKLIWVXEVWLWXWLRO”一、基本概念古典密码学单表替代密码——凯撒（Caesar）密码，又叫循环替代。加密方法：是将明文中的每个字母用此字符在字母表中后面第K个字母替代。它的加密过程可以表示为下面的函数：E(m)=(m+K)modnm:为明文字母在字母表中的位置数n:为字母表中的字母个数K:为密钥E(m)为密文字母在字母表中对应的位置数如：明文字母H,m=8设k=4则密文？一、基本概念古典密码学20世纪的密码机二

7、、对称密码学对称密码学概述加密：EK（M）=C解密：DK（C）=M等效于DK（EK（M））=M数学变换函数密钥K明文密文数学变换函数密钥K明文密文二、对称密码学对称密码学概述网络信息M对称密码算法密钥K密文C用户A对称密码算法密文C用户B信息M密钥K二、对称密码学对称密码学分类块密码（分组密码）一次若干位一组地对明文进行操作和运算流密码（序列密码）每次一位地对明文进行操作和运算二、对称密码学块密码工作方式将明文分成固定长度的组（块），如64bit一组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。主要算法DES、3DES、IDEA