《对称密钥密码体系》PPT课件

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1、NetworkandInformationSecurity第2章　对称密钥密码体系NetworkandInformationSecurity密码体系的原理和基本概念数据加密标准(DES)IDEAAES序列密码主要内容2.1密码学原理2.1.1密码学的基本原理密码技术是一门古老的技术。公元前1世纪，著名的凯撒（Caesar)密码被用于高卢战争中，这是一种简单易行的单字母替代密码。20世纪，第一次世界大战进行到关键时刻，英国破译密码的专门机构“40号房间”利用缴获的德国密码本破译了著名的“齐默尔曼”电报，促使美国放弃中立参战，改变了战争进程。战争的刺激和科学技术

2、的发展对密码学的发展起到了推动作用。NetworkandInformationSecurity凯撒密码，又叫循环移位密码。其加密方法就是将明文中的每个字母都用其右边固定步长的字母代替，构成密文。例如：步长为4，则明文A、B、C、…、Y、Z可分别由E、F、G、…、C、D代替。如果明文是“about”，则变为密文“efsyx”，其密钥k=+4。两个循环的字母表对应。思考：若步长为3，密文是“LORYHBRX”,则明文是多少？齐默尔曼电报（英语:ZimmermannTelegram，德语:Zimmermann-Depesche）是一份由德意志帝国外交秘书阿瑟·齐默

3、尔曼于1917年1月16号向德国驻墨西哥大使冯·伯恩托夫发出的加密电报。电报内容建议与墨西哥结成对抗美国的军事联盟，但被英国40号办公室情报机关截获。英国通过外交部将电报全文交给美国总统并约定该电报是美国自己截获并破译的。2.1密码学原理1.密码学的发展简史早在四千多年以前，古埃及人就开始使用密码技术来保密要传递的消息。一直到第一次世界大战前，密码技术的进展很少见诸于世，直到1918年，WilliamF.Friedman的论文“TheIndexofCoincidenceandItsApplicationsinCryptography”（重合指数及其在密码

4、学中的应用）发表时，情况才有所好转。2.1.1密码学的基本原理2021/8/61949年，C.E.Shannon（香农）在《贝尔系统技术杂志》上发表了“TheCommunicationTheoryofSecrecySystem（保密系统的通信理论）”，为密码技术奠定了坚实理论基础。使密码学真正成为一门科学。1976年，W.E.Diffie和M.E.Hellman发表了“NewDirectioninCryptography（密码学新方向）”一文，提出了一种全新的密码设计思想，导致了密码技术上的一场革命。他们首次证明了在发送端和接收端不需要传送密钥的保密通信是可

5、能的，从而开创了公钥密码技术的新纪元，成为现代密码技术的一个里程碑。2021/8/61977年美国国家标准局NBS（NationalBureauofStandards，即现在的国家标准与技术研究所NIST）正式公布了数据加密标准DES（DataEncryptionStandard）1978年，R.L.Rivest，A.Shamir和L.Adleman实现了RSA公钥密码技术，此后成为了公钥密码技术中杰出代表。1984年，Bennett.CharlesH.，Brassard.Gille首次提出了量子密码技术（现称为BB84协议）。2021/8/61985年，N

6、.Koblitz和V.Miller把椭圆曲线理论运用到公钥密码技术中，成为公钥密码技术研究的新亮点。密码技术的另一个重要方向——序列密码（也称为流密码，序列密码主要用于政府、军方等国家要害部门）理论也取得了重大的进展。1989年，R.Mathews，D.Wheeler，L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理论使用到序列密码及保密通信理论中，为序列密码的研究开辟了一条新的途径。2.1.1密码学基本原理意义解决数据的机密性、完整性、不可否认性以及身份识别等问题均需要以密码为基础，密码技术是保障信息安全的核心基础。研究内容密码学以研究数据保密为目的，

7、对存储和传输的信息进行秘密变换以防止第三者窃取信息的科学。包括密码编码学和密码分析学两部分。密码编码学：研究如何编码，采用什么样的密码体制保证信息被安全加密。密码分析学：破译密文，在未知密钥的情况下推演出明文和密钥的技术。基本概念：未经过加密的原始消息称为明文m或p（PlainText）。伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密E(Encrypt)加密后的消息，即经过伪装后的明文称为密文c(CipherText)把密文转变为明文的过程称为解密D(Decrypt)。密码方案确切地描述了加密变换和解密变换的具体规则加密算法对明文进行加密时所使用的规则的描述E(m)解

8、密算法对密文进行还原时所使用的规则的描述D(c)Ne