迎接集团公司设备大检查自检情况汇报材料

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1、密码学导论第四章·分组密码本章要点•第一节分组密码原理–Feistel密码框架、原理•第二节数据加密标准DES–结构、原理•第三节DES的安全性–雪崩效应；计时攻击；能量攻击；差分密码分析；线性密码分析–DES设计准则•第四节有限域–群、环和域；–模运算；欧几里得算法；扩展欧几里得算法；–有限域GF(p),GF(2n)；多项式计算；生成元表示的有限域中国科学技术大学·密码学导论1本章要点•第五节高级加密标准AES–结构、实现方式•第六节分组密码工作模式–ECB、CBC、CFB、OFB、CTR–密文误码的错误传播•第七

2、节其它分组密码标准–3DES–中间相遇攻击–TDEA；Blowfish；IDEA；RC5；SMS4中国科学技术大学·密码学导论2第第节一节分组密码原理中国科学技术大学·密码学导论3一、分组的概念•流密码(StreamCipp)her)和分组密码(BlockCipp)her)–流密码：•加密以明文比特或字节为单位，以伪随机序列与明文序列模2加后，作为密文序列每次处理数据流中的一个比特或字节•密文不仅与最初给定的算法和密钥有关，同时也与明文位置有关(是所处位置的函数)。•例如：一次一密系统、AutoKey等。–分组密码：

3、•通常以大于等于64位的数据块为处理单位，加密得相同长度密文•经过加密所得到的密文仅与给定的密码算法和密钥有关，与被处理的明文数据在整个明文中的位置无关。•例如：DES等。中国科学技术大学·密码学导论4理想分组密码•n比特的明文分组，加密产生n比特的密文分组，2n个不同的明文分组，每一个都产生唯一的密文分组，这种变换称为可逆的或非奇异的或一一映射。•例：中国科学技术大学·密码学导论5•分组加密器本质上就是一个巨大的替换器•对一个分组而言，希望提供的是完美安全–n位的分组就有2n种输入–每种输入需要n位密钥控制替换，共

4、需n×2n位密钥•Feistel密码框架：一种近似理想体制–目前大多数分组密码基于Feistel密码结构–采用了乘积加密器的思想，交替使用代换和置换•S-P网络（Substitution-PermutationNetwork）•代换S-box•置换P-box中国科学技术大学·密码学导论6二、Feistel密码框架•加密算法：–将输入等分为两段，–进行若干轮运算，每轮中•对左半段数据进行代换，依据•轮函数F（右半段数据和子密钥）•然后置换：交换左右两段数据•解密算法：–与加密算法过程一致–子密钥使用次序相反中国科学技术

5、大学·密码学导论7•参数：–分组长度：长度越大，安全性越高，处理速度也越低–密钥长度：长度越大，安全性越高，可能降低处理速度–迭代轮数：单轮不能提供足够的安全性；轮数越多，安全性越高，处理速度也成倍增加–子密钥产生算法：算法越复杂，密码分析攻击越难，会降低处理速度–轮函数：算法越复杂，安全性越高，处理速度降低度也降低•特点：–快速软件加/解密–分析简单：利于脆弱性的分析与测试•但DES并没有简便的分析方法中国科学技术大学·密码学导论8•Feistel加解密–考虑第i轮–加密：LEREii1REiiLE1F

6、RE,Ki1i–解密：LDREniiRDLEniiLDRDLEREn1iniii1RDn1iLDFRD,KniniiREFLE,KiiiLEi1FRE,Ki1iFRE,Ki1iLEi1中国科学技术大学·密码学导论9讨论•对轮函数F的要求：–从可解密角度：没有–从安全角度：尽可能复杂–例如FREKFREi1,KRiREEKi1KiKi•扩散效应局限在两个对应比特上•轮函数F对扩散的效果有影响•同样，对子密钥的生成也应考虑到混淆的效果

7、。中国科学技术大学·密码学导论10第二节数据加密标准DES中国科学技术大学·密码学导论11历史的回顾•IBM设计出Lucifer密码(1971)–由HorstFeistel带领的团队–用128比特密钥加密64比特数据分组•Tuchman-Mayer牵头开发商业密码–适合于单芯片实现–密钥长度56比特，抗密码分析能力更强–美国国家安全局介入•1973年美国国家标准局征求国家密码标准方案，IBM将上述方案提交，并被采用，称为数据加密标准（DES）中国科学技术大学·密码学导论12•民间研究显示DES安全性很强–广泛应用在金

8、融、遗产等领域–虽然差分攻击和线性分析攻击在理论上有效，但实现起来计算量仍很大•是应用最广泛的分组密码技术–计算机发展迅速，目前已经可以用穷举法破解DES–AES正取而代之•安全性曾争议颇多–用56比特密钥加密64比特数据–设计标准列入机密中国科学技术大学·密码学导论13DES的整体结构64比特明文64比特密钥•64比特明文分组输入•64比特密