网络安全与对抗第二章密码学理论

《网络安全与对抗第二章密码学理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章密码学理论密码技术在网络安全中的作用信息窃取信息传递信息冒充信息篡改信息抵赖加密技术完整性技术认证技术数字签名主要内容2.1密码学基本知识2.2.1古典密码体制2.2.2对称密码技术2.2.3公钥密码技术2.2.4报文鉴别和HASH函数2.2.5数字签名2.2密码学基本技术2.1密码学基础知识2.1.1密码学发展历史2.1.2密码学的基本概念2.1.3密码体制的分类2.1.4密码分析学2.1.5密码体制的安全性2.1密码学基础知识2.1.1密码学发展历史2.1.2密码学的基本概念2.1.3密码体制的分类2.1.4密码

2、分析学2.1.5密码体制的安全性2.1.1密码学发展历史古典密码时期近代密码时期现代密码时期密码学发展大致分为三个阶段：古典密码时期起始时间：从古代到19世纪末，长达几千年密码体制：纸、笔或者简单器械实现的替代及换位通信手段：信使隐写术（古希腊:公元前440年）举例：王先生：来信收到，盛情难以报答，我已在昨天到达广州。秋雨绵绵，每天需备伞才能上街，苦矣。大约本月中旬返乡，到时再联络。Scytale（斯巴达:公元前400年）黑帮行话、藏头诗、网格式密码等举例：王先生：来信收到，盛情难以报答，我已在昨天到达广州。秋雨绵绵，每天

3、需备伞才能上街，苦矣。大约本月中旬返乡，到时再联络。建立一张表，使每一个字符对应一对ξ,η，ξ是该字符所在行标号，η是列标号。这样将明文变成形式为一串数字的密文。123451ABCDE2FGHIJK3LMNOP4QRSTU5VWXYZ棋盘密码近代密码时期起始时间：从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期密码体制：手工或电动机械实现的复杂的替代及换位（单表、多表、转轮密码等）通信手段：电报通信现代密码时期起始时间：从20世纪50年代至今密码体制：分组密码、序列密码以及公开密钥密码，有坚实的数学理论基础通信手段：无线通

4、信、有线通信、计算网络等现代密码学的重要事件1949年，Shannon发表了《保密通信的信息理论》，首先用信息论的观点对信息保密问题作了全面的论述，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。1977年，美国国家标准局公布实施了数据加密标准（DES），公开其加密算法，批准用于非机密单位和商业上的保密通信。DES的公布使密码学的研究公开，密码学得到了迅速发展。（第一次飞跃）1976年，Diffie和Hellman提出公开密钥的密码体制，保密通信问题得到广泛研究。研究领域扩展到数字签名、消息认证、身份识别、抗欺骗协议等。

5、1978年,由Rivest、Shamire和Adleman提出第一个比较完善的公钥密码体制算法RSA。1984年，C.H.Bennett和G.Brassard首次提出量子密码技术（现称为BB84协议），它是一种基于量子定律的密码技术，可以发现窃听，抗击具有无限计算能力的攻击。1989年，R.Mathews等首次将混沌理论用于序列密码中，为序列密码的研究开辟了一条新的途径。（第二次飞跃）1997年,美国国家标准局征集高级加密加密标准（AES），选择比利时密码学家设计Rijndael算法作为标准草案。公钥密码领域中，椭圆曲线由

6、于安全性高、计算速度快引起人们的普遍关注。1991年,美国国家标准局制定数字签名标准，1995年，又制定安全Hash算法。未来，混沌密码、量子密码逐步走向实用化。2.1.2密码学的基本概念密码编码学(Cryptography):主要研究对信息进行编码,实现对信息的加密或认证等要求。密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消息的破译或消息的伪造。这两个分支既相互对立又相互依存，正是由于这种对立统一关系，才推动了密码学自身的发展。密码学（Cryptology）是结合数学、计算机科学、电子与通讯等诸多学科于一体的

7、交叉学科，是研究信息系统安全保密的一门科学。加密通信模型密码系统（体制）五元组（M,C,K,E,D)满足条件:明文（Plaintext）空间M：所有可能明文的集合密文（Ciphertext)空间C：所有可能密文的集合密钥（Key）空间K：所有可能密钥的集合,k=(ke,kd)加密（Encryption）算法:所有集合，任意ke,有一个加密算法，使得eke(M)=C解密（Decryption）算法:所有集合，任意kd,有一个解密算法，使得dkd(C)=M，且满足dkd(eke(M))=M。Kerchhoff假设这是现代密码学

8、中针对信息保密的一个重要的假设：这意味着算法细节可以公开，甚至可以当成一个标准加以公布。算法难以改变,同一算法要使用很长一段时间没人为两个用户建立一个密码系统防止设计者窃密公开的算法更安全假设敌手知道使用的密码算法，即密码体制的安全性在于密钥!一个密码系统要实际可用，必须满足如下特性：（1）加密和解密过