信息加密和鉴别ppt

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1、第四章信息加密与鉴别内容提要本章介绍密码学的基本概念。介绍加密领域中两种主流的加密技术：DES加密（DataEncryptionStandard）RSA加密（Rivest-Shamir-Adleman）并用程序实现这两种加密技术的算法。最后介绍目前常用的加密工具PGP（PrettyGoodPrivacy），使用PGP产生密钥，加密文件和邮件。4.1信息加密基础4.1.1信息加密的发展1、密码学概述密码学是一门古老而深奥的学科，对一般人来说是非常陌生的。长期以来，只在很小的范围内使用，如军事、外交、情报等部门。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉

2、学科，也是一门新兴的学科。密码技术简介密码学的历史比较悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用密码来保密传递消息。两千多年前，罗马国王JuliusCaesare（恺撒）就开始使用目前称为“恺撒密码”的密码系统。但是密码技术直到本20世纪40年代以后才有重大突破和发展。特别是20世纪70年代后期，由于计算机、电子通信的广泛使用，现代密码学得到了空前的发展。中途岛之战中途岛，陆地面积约5.2平方公里，有三条交叉的飞机跑道。该岛距美国旧金山和日本横宾均相距2800海里，处于亚洲和北美之间的太平洋航线的中途，故名中途岛。中途岛海战日本海军联合舰队司令山本五十六日本海军苍龙和飞龙号航空母舰美舰载

3、40毫米高炮向来袭日机猛烈开火美国海军上将尼米兹约瑟夫·罗谢福特少校，美国密码专家，1940年，他帮助破解了日本海军的通讯密码JN-25，1942年中途岛战役前破译日军攻击目标。1942年6月，中途岛之战，美国军队和日本帝国海军作战的场面。中途岛海战中美、日损失比较类别国家航空母舰飞机(架)人员(人)日本4赤城、加贺、苍龙、飞龙3222000美国1约克顿号147307偷袭珍珠港：1941年12月7日清晨，日本皇家海军的飞机和微型潜艇突然袭击美国海军基地珍珠港以及美国陆军和海军在夏威夷欧胡岛上的飞机场的事件。这次袭击最终将美国卷入第二次世界大战。2、基本概念（1）消息和加密遵循国际命

4、名标准，加密和解密可以翻译成：“Encipher（译成密码）”和“（Decipher）（解译密码）”。也可以这样命名：“Encrypt（加密）”和“Decrypt（解密）”。消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过程称为解密，图表明了加密和解密的过程。明文密文明文用M（Message，消息）或P（Plaintext，明文）表示，它可能是比特流、文本文件、位图、数字化的语音流或者数字化的视频图像等。密文用C（Cipher）表示，也是二进制数据。加密函数E作用于M得到密文C：E（M）=C。解密函数D作用于C产生明文M，

5、D（C）=M。先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来：D（E（M））=M必须成立。鉴别、完整性和抗抵赖性除了提供机密性外，密码学需要提供三方面的功能：鉴别、完整性和抗抵赖性。鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假地否认他发送的消息。（2）算法和密钥密钥用K表示。密钥K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥，即运算都依赖于密钥，并用K作为下标表示，加解密函数表达为：EK（M）=CDK（C）=MDK（EK（M））

6、=M，如图所示。有些算法使用不同的加密密钥和解密密钥，也就是说加密密钥K1与相应的解密密钥K2不同，在这种情况下，加密和解密的函数表达式为：EK1（M）=CDK2（C）=M函数必须具有的特性是，DK2（EK1（M））=M，如图所示。4.2传统加密技术4.2.1替代密码概述替代密码是通过密钥字母表用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文，但保持明文字母的位置不变。如果密钥字母表由一个字母表构成替代密码，称为单表替代密码，如果由多个字母表构成替代密码，称为多表替代密码。替代密码单表替代密码多表替代密码20世纪早期密码机1、单表替代密码单表替代密码的代表是凯撒密码，又叫循环移位密码。其

7、加密方法是把明文中的所有字母都用它右边的第k个字母替代，并认为Z后面又是A。其映射关系函数为：F(a)=(a+k)modna—明文字母；n—字符集字母个数；k—密钥ABCDEF…VWXYZ（k=3）DEFGHI…YZABC1、单表替代密码单表替代密码的优点：密钥简单、易记；单表替代密码的缺点：这种密码是很容易破译的，因为最多只需尝试25次即可轻松破译密码。凯撒密码的优点是密钥简单易记。但它的密码文与明码文的对应关系过于简单，故安全性很差2、多表替代密码周期替代密码是一