第七章密码学与信息加密

《第七章密码学与信息加密》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第八章密码学与信息加密内容提要■本章介绍密码学的基本概念。■介绍加密领域屮两种主流的加密技术：■DES加密（DataEncryptionStandard）■RSA加密（Rivest-Shamk-Adlenum）■并用程序实现这两种加密技术的算法。授后介绍冃前常用的加密工具PGP（PrettyGoodPrivacy）,使JIJPGP产牛密钥，加密文件和邮件。一、密码学概述1、密码学概述■密码学是一门古老而深奥的学科，对一般人來说是非常陌生的。长期以來，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义学科，也是一门新兴的

2、学科。■随着计算机网络和计算机通讯技术的发展，计算机密码学得到前所未冇的重视并迅速普及和发展起来。在国外，它已成为计算机安全主要的研究方向。2、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JuliusCacsarc（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、电子通信的广泛使川，现代密码学得到了空前的发展。3、消息和加密■遵循国际命名标准，加密和解密可以翻译成:uEncipher（译成密码尸和“（Decipher）（解译密码

3、）"。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8-1表明了加密和解密的过程。4、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，有时和M—样人，有时稍大。通过压缩和加密的结合，C有可能比P小些。■加密两数E作用于M得到密文C,川数学公式表示为：E（M）=Co解密函数D作用于C产生M,用数据

4、公式表示为：D(C)=Mo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。5、鉴别、完整性和抗抵赖性■除了提供机密性外，密码学需耍提供三方面的功能：鉴别、完整性和抗抵赖性。这些功能是通过计算机进行社会交流，至关重要的需求。■鉴別：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；入侵者不町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。6、算法和密钥■现代密码学用密钥解决了这个问题，密钥用K表示。K可以是很多数值里的任意值，密仞K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解

5、密运算都使用这个密仞，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)=C■DK(C)=M■DK(EK(M))=M,如图&2所示。■冇些算法使川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，加密和解密的两数表达式为：■EK1(M)=C■DK2(C)=M■函数必须具有的特性是，DK2(EK1(M))=M,如图8-3所示。7、对称算法■基于密钥的算法通常冇两类：对称算法和公开密钥算法(非对称算法)。对称算法有吋又叫传统密码算法，加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。■在大多数対称算法中，加解密的密钥是相同的。対称算法要求发

6、送者和接收者在安全通信之前，协商一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加解密。对称算法的加密和解密表示为：■EK(M)=C■DK(C)=M8、公开密钥算法■公开密钥算法(非对称算法)的加密的密钥和解密的密钥不同，而11解密密钥不能根据加密密钥计算出来，或者至少在可以计算的吋间内不能计算出来。■Z所以叫做公开密钥算法，是因为加密密钥能够公开，即陌牛者能用加密密钥加密信息，但只有川相应的解密密钥才能解密信息。加密密钥叫做公开密钥(简称公钥),解密密钥叫做私人密钥(简称私钥)。■公开密钥K1加密表示为：EK1(M)=Co公开密钥和私人密钥是不同的，用相应的私人

7、密钥K2解密可表示为：DK2(C)=Mo9、DES对称加密技术DES(DataEncryptionStandard)算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。10、DES算法的历史■美国国家标准局1973年开始研究除国防部外的其它部门的计算机系统的数据加密标准，于1973年5月15口和1974年8月27口先后两次向公众发出了征求加密算法的公告。■加密算法要达到的H的有四点。■提供