信息安全概论公钥密码体制

《信息安全概论公钥密码体制》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、从对称算法到非对称算法对称算法的不足对称密码体制的优点是计算速度快，有较强的保密强度。但是，它有三个致命弱点：1）密钥管理量的困难传统密钥管理：两两分别用一个密钥时，则n个用户需要C(n,2)=n(n-1)/2个密钥，当用户量增大时，密钥空间急剧增大。如:n=100时，C(100,2)=4,995。n=5000时，C(5000,2)=12,497,500从对称算法到非对称算法当通信的某一方有n个通信关系,那么他就要维护“n”个专用密钥(即每把密钥对应一通信)对称密钥加密中的密钥从对称算法到非对称算法2）密钥必须通过某一信道协商，对这个信道的安全性的要求比正常的传送消息的信道的安全性要高

2、3）数字签名的问题：传统加密算法无法实现抗抵赖的需求。公钥密码体制的起源公钥密码体制的起源1976年，StandfordUni.Diffie博士和其导师Hellman在IEEETrans.onIT上发表划时代的文献：W.DiffieandM.E.Hellman,NewDirectrionsinCryptography,IEEETransactiononInformationTheory,V.IT-22.No.6,Nov1976,PP.644-654这一体制的出现为解决计算机信息网中的安全提供了新的理论和技术基础，被公认为现代公钥密码学诞生的标志。1978年，MIT三位数学家R.L.Ri

3、vest，A.Shamir和L.Adleman发明了一种用数论构造双钥体制的方法，称作MIT体制，后来被广泛称之为RSA体制。4.1公钥密码体制的基本原理公钥密码学与其他密码学完全不同：公钥算法基于数学函数而不是基于替换和置换使用两个独立的密钥公钥密码学的提出是为了解决两个问题：密钥的分配数字签名基本思想和要求用户拥有自己的密钥对(KU,KR)，即（公开密钥，私有密钥）公钥KU公开，私钥KR保密AB：Y=EKUb(X)B：DKRb(Y)=DKRb(EKUb(X))=XENetworkPlainTextCipherTextCipherTextDPlainTextAliceBobBob:

4、SecretKey公钥体制的主要特点：加密和解密能力分开多个用户加密的消息只能由一个用户解读，（用于公共网络中实现保密通信）只能由一个用户加密消息而使多个用户可以解读（可用于认证系统中对消息进行数字签字）。无需事先分配密钥密钥持有量大大减少提供了对称密码技术无法或很难提供的服务：如与哈希函数联合运用可生成数字签名，可证明的安全伪随机数发生器的构造，零知识证明等4.1公钥密码体制的基本原理基本思想和要求涉及到各方：发送方、接收方、攻击者涉及到数据：公钥、私钥、明文、密文公钥算法的条件：产生一对密钥是计算可行的已知公钥和明文，产生密文是计算可行的接收方利用私钥来解密密文是计算可行的对于攻击

5、者，利用公钥来推断私钥是计算不可行的已知公钥和密文，恢复明文是计算不可行的(可选)加密和解密的顺序可交换4.1公钥密码体制的基本原理如何设计一个公钥算法公钥和私钥必须相关，而且从公钥到私钥不可推断必须要找到一个难题，从一个方向走是容易的，从另一个方向走是困难的如何把这个难题跟加、解密结合起来一个实用的公开密钥方案的发展依赖于找到一个陷门单向函数。陷门单向函数单向陷门函数是满足下列条件的函数f：(1)给定x，计算y=fk(x)是容易的；(2)给定y，计算x使x=fk-1(y)是不可行的。(3)存在k，已知k时,对给定的任何y，若相应的x存在，则计算x=fk-1(y)是容易的。4.1公钥密

6、码体制的基本原理非对称密钥加密的原理使用数学上的理论；数学上某些复杂的计算问题：正向计算容易，反向计算困难。计算机不可能在有效的时间内算出反向结果（从而不可能破解密码）。例如：计算两个大数的乘积，非常容易。分解一个很大的数（如200多位）非常困难，假如这个大数只含有两个非常大的素数（各100多位）作为因子。4.1公钥密码体制的基本原理公钥、密钥的应用范围加密/解密数字签名(身份鉴别)密钥交换算法加/解密数字签名密钥交换RSA是是是Dieffie-Hellman否否是DSS否是否4.1一些数学基础数论简介：数论是密码学特别是公钥密码学的基本工具。研究“离散数字集合”的相关问题。素数和互素

7、数称整数p(p>1)是素数，如果p的因子只有±1，±p。若满足下面2个条件，则称c是两个整数a、b的最大公因子，表示为c=gcd(a,b)。①c是a的因子也是b的因子，即c是a、b的公因子。②a和b的任一公因子，也是c的因子。如果gcd(a,b)=1，则称a和b互素。素数和素分解任一整数p>1，若只有+（-）1和+（-）p为约数，就称其为素数（prime），否则为一合数。素数在数论和现代密码学中扮演重要角色。判断：所有奇数都是素数。所有偶数都是