对称密码学及其应用 第6章 序列密码概述

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1、第六章序列密码概述序列密码的基本概念序列密码的分类5.1分组密码的统计测试原理流密码基本概念流密码的发展流密码的应用领域加解密过程示意图加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进行的,分别称为加密密钥(EncryptionKey)和解密密钥(DecryptionKey).密码算法分类-i按照保密的内容分:受限制的（restricted)算法:算法的保密性基于保持算法的秘密。基于密钥（key-based)的算法:算法的保密性基于对密钥的保密。密码算法分类-ii基于密钥的算法，按照密钥的特点分类：对称密码算法（symmetriccipher）：又称传统密码算法（co

2、nventionalcipher），就是加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称秘密密钥算法或单密钥算法。非对称密钥算法（asymmetriccipher）:加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个。又称公开密钥算法（public-keycipher）。公开密钥算法用一个密钥进行加密,而用另一个进行解密.其中的加密密钥可以公开，又称公开密钥（publickey），简称公钥;解密密钥必须保密，又称私人密钥（privatekey），简称私钥。密码算法分类-iii按照明文的处理方法：分组密码（blockcipher）:将明文分成固定长度的组，

3、用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。流密码（streamcipher）:又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的明文，也可以称为流密码。序列密码是手工和机械密码时代的主流流密码的定义流密码又称为序列密码，是指明文消息按字符（如二元数字）逐位地加密的一类密码算法。与它对应的是分组密码，是指将明文消息（含多个字符），逐组地进行加密。流密码算法：RC4，A5，SEAL，PKZIP…密码算法分类-iv对称密钥密码又可分为：分组密码：每次对一块数据加密多数网络加密应用DES,IDEA,RC6,Rijndael流密码每次对一位或一字节加密手机One-time

4、padding,Vigenére,Vernam密码算法分类-v公开密钥密码:大部分是分组密码每次对一块数据加密数字签名,身份认证RSA,ECC,ElGamal加密解密速度慢只有概率密码体制属于流密码Goldwasser-Micali概率公钥密码体制Blum-Goldwasser概率公钥密码体制流密码的应用情况用于各国的军事和外交等领域例如，美国和前苏联之间的热线电话在无线通信领域有着大量的应用无线LAN第二代移动通信网络GSM第三代移动通信网络3G数字集群移动通信网络TETRA……流密码的应用-i在无线通信中的应用蓝牙安全加密算法E0（在鉴权通过后，用来生成密钥流与明

5、/密文数据进行异或，从而实现加/解密）RC4算法（RSA公司的Rivest，1987年设计，目前已有几十种商业产品采用，包括LottusNotes，OracleSecureSQL，无线局域网产品等）流密码的应用-ii在移动通信中的应用A5算法（法国设计，用于GSM的无线空中接口加密）GEA1和GEA2（用于GPRS中生成密钥流，目前保密）A8算法（3G中定义，实现对无线传输的数据的加/解密，利用分组密码算法KASUMI构造）TEA1/TEA2/TEA3算法（TETRA标准中定义，由ETSI/SAGE(SecurityAlgorithmsGroupofExperts)开

6、发，用于TETRA空中接口加密）E2算法（TETRAMoU推荐02中定义，用于TETRA端到端加密，利用IDEA算法构造）流密码的应用-iii其它应用XPD/KPD算法（休斯飞机公司1986年设计，用于出口的战术无线电和定向寻呼设备中）NANOTEQ算法（南非电子公司设计，用于对南非警察用的传真等加密，1988）Gifford算法（由D.Gifford提出，1984－1988用于美国Boston地区有线新闻报导系统的数据加密）流密码原理将明文划分成字符（如单个字母），或其编码的基本单元（如0，1数字），字符分别与密钥流作用进行加密，解密时以同步产生的同样的密钥流实现。

7、设明文为x=x0x1x2…xi∈GF(2),i≥0设密钥为r=r0r1r2…ri∈GF(2),i≥0设密文为y=y0y1y2…yi∈GF(2),i≥0则加密变换为yi＝Eri(xi)i≥0则解密变换为xi＝Dri(yi)i≥0基于流密码体制的加密通信模型密钥源密钥流生成器明文序列x0x1x2…密文序列y0y1y2…密钥序列r0r1r2…kk…………密钥源密钥流生成器明文序列x0x1x2…密文序列y0y1y2…密钥序列r0r1r2…kk信道秘密信道Eri(xi)Dri(yi)AliceBob流密码分类按照是否使用同一密钥对称流密码非对称流密码按照密钥流