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1、密密码码学学（第七讲（第七讲））序列密码张焕国武汉大学计算机学院目目录录11、、密码学密码学的基本概念的基本概念22、古典、古典密码密码33、数据、数据加密标准（DES加密标准（DES））44、、高级高级数据加密标准（数据加密标准（AESAES））55、中国、中国商用密码（SMS4商用密码（SMS4））66、分组、分组密码的应用技术密码的应用技术77、、序列密码88、习题、习题课：复习对称密码课：复习对称密码99、公开、公开密钥密码（1密钥密码（1））目目录录1010、、公开密钥密码（公开密钥密码（22））11、、数字签名（数字签名（1）12、数字签名（2）1313
2、、、HASH函数1414、、认证认证1515、、密钥管理密钥管理1616、、PKIPKI技术技术1717、习、习题课：复习公钥密码题课：复习公钥密码1818、总复习、总复习//检查：检查：综合实验一、序列密码的基本概念①明文、密文、密钥以位（字符）为单位加解密；种子密钥②模型密钥序列产生器密钥序列：k1,,k2,…明文:m1,,m2,…密文:c1,,c2,…Ci=mi⊕ki一、序列密码的基本概念③人们用序列密码模仿人们用序列密码模仿““一次一密””密码；密码；④加密运算最简单，而且是对合运算；⑤安全取决于密钥序列产生算法；⑥理论和技术都十分成熟；⑦核心密码的主流密码
3、。一、序列密码的基本概念1、序列密码的分类①同步序列密码（SynchronousStreamCipher）•密钥序列产生算法与明文无关，所产生的密钥序列也与明文无关。•在通信过程中，通信的双方必须保持精确的同步，收方才能正确解密，如果失步收方将不能正确解密。例如，如果通信中丢失或增加了一个密文字符，则收方的解密将一直错误。一、序列密码的基本概念①同步序列密码种子密钥k种子密钥k密钥序列密钥序列产生算法产生算法m,,m,,k1,,k2,…c1,,c2,…k1,,k2,…m,,m,…1212…Ci=mi⊕ki设密文失步c=c1,c3,c4,…cnn--11,cn（c2丢
4、失）⊕k=k1,k2,k3,…knn--11,kn（密钥正确）m=m1,,×,×,…×,××（（m1后的明文全错）一、序列密码的基本概念①同步序列密码•对失步的敏感性，使我们能够容易检测插入、删除、重播等主动攻击。•另一个优点是没有错误传播，当通信中某些密文字符产生了错误（不是插入和删除），只影响相应字符的解密，不影响其它字符。•注意：错误与失步是不同的概念！设密文错误c=c1,c2,c3,…cnn--11,cn（c2错）⊕k=k1,k2,k3,…knn--11,kn（密钥正确）m=m1,,×,m3,…mnn--11,mn（仅m2错）一、序列密码的基本概念②自自同步
5、序列密码同步序列密码（SelfSelf--SynchronousStreamCipherSynchronousStreamCipher）•密钥序列产生算法与明文（密文）相关，则所产生的密钥序列与明文（密文）相关。•设密钥序列产生器具有n位存储，则加密时一位密文错误将影响后面连续n个密文错误。在此之后恢复正确。•解密时一位密文错误也将影响后面连续n个明文错。在此之后恢复正确。•加解密会造成错误传播。在错误过去之后恢复正确。一、序列密码的基本概念②自同步序列密码种子密钥k种子密钥k密钥序列密钥序列产生算法产生算法n位存储n位存储k1,,k2,…k1,,k2,…m1,,m
6、2,…c1,,c2,…m1,,m2,…Ci的错误将影响n位二、二、线性线性移位寄存器序列密码移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器（LinearSiftRegistor）•例1输出SSSS输入01n-2n－1移位脉冲•例2增加反馈SSSS输入01n-2n－1输出移位脉冲二、二、线性线性移位寄存器序列密码移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器（LinearSiftRegistor）•例3增加运算⊕SSSS输入01n-2n－1输出移位脉冲二、二、线性线性移位寄存器序列密码移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器（LinearSiftRegistor）•一般模型输出F(s0,s1
7、,…,sn－1)S0S1Sn-2Sn－1二、二、线性线性移位寄存器序列密码移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器（LinearSiftRegistor）•图中图中ss，，ss，，......，，ss组成左移移位寄存器，01nn--11并称每一时刻移位寄存器的取值为一个状态。•移位寄存器的输出同时要送入器的输出同时要送入ss，其值要通过函nn--11数数F(sF(s,s,...,s))计算产生。计算产生。01nn--11•称函数称函数F(sF(s,s,...,s))为反馈函数。为反馈函数。01nn--11•如果反馈函数如果反馈函数F(sF(s,s,...,s))是是
