第4章-第1讲 单钥加密体制(一).pptx

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1、网络安全—技术与实践（第2版）刘建伟王育民编著清华大学出版社普通高等教育“十一五”国家级规划教材教育部2011年精品教材课件制作人声明本课件总共有17个文件，版权属于刘建伟所有，仅供选用此教材的教师和学生参考。本课件严禁其他人员自行出版销售，或未经作者允许用作其他社会上的培训课程。对于课件中出现的缺点和错误，欢迎读者提出宝贵意见，以便及时修订。课件制作人：刘建伟2012年2月8日单钥加密体制（第1讲）密码分析二三四一五DES数据加密标准六传统密码学（对称算法）密码学历史古典密码基本概念一单钥加密体制（第1讲）密码分析二三四一五DES数据加密标准六传统密码学（对称算法）密码学历史古典密码基本概念

2、一一、密码学基本概念明文需要秘密传送的消息。密文明文经过密码变换后的消息。加密由明文到密文的变换解密从密文恢复出明文的过程。破译对明文进行加密时采用的一组规则。加密算法对密文进行解密时采用的一组规则。解密算法从密文恢复出明文的过程。密钥加密和解密时使用的一组秘密信息。一个密码系统可以用以下数学符号描述：S={P，C，K，E，D}P=明文空间C=密文空间K=密钥空间E=加密算法D=解密算法当给定密钥k∈K时，加解密算法分别记作Ek、Dk，密码系统表示为Sk={P，C，k，Ek，Dk}C=Ek(P)P=Dk(C)=Dk(Ek(P))一、密码学基本概念1、密码系统组成若Ke=Kd，则加密算法称为单钥

3、体制（也称为对称加密体制，或者私钥加密体制）；若Ke≠Kd，则加密算法称为双钥体制（也称为非对称加密体制，或者公钥加密体制）。加密解密密文密钥信道一、密码学基本概念2、密码体制的分类加密密钥Ke解密密钥Kd对于单钥加密体制，可以按照其加密/解密运算的特点，分为流密码（StreamCipher）和分组密码（BlockCipher）一、密码学基本概念3、单钥体制的分类分组密码：对数据分组进行处理。流密码：数据逐比特加密，即数据流与密钥流逐比特进行异或（XOR）运算；密码学基本概念小结单钥体制分组密码流密码双钥体制分组密码密码体制密码分析二三四一五DES数据加密标准六传统密码学（对称算法）密码学历史

4、古典密码基本概念一单钥加密体制（第1讲）试图破译单条消息试图识别加密的消息格式，以便借助直接的解密算法破译后续的消息试图找到加密算法中的普遍缺陷（无须截取任何消息）二、密码分析（破译）二、密码分析（破译）1、密码分析的条件与工具计算机语言特性已知加密算法截取到明文、密文中已知或推测的数据项数学或统计工具和技术技巧与运气二、密码分析（破译）2、密码分析类型无条件安全：无论提供多少密文，若密文中所包含的信息不足以唯一地决定对应的明文，那么该密码体制就是无条件安全的。除了一次一密(one-timepadding)的方案外，没有无条件安全的其他算法。二、密码分析（破译）3、加密方案的安全性安全性体现在

5、破译的成本超过加密信息的价值破译的时间超过该信息有用的生命周期二、密码分析（破译）4、攻击的复杂性决定了密码算法的安全性发展开端处理复杂性（processingcomplexity）完成攻击所需要的时间存储需求（storagerequirement）进行攻击所需要的数据量用作攻击输入所需要的数据数据复杂性（datacomplexity）二、密码分析（破译）5、密钥搜索所需平均时间密码分析二三四一五DES数据加密标准六传统密码学（对称算法）密码学历史古典密码基本概念一单钥加密体制（第1讲）三、密码学的历史密码学的演进单表代替－>多表代替－>机械密(恩格玛)－>现代密码学(对称与非对称密码体制)－

6、>量子密码学密码编码学和密码分析学应用领域军事、外交、商业、通信、古文化研究等。Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。三、密码学的历史三、密码学的历史20世纪早期密码机密码分析二三四一五DES数据加密标准六传统密码学（对称算法）密码学历史古典密码基本概念一单钥加密体制（第一讲）已经成为历史，但被传统密码学所借鉴；加解密都很简单，易被攻破；属于对称密码体制；包括置换密码、单表代换密码、多表代换密码等。四、古典密码1、古典密码学置换密码用加密置换去对消息进行加密代换密码明文中的字母用相应的密文字

7、母进行替换单表代换密码多表代换密码多表密码四、古典密码2、古典密码的种类单表代换密码举例m=“Casercipherisashiftsubstitution”c=“FDVHUFLSHULVDVKLIWVXEVWLWXWLRO”明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC四、古典密码3、古典密码——代换密码用加密置换去对消息进行