信息加密技术与应用.ppt

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1、第2章信息加密技术与应用信息加密技术信息加密技术是电子商务安全交易的核心，可实现电子商务交易的保密性、完整性，不可否认性等。密码学是应用数学和计算机科学相结合的一个交叉学科。数学理论在密码编码学和密码分析学中发挥着重要的作用，在密码学中用到的数学知识主要包括：数论、群论、组合逻辑、复杂性理论、遍历理论和信息论等。密码技术的基本知识密码学的几个基本概念明文、密文、加密、解密、加密算法、解密算法、加密密钥和解密密钥。一个密码系统（密码体制）通常由五个部分组成：明文空间M，全体明文的集合密文空间C，全体密文的集合密钥空间，全体密钥的集合K＝（Ke，Kd）加密算法E，C＝E(M

2、,Ke)解密算法D,M=D(C,Kd),D是E的逆变换加解密过程示意图明文明文密文加密算法解密算法密钥密钥密码分析者窃听密码学的发展历史密码学的发展大致分为三个阶段：古代密码、古典密码和近现代密码学。•1949年之前：密码学是一门艺术•1949～1975年：密码学成为科学•1976年以后：密码学的新方向——公钥密码学的出现。密码学的发展历史由于古时多数人并不识字，最早的秘密书写的形式只用到纸笔或等同物品，随着识字率提高，就开始需要真正的密码学了。最古典的两个加密技巧是是：置换：将字母顺序重新排列，例如『helpme』变成『ehplem』；替代：有系统地将一组字母换成

3、其他字母或符号，例如『flyatonce』变成『gmzbupodf』（每个字母用下一个字母取代）。古典密码实例希腊密码（二维字母编码查表）公元前2世纪123451ABCDE2FGHIJK3LMNOP4QRSTU5VWXYZ明文：HELLO密文：2315313134古典密码实例凯撒密码：公元前50年公元前50年，古罗马的凯撒大帝在高卢战争中采用的加密方法。凯撒密码算法就是把每个英文字母向前推移K位。ABCDEFG……XYZDEFGHIJ……ABC明文:HELLO密文:KHOOL中国古代密码实例古中国周朝兵书《六韬．龙韬》也记载了密码学的运用，其中的《阴符》和《阴书》便记载

4、了周武王问姜子牙关于征战时与主将通讯的方式：太公曰：「主與將，有陰符，凡八等。有大勝克敵之符，長一尺。破軍擒將之符，長九寸。降城得邑之符，長八寸。卻敵報遠之符，長七寸。警眾堅守之符，長六寸。請糧益兵之符，長五寸。敗軍亡將之符，長四寸。失利亡士之符，長三寸。諸奉使行符，稽留，若符事聞，泄告者，皆誅之。八符者，主將祕聞，所以陰通言語，不泄中外相知之術。敵雖聖智，莫之能識。」武王問太公曰：「…符不能明；相去遼遠，言語不通。為之奈何？」太公曰：「諸有陰事大慮，當用書，不用符。主以書遺將，將以書問主。書皆一合而再離，三發而一知。再離者，分書為三部。三發而一知者，言三人，人操一分，

5、相參而不相知情也。此謂陰書。敵雖聖智，莫之能識。」阴符是以八等长度的符来表达不同的消息和指令，可算是密码学中的替代法，把信息转变成敌人看不懂的符号。至于阴书则运用了移位法，把书一分为三，分三人传递，要把三份书从新拼合才能获得还原的资讯。密码学的发展历史1949年美国科学家香农（Shannon）发表了题为“保密系统的通信理论”的著名论文，提出利用数学方法建立通用的密钥密码体系。1976年，美国密码学家Diffie和Hellman在一篇题为“密码学的新方向”的论文中提出了公钥密码体制的思路1978年RSA公钥密码体制问世密码学的发展历史二十世纪早期的密码学本质上主要考虑语言

6、学上的模式。从此之后重心转移，现在密码学使用大量的数学，包括资讯理论、计算复杂性理论、统计学、组合学、抽象代数以及数论。密码学同时也是工程学的分支，但却是与别不同，因为它必须面对有智能且恶意的对手，大部分其他的工程仅需处理无恶意的自然力量。密码学问题与量子物理间的关连也是目前热门的研究。课堂练习运用置换、替代法设计一套针对中文的加密方案，要求如下：1、能针对任何中文字符。2、简单快捷，加密、解密一个中文字符的时间不得超过10秒。3、尽可能不被轻易识破。密码分析主要研究如何分析和破译密码。对于一个密码体制，如果能够根据密文确定明文或密钥，或者能够根据明文和相应的密文确定密

7、钥，则我们说这个密码体制是可破译的；否则，称其为不可破译的。密钥空间中不同密钥的个数称为密码体制的密钥量，它是衡量密码体制安全性的一个重要指标。密码分析密码系统的安全性由两方面因素决定：所使用的密码算法的保密强度密码算法以外不安全的因素因此，密码算法的保密强度并不等价于密码系统整体上的安全性。一个密码系统必须同时完善技术与制度要求，才能保证整个系统的支全。密码攻击类别惟密文攻击：分析者有一个或一些密文。已知明文攻击：分析者有一些明文及对应的密文。选择明文攻击：分析者选择一些对攻击有利的特定明文，并产生对应的密文。选择密文攻击：分析者选择一