《数据加密技术》PPT课件.ppt

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1、本章学习的主要内容l了解密码学及数据加密的基本概念l了解传统密码技术和密码的分类l掌握对称密钥密码和公开密钥密码体制的概念、特点和典型密码算法l了解密钥管理的过程及作用1949年之前，古典密码学1949年～1976年，现代密码学1976年以后，公钥密码学密码学的三个阶段古典密码学芦花丛中一扁舟，俊杰俄从此地游，义士若能知此理，反躬逃难可无忧。（1949年之前）密码学还不是科学,而是艺术出现一些密码算法和加密设备密码算法的基本手段出现，保密针对的是字符简单的密码分析手段出现主要特点：数据的安全基于算法的保密古典密码学（1949年~1976年）密码学成为科学计算

2、机使得基于复杂计算的密码成为可能相关技术的发展主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密1949年Shannon的“TheCommunicationTheoryofSecretSystems”1967年DavidKahn的《TheCodebreakers》1971-73年IBMWatson实验室的HorstFeistel等几篇技术报告现代密码学现代密码学的新方向相关技术的发展主要特点：公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通信成为可能。（1976年至今）1976年：Diffie&Hellman提出了公开密钥密码学的概念，并发表论文“NewDirecti

3、onsinCryptography”1977年Rivest,Shamir&Adleman提出了RSA公钥算法90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法公钥密码学明文加密密文明文：M密文：C加密函数：E解密函数：D密钥：K加密：EK(M)=C解密：DK(C)=M先加密后再解密，原始的明文将恢复：DK(EK(M))=M解密密码学的有关概念加密：把信息从一个可理解的明文形式变换成一个错乱的、不可理解的密文形式的过程明文(PlainText)：原来的信息(报文)、消息，就是网络中所说的报文(Message)密文(CipherText)：经过加密后得到的信息解密：将密文还

4、原为明文的过程密钥(Key)：加密和解密时所使用的一种专门信息(工具)密码算法(Algorithm)：加密和解密变换的规则(数学函数)，有加密算法和解密算法加密系统：加密和解密的信息处理系统加密过程是通过某种算法并使用密钥来完成的信息变换明文P解密密钥Kd解密(D)加密密钥Ke加密(E)明文P密文C攻击者简单的密码系统示意图密钥密码学包括密码编码学和密码分析学两部分，这两部分相互对立，但也相互促进，相辅相成。密码编码学研究的是通过编码技术来改变被保护信息的形式，使得编码后的信息除指定接收者之外的其他人都不可理解密码分析学研究的是如何攻破一个密码系统，恢复被隐

5、藏起来的信息的本来面目1、常用的密码分析攻击有四类：加密算法：公开。攻击目标：获得密钥K唯密文攻击（ciphertextonlyattacks）。已知：截获部分密文已知明文攻击（knowplaintextattacks）。已知：截获部分密文；若干明文——密文对。选择明文攻击（chosenplaintextattacks）。已知：截获部分密文；自主选择的明文——密文对。选择密文攻击暂时接近密码机，可选择密文串，并构造出相应的明文。密码分析2、算法的安全性密码算法具有不同的安全等级:以下情况可能是安全的.破译算法的代价大于加密数据的价值.破译算法所需的时间大于加

6、密数据保密的时间.用单密钥加密的数据量小于破译算法需要的数据量Shannon理论：仅当密钥至少和明文一样长时才无条件安全。如果不论密码分析者有多少密文，都没有足够的信息恢复出明文，那么这个算法就是无条件保密的，只有一次一密乱码本，才是无条件安全的。所有其它的密码系统在唯密文攻击中都是可破的（蛮力攻击）。二、传统密码学1、移位法：将明文字母互相换位，明文的字母不变，但顺序被打乱了。例如：线路加密法明文以固定的宽度水平写出，密文按垂直方向读出。明文：COMPUTERSYSTEMSECURITYCOMPUTERSYSTEMSECURITY密文：CTSETOETCY

7、MREUPSMRUYSI二、传统密码学2、代替法：代替密码就是明文中每一个字符被替换成密文中的另外一个字符，代替后的各字母保持原来位置。对密文进行逆替换就可恢复出明文。有四种类型的代替密码：（1）（1）单表（简单）代替密码：就是明文的一个字符用相应的一个密文字符代替。加密过程中是从明文字母表到密文字母表的一一映射。例：恺撒（Caesar)密码。（2）同音代替密码：它与简单代替密码系统相似，唯一的不同是单个字符明文可以映射成密文的几个字符之一同音代替的密文并不唯一。（3）多字母组代替密码：字符块被成组加密，例如“ABA”可能对应“RTQ”，ABB可能对应“SL

8、L”等。例：Playfair密码。（4）多表代替密码