第2章 信息加密技术

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1、信息系统安全电子教程信息管理教研室张勇E-mail:zycsust@126.comHttp://csust.vicp.net第二章信息加密技术信息系统安全6/12/20212*2.1密码技术概述2.2密码算法2.3对称算法加密模式2.4信息传输安全本章主要内容6/12/20213*本章介绍密码系统的模型，密码与密码体制，常用的密码算法，加密的方式方法，信息加密技术及密码破译方法。掌握以下内容：(1)理解密码系统的模型；(2)理解对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制的原理；(3)掌握DES算法，RSA公开密钥密码算法的原理

2、及应用；(4)了解加密方式和各自的特点；(5)理解常见的密码破译方法，防止密码破译的措施。本章学习目标6/12/20214*2.1密码技术概述2.1.1密码系统明文Ｍ密文Ｃ密文Ｃ密钥k密钥k不安全信道密钥信道加密变换器解密变换器发送者A接收者B破译分析窃密者E密码系统模型6/12/20215*明文空间----信息本来的原始空间；密文空间----明文经过加密后得到难以理解和辨认的信息空间；密钥空间----控制算法的实现，由信息通信双方所掌握的专门信息空间；密码算法----“计算某些量值或某个反复出现的数学问题求解”的公式、

3、法则或程序。它规定了明文和密文之间的变换方式。2.1.1密码系统2.1密码技术概述6/12/20216*明文用Ｍ或Ｐ表示，密文用C表示。加密函数Ｅ作用于Ｍ得到密文Ｃ。可用数学公式表示：相反地，解密函数Ｄ作用于Ｃ产生Ｍ：先加密后再解密，原始的明文将恢复，故下面的等式必须成立：2.1.1密码系统2.1密码技术概述6/12/20217*2.1.1密码系统（CryptographySystem）用于转换纯文本到密码的类型替代（substitution）移位（transposition）密钥的种类对称，单密钥，秘密密钥不对称，双密

4、钥,公开密钥加密以处理纯文本文件的方法分组密码（blockcipher）流密码（streamcipher）2.1密码技术概述6/12/20218*古老的非密码信息保密STEGANOGRAPHYvs.CRYPTOGRAPHYCharactermarking(特征记号)Invisibleink（不可见墨水）Pinpunctures（小孔）Typewritercorrectionribbon（丝带）KodakPhotoCDformat,2048x3072x24bitpixcelscanhide2.3Mbytesmessagei

5、nasingledigitalsnapshot2.1.1密码系统（CryptographySystem）2.1密码技术概述6/12/20219*2.1.1密码系统（CryptographySystem）密码编码学是密码体制的设计学，而密码分析学则是在未知密钥的情况下从密文推演出明文或密钥的技术。密码编码学与密码分析学合起来即为密码学。如果不论截取者获得了多少密文，但在密文中都没有足够的信息来惟一地确定出对应的明文，则这一密码体制称为无条件安全的，或称为理论上是不可破的。在无任何限制的条件下，目前几乎所有实用的密码体制均是

6、可破的。因此，人们关心的是要研制出在计算上(而不是在理论上)是不可破的密码体制。如果一个密码体制中的密码不能被可以使用的计算资源破译，则这一密码体制称为在计算上是安全的。2.1密码技术概述6/12/202110*2.1.1密码系统（CryptographySystem）美国：数据加密标准DES(DataEncryptionStandard)公开密钥密码体制(publickeycrypto-system)的出现，成为近代密码学发展史上的两个重要里程碑。近代密码学发展2.1密码技术概述6/12/202111*2.1.2密码体

7、制一个密码系统采用的基本工作方式称为密码体制。密码体制从原理上可分为两大类：对称密钥密码体制（单钥、常规）非对称密钥密码体制（双钥、公开）2.1密码技术概述6/12/202112*2.1.2密码体制1.对称（常规）密码体制在发端，明文X用加密算法E和加密密钥K得到密文CEK(P)在传送过程中可能出现密文截取者。截取者又称为攻击者或入侵者。P’或K’在收端，利用解密算法D和解密密钥K，解出明文为DK(C)DK(EK(P))P2.1密码技术概述6/12/202113*2.1.2密码体制1.对称密钥密码体制kk明文密文解

8、密后的明文加密Ｅ解密Ｄ密钥产生器加密和解密表示为：ＥＫ（Ｍ）＝ＣＤＫ（Ｃ）＝Ｍ解密算法是加密算法的逆运算；加密密钥和解密密钥相同；加密算法强度高；密钥传递需专用通道；2.1密码技术概述6/12/202114*2.1.2密码体制1.对称密钥密码体制对称算法可分为两类：序列算法（streamalgorithm）或序列密码