密码学电子商务安全课件.ppt

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1、密码学基础本章结构一、引言（密码学的重要性）二、密码学的基本概念二、密码学发展史三、对称密码算法四、公钥密码算法课程目标明确密码学基本概念及其重要性；了解密码学的发展史；掌握对称密码和非对称密码体质；掌握几种主流的密码算法的加解密原理；了解密码学的最新发展。密码学的重要性第一讲为什么需要密码信息的存储:在公开的地方信息的交换:使用非隐秘介质信息的传输:通过不安全信道密码学的重要性什么是密码学？第二讲数学基础概率论信息论计算复杂性理论数论有限域其他----数理统计、算法分析、可计算性理论、离散数学、组合数学、泛函分析……。

2、密码学的概念密码学（Cryptology）：研究信息系统安全保密的科学。由两个相互对立、又相辅相成、互相促进的分支学科构成，分别称为密码编码学和密码分析学。密码编码学Vs密码分析学密码编码学（Cryptography）：主要研究对信息进行编码，实现对信息的隐蔽。密码分析学（Cryptanalytics）：主要研究加密消息的破译或消息的伪造。密码学的基本概念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（message），全体明文的

3、集合；密文空间C（cipher），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,ke)解密算法D,M=D(c,kd),D是E的逆变换明文与密文明文(Plaintext)：需要保密的消息。密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram):明文经密码变换而成的一种隐蔽形式。加密Vs解密加密（Encryption）：将明文变换为密文的过程。把可懂的语言变换成不可懂的语言，这里的语言指人类能懂的语言和机器能懂的语言。解密（Decryption）：加密的逆过程，即由密文恢复出原明文的过程

4、。把不可懂的语言变换成可懂的语言。加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进行的，分别称为加密密钥(EncryptionKey)和解密密钥(DecryptionKey)。密码体制Vs密码算法Vs密码系统密码算法密码算法（CryptographyAlgorithm）：用于加密和解密操作的数学函数。加密算法（EncryptionAlgorithm）：发送者对明文进行加密操作时所采用的一组规则。解密算法（DecryptionAlgorithm）：接收者对密文进行解密操作时所采用的一组规则。密码系统密码系统（Cryptos

5、ystem）：将消息从明文加密成密文，再从密文转换回明文的整个系统，密钥和算法是密码系统中两个基本要素。扩散Vs混乱扩散（Diffusion）：将每一位明文数字的影响尽可能地散布到多个输出密文数字中去，以便隐蔽明文数字的统计特性。混乱（Confusion）：使得密文的统计特性与明文、密钥之间的关系尽量复杂化。Shannon称：在理想密码系统中，密文的所有统计特性都与所使用的密钥独立。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加解密过程示意图设计加密系统时，总是假定密码算法是可以公开的，需要保密的是密钥。一个密码系

6、统的安全性不在算法的保密，而在于密钥，即柯克霍夫（Kerckhoff）原则。对加密系统的要求系统应该是实际上安全的(practicalsecure)，截获密文或已知明文－密文对时，要决定密钥或任意明文在计算上是不可行的。系统易于实现，使用方便。系统的安全性不依赖于对加密体制或加密算法的保密，而依赖于密钥。系统的使用不应使通信网络的效率过分降低。现代密码设计的基本原则加密简化模型EncipherPlaintextCiphertextKeysDecipher密码算法的安全性无条件安全（Unconditionallysecur

7、e）无论破译者有多少密文,他也无法解出对应的明文,即使他破解出了,他也无法验证结果的正确性.Onetimepad（一次一密）计算上安全（Computationallysecure）破译的代价超出信息本身的价值；破译的时间超出了信息的有效期。密码算法分类按照保密的内容分:受限制的（restricted)算法:算法的保密性基于保持算法的秘密。基于密钥（key-based)的算法:算法的保密性基于对密钥的保密。密码算法分类基于密钥的算法，按照密钥的特点分类：对称密码算法（symmetriccipher)：又称传统密码算法（co

8、nventionalcipher)，就是加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称秘密密钥算法或单密钥算法。非对称密钥算法（asymmetriccipher):加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个。又称公开密钥算法（public-keycipher)。公开密钥算法用一个密钥进行加密，