第5章-密码技术ppt课件.ppt

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1、第5章密码技术主讲：×××5.1基本术语5.1.1密码学的定义5.1.2密码学的发展历史5.1.3香农模型5.1.4密码体制的分类5.1.5密码分析5.1.1密码学的定义密码学是研究如何实现秘密通信的科学，包括两个分支，即密码编码学和密码分析学。密码编码学是对信息进行编码实现信息保密性的科学，而密码分析学是研究、分析、破译密码的科学。因特网在给人们提供极大的方便的同时，它也存在安全隐患，一些基于TCP/IP的服务是极不安全的，为了使网络变得安全并充分利用其商业价值，人们选择了数据加密和基于加密技术的身份认证。5.1.1密码学的定

2、义密码学的基本功能是提供保密性，即非授权者无法知道消息的内容。此外，密码学还具有以下作用：（1）鉴别。消息的接收者应该能够确认消息的来源。（2）完整性。消息的接收者应该能够验证消息在传输过程中没有被改变。（3）不可否认性。发送方不能否认已经发送的消息。5.1.2密码学的发展历史密码学的发展大致可以分为以下三个阶段：（1）第一阶段是从几千年前到1949年。这一时期是科学密码学的前期，密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计，而对密码的分析也多基于密码分析者的直觉和经验。（2）第二阶段是从1949年到1975年。1949年，香农发

3、表了《保密系统的信息理论》一文，标志着密码学阶段的开始，从此，密码学成为一门科学。（3）第三阶段为1976年至今。1976年，Diffie和Hellman发表了《密码学新方向》一文，首次证明了在发送端和接收端不需要传输密钥的保密通信的可能性，从而开创了公钥密码学的新纪元。5.1.3香农模型密码系统的香农模型，如下图所示。5.1.4密码体制的分类按密钥使用的数量不同，将密码体制分为对称密码（又称为单钥密码）和公钥密码（又称为非对称密码）。对于对称密钥密码而言，按照明文处理方式的不同，又可以分为流密码和分组密码。（1）在对称密码体制

4、中，加密密钥和解密密钥相同或彼此之间很容易互相确定。公钥密码体制又称非对称密钥密码体制，在该体制中，加密密钥和解密密钥不同，而且通过计算很难从一个推出另一个。（2）在对称密钥密码体制中，密钥需要经过安全的通道由发方传给收方，因此，这种密码体制的安全性就是密钥的安全性。5.1.4密码体制的分类（3）在公钥密码体制中，加密密钥和解密密钥是不同的，此时不需要通过专门的安全通道来传送密钥。网络中的加密普遍采用对称密钥和公钥密码相结合的混合加密体制，即加解密是采用对称密钥密码，密钥传送则采用公钥密码。这样既解决了密钥管理的困难，又解决了加

5、解密速度慢的问题。5.1.5密码分析密码分析者是在不知道密钥的情况下，从密文恢复出明文。成功的密码分析不仅能够恢复出消息明文和密钥，而且能够发现密码体制的弱点，从而控制通信。常用的密码分析方法有4类:（1）惟密文攻击（ciphertextonlyattack）（2）已知明文攻击（knownplaintextattack）（3）选择明文攻击（chosenplaintextattack）（4）选择密文攻击（chosenciphertextattack）5.1.5密码分析一个好的密码系统应该满足下列要求：（1）系统即使理论上达

6、不到不可破，实际上也要做到不可破。也就是说，从截获的密文或已知的明文—密文对，要确定密钥或任意明文在计算上是不可行的。（2）系统的保密性是依赖于密钥的，而不是依赖于对加密体制或算法的保密。（3）加密和解密算法适用于密钥空间中的所有元素。（4）系统既易于实现又便于使用。5.2加密方法5.2.1经典密码体制5.2.2对称密码体制5.2.3公钥密码体制5.2.1经典密码体制经典密码体制采用手工或机械操作实现加解密，实现起来相对简单。回顾和研究这些密码的原理和技术，对于理解、设计和分析现代密码仍然具有借鉴的价值。经典密码大体上可分为三类

7、。（1）单表代换（2）多表代换（3）多字母代换密码5.2.2对称密码体制对称密码体制根据对明文加密方式的不同而分为分组密码和流密码。前者按一定长度对明文进行分组，然后以组为单位进行加解密；后者则不进行分组，而是按位进行加解密。分组密码系统对不同的组采用同样的密钥k来进行加解密。设密文组为y=y1y2…ym，则对明文组x＝xlx2…xm用密钥k加密可得到y＝ek(xl)ek(x2)…ek(xm)。流密码的基本思想是利用密钥k产生一个密钥流z＝z0z1…，并使用如下规则加密明文串:x＝x0x1…，y=y0y1…=ez0(x0)ez1

8、(x1)…。5.2.2对称密码体制1.分组密码模型分组密码模型如下图所示。其中，明文x=（xl,x2,…,xm）为分组长度为m的序列，密文y=（y1,y2,…,yn）为分组长度为n的序列，加密与解密过程由密钥k控制。对于一个分组密码，如果n>m，则称其为有数据扩