计算机网络安全与管理第二讲密码技术ppt课件.ppt

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1、计算机网络安全与管理第二讲密码技术西安交大软件学院田暄本讲内容密码学相关概念本讲内容正如我们上节课所说，密码学（密码术）作为许多安全机制（如加密，解密，验证等）的一项基本元素，在信息安全中具有非常重要的地位。其地位如图所示：各种安全应用加密数字签名认证基本密码算法加密技术概述Cryptography源自希腊语单词“kryptos”（hidden）与“graphia”（writing）。定义：密码学是针对如机密性，数据完整性，实体认证，数据源认证等信息安全课题进行的数学技术研究。密码学研究的主要目标是：机密性数据完整性认证不可抵赖密码学的主要研究方向密

2、码学的主要研究方向可分为如下四类：对称加密技术非对称加密技术哈希函数伪随机数生成密码学的分类对称加密（SymmetricEncryption）或私钥加密/常规加密/单密钥加密发送方和接收方使用相同的密钥所有传统的加密算法都是对称加密20世纪70年代（公钥加密提出）之前是唯一的类型目前仍旧具有广泛的应用基本术语明文（plaintext）-源消息密文（ciphertext）-编码后的消息cipher（密码，加密技术）-将明文转换为密文的算法密钥（key）-加密程序所使用，仅被发送者/接收者所知的信息。加密encipher(encrypt)–将原文转换为密

3、文解密decipher(decrypt)–将密文恢复为原文密码编码学cryptography–针对加密原理/方法的研究密码分析cryptanalysis(codebreaking)–在不知道密钥的情况下对密文进行解密的原则/方法的研究密码研究cryptology–密码编码学与密码分析的领域之和对称加密模型SymmetricCipherModel要求对称加密的安全使用有下面两个要求一个健壮的加密算法密码仅为发送方/接收方所知数学表示：算法是公开的提供一个安全信道以分享密钥密码编码学Cryptography我们刻画/描述一个密码系统通常可以通过：加密操作

4、的方法替代/转置/乘积使用的密钥数单密钥或私钥/双密钥或公钥明文的处理方式块加密/流加密密码分析密码分析可看作是试图发现密钥或原文的过程密码分析的原则：破译改密码的成本超过被加密信息的价值破译该密码的时间超过该信息有用的生命周期密码分析的方法：用密码分析方法的破解（cryptanalyticattack）暴力破解（brute-forceattack）密码攻击的类型攻击的类型密码破译者已知的仅有密文加密算法带破译的密文已知明文加密算法待破译的密文由密钥形成的一个或多个明文-密文对选择明文加密算法待破译的密文有密码破译者选择的明文消息，连同它对应的由其密

5、钥生成的密文选择密文加密算法待破译的密文由密码破译者选择的猜测性的密文，连同它对应的由密钥生成的已破译的明文选择文本加密算法待破译的密文由密码破译者选择的明文消息，连同它对应的由密码生成的密文由密码破译者选择猜测性的密文，连同它对应的由密钥生成的已破译的明文更多定义无条件安全：不论计算机的能力与时间如何，由于密文所提供的信息不足以唯一的确定相应的明文，密码均不能被破解。计算安全：所具备的受限的计算资源不足以破解密码暴力破解能够比较容易的验证每一个密钥是最基本的破解方式，通常难度与密钥长度成正比假定知道或能够识别明文古典替代密码明文中的每一个元素（比特

6、，字母，比特组合或字母组合）被映射为另一个元素。这里可能是字母被替换为其他字母或符号也可能是位组合被替换为另外的位组合凯撒码CaesarCipher已知的最早的替代码JuliusCaesar最初应用于军事，将每个字母替换为其后的第三个字母。例：meetmeafterthetogapartyPHHWPHDIWHUWKHWRJDSDUWB凯撒码其变化可描述为以下方法abcdefghijklmnopqrstuvwxyzDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC我们可以数学的给字母以如下表示abcdefghijklmnopqrstuvwxyz012

7、345678910111213141516171819202122232425凯撒码可以表示为c=E(p)=(p+k)mod(26)p=D(c)=(c–k)mod(26)凯撒码的密码分析只有26个可能的密码可以很容易的依次验证暴力破解对于已知密文，只需依次移动字母当明文产生时需要能够识别单一字母替代码比单纯的移动字母表要更进一步可以任意的进行字幕替换每个原文字符都可以被映射为一个任意的密文字符密码长度为26个字母例：Plain:abcdefghijklmnopqrstuvwxyzCipher:DKVQFIBJWPESCXHTMYAUOLRGZNPla

8、intext:ifwewishtoreplacelettersCiphertext:WIRFRWAJUHYF