现代密码学--第10讲
现代密码学第十讲身份鉴别协议(精)
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挑战-应答身份鉴别协议
基于公钥加密的挑战-响应
单向认证：
r为随机数
双向认证：
r1, r2为随机数
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挑战-应答身份鉴别协议
基于数字签名的挑战-响应
带时戳的单向认证：
certA,certB为公钥证书; SA,SB为私钥;
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口令认证协议
5）一次口令（向强口令的过渡） 防止窃听和随后的口令重放（无时变参数） 解决办法：每个口令只用一次 变体：
一次口令的共享列表 顺序更新一次口令 基于单向函数的一次口令序列：
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口令认证协议
一次口令的共享列表 用户和系统都同意一个口令列表。列表中的每一个口令只能使用一次。 首先，系统和用户都要保存一个长的口令列表。其次，如果用户不按次序使用口
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身份鉴别的定义
身份鉴别的定义： 1、在诚实的情况下，声称者A能向验证者B
证明他确实是A； 2、在声称者A向验证者B声称他的身份后，
验证者B不能获得任何有用的信息，B也不 能模仿A向其他第三方证明他就是A。 3、任何不同于A的实体C以A的身份，让B相 信C是A的概率可忽略不计
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身份鉴别的定义
用于实现身份识别的协议。
带随机数的单向认证：
带随机数的双向认证：
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挑战-应答身份鉴别协议
3）基于零知识证明的挑战-应答
零知识(Zero-knowledge)(ZK)证明的起源
Alice：我知道肯德基的土豆泥的配方以及做法。 Bob：不，你不知道。 Alice：我知道。 Bob：你不知道。 Alice：我确实知道！ Bob：请你证实这一点！ Alice：好吧，我告诉你！（她悄悄地说出了土豆泥的秘方） Bob：太有趣了！现在我也知道了。我要告诉《华盛顿邮报》 Alice：啊呀！
身份鉴别协议培训文件
口令认证协议
在第四种方法中，两种身份验证的技术是结 合在一起的。该类验证的一个很好的例子就 是带有(个人身份号码)的自动取款机卡。这 种卡属于"拥有某事"这一类，属于"知道某 事"这一类。就是一个可以提高卡的安全性 的口令。如果卡丢失了，不知道的话，也不 能使用。然而，的数字通常是非常短的，这 样持卡人才便于记忆。这就使得它容易受到 猜测攻击。
验证者B不能获得任何有用的信息，B也不 能模仿A向其他第三方证明他就是A。 3、任何不同于A的实体C以A的身份，让B相 信C是A的概率可忽略不计
身份鉴别的定义
用于实现身份识别的协议。
协议：是一系列步骤，它包括两方和多方， 设计它的目的是要完成一项任务。
协议是从开始到结束的一个序列，每步必须 依次执行
身份鉴别的定义
身份鉴别技术分类
① （ ）：系统检查口令是否与系统拥有的相应用 户数据相匹配，批准声明的身份访问资源
② 用户是声称的身份 ③ 口令是支持声称的证据：固定口令、和通行密钥 ④ （ ）：通过向验证者展示与证明者实体有关的
秘密知识来证明自己的身份，但在协议中并没有 向验证者泄露秘密本身。
口令认证协议
口令认证协议
一次口令的共享列表 用户和系统都同意一个口令列表。列表中的每一个口令只能使用一次。 首先，系统和用户都要保存一个长的口令列表。其次，如果用户不按次序使用
口令认证协议
3）口令加盐( ) 第一环节：口令字段字符串的生成：s = (, )
① 给口令撒盐： = (，)； ② 用撒盐结果做密钥：K = ； ③ 用一个64位的全0位串构造一个数据块； ④ 设循环次数：i = 0； ⑤ 对数据块加密： = (K, )； ⑥ = ，i = i + 1； ⑦ 如果i < 25，则回到第⑤步； ⑧ 把数据块变换成字符串：s = ()； ⑨ 返回s。
精品课件-现代密码学(杨晓元)第1章
【例1-4】 确定型单带图灵机(DTM)。 它由有限状态控制器、读写头和一条磁带组成，这条磁带由 标记为…，－3，－2，－1，0，1，2，3，…的带方 格的双向无穷序列组成，如图1-3所示。
现实中的大多数问题，特别是优化问题，都能与判定问题建 立紧密联系。如巡回售货员问题，本来是一个优化问题，但它也 可以描述为判定问题的形式：给定城市集合C={C1,C2,…,Cn}，C 中每两个城市之间的距离为d(Ci,Cj)，界限B∈Z+，问是否存在一 条路线经过C中所有城市，且全长不超过B，即是否存在城市的一 种排列〈Cπ(1),Cπ(2),…,Cπ(n)〉， 使得
时间复杂性函数与问题的编码方案和决定着算法执行时间的 计算模型有关。不同的算法具有不同的时间复杂性，根据时间复 杂性可以将算法分为多项式时间算法(polynomial time algorithm) 和指数时间算法(exponential time algorithm)。
第1章 计算复杂性理论
我们用符号“O”来表示函数的数量级。对于函数f(x)，如
第1章 计算复杂性理论
解决某个问题的算法必须在某种计算模型下实现，一种最 基本的计算模型是图灵机(Turing Machine)。图灵机是Alan Turing在1936年提出的一种假想的计算模型，它是一个具有无 限读写能力的有限状态机，并且可以做无限步并行操作，是离 散自动机的最一般形式。在理论上，图灵机被公认为现代计算 机的原型，这台机器只保留一些最简单的指令，一个复杂的工 作可以分解为这几个最简单的指令来实现。图灵机可以读入一 系列的0和1，这些数字代表了解决某一问题所需要的步骤，按 这个步骤做下去，就可以解决某一特定的问题。图1-2给出了图 灵机的一般结构，其中的辅助存储器是一个具有无限容量的随 机存储器。
现代密码学基础ppt课件-精品文档
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密码学的发展阶段 经典加密技术 对称加密技术 非对称加密技术 电子签名法 数字证书
思考
• 密码的安全基于算法还是基于密钥？为什么？ • 什么是电子签名？短信是电子签名吗？ • 加密和签名有什么区别？
1 密码学发展阶段
1949年之前1949～1975年1976年以后码学 密码学是一门艺术 密码学成为科学 密码学的新方向:公钥密
第1阶段－古典密码
Kryha密码机大约在1926 年由Alexander vo Kryha 发明。这是一个多表加 密设备，密钥长度为442， 周期固定。一个由数量 不等的齿的轮子引导密 文轮不规则运动。
第1阶段－古典密码
哈格林（Hagelin）密码机C-36，由Aktiebolaget Cryptoeknid Stockholm于1936年制造密钥周期长度为 3,900,255。
主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密
第3阶段 1976~现在
1976年：Diffie
& Hellman 的 “New Directions in Cryptography” 提出了不对称密钥密
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 主要特点：公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输
到用密文比特模式代替明文比特模式
恺撒（Caesar）加密法
例 表 明 密 明 密 1 ： 1 文 文 文 文 字 字 字 字 母 母 母 母 C a e s a r（ a D n Q 恺 撒 ） 恺 c F p S d G q T 密 撒 码 ） e H r U ， 密 f I s V 见 码 g J t W 表 表 h K u X i L v Y j M w Z k N x A l O y B m P z C 1 。
现代密码学 (杨波 著) 清华大学出版社_khdaw
am +3 = c1am + 2 + c2 am +1 + c3am + c4am −1 + L + cm −1a4 + cm a3
.c
而第 m+3 比特应为：
om
j =1
.c
输出 1 1
注：s个01
k ≥1
om
da
课后答案网
NCUT 密码学 – 习题与答案
2010
三、分组密码 （1,2,3,4）
1. (1) 设 M’是 M 的逐比特取补，证明在 DES 中，如果对明文分组和密文分组都逐比特取补， 那么得到的密文也是原密文的逐比特取补，即 如果 Y = DESK(X)，那么 Y’=DESK’(X’) 提示：对任意两个长度相等的比特串 A 和 B，证明(A⊕B)’=A’⊕B。
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w .c
1. 设仿射变换的加密是 E11,23(m)≡11m+23 (mod 26)，对明文“THE NATIONAL SECURITY AGENCY”加密，并使用解密变换 D11,23(c)≡11-1(c-23) (mod 26) 验证你的加密结果。 解：明文用数字表示：M=[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] 密文 C= E11,23(M)≡11*M+23 (mod 26) =[24 22 15 10 23 24 7 21 10 23 14 13 15 19 9 2 7 24 1 23 11 15 10 19 1] = YWPKXYHVKXONPTJCHYBXLPKTB ，或者直接穷举 1~25) ∵ 11*19 ≡ 1 mod 26 (说明：求模逆可采用第 4 章的“4.1.6 欧几里得算法” ∴ 解密变换为 D(c)≡19*(c-23)≡19c+5 (mod 26) 对密文 C 进行解密： M’=D(C)≡19C+5 (mod 26) =[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] = THE NATIONAL SECURITY AGENCY
现代密码学第1章概论1010
M m
c Ek1 (m)
C
c
c Ek1 (m)
Dk2 (c) m
Dk2 (c) m
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1.2 密码系统模型和密码体制
密码体制系统的分类 对称密码体制(symmetric cryptosystem) k=k1=k2 或 k1 k2 单钥、私钥 (one-key, private key)密码体制
我国
党的十五届五中全会明确指出，大力推进国民经济 和社会信息化是覆盖现代化建设全局的战略举措。 要以信息化带动工业化。
在《科技教育发展“十五”重点专项规划（高技术产 业发展规划）》中明确提出攻克信息保护、隐患发 现、安全反应等关键技术，为国家信息基础建设提 供技术支撑。
1999年国务院颁布商用密码管理条例，对密码的管 理使用进行了具体规定。
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1.1 信息系统安全与密码技术
信息时代 农业革命工业革命信息革命 20世纪80年代美国Toffler A. 著《第三次浪潮》， 预言： 计算机网络的建立与普及将彻底改变人类的生存和 生活模式
信息、资源、能源是人类生存的三大支柱
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1.1 信息系统安全与密码技术
民用 Internet普及 电子政务 电子商务 电子金融
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侵害对象 机密性 完整性
可用性
认证性 公平性 可控性
威胁或攻击手段 入侵系统取得高级授权 破译密码
插入、删除、篡改 信道干扰 摧毁系统硬件
扰乱以至摧毁系统软件 用户恶意占用 业务拒绝 发送方身份假冒，接收抵赖 破坏收发审计记录 非对等的密钥协商 利用非公平交易协议获取利益 破坏“密钥托管”，阻止“匿名撤消” 抗内容检测过滤的“穿透” 阻止司法取证
现代密码学
Modern Cryptography
《现代密码学》理论课程教学
《现代密码学基础》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标《现代密码学》是网络工程专业网络安全的基础课程。
通过本课程的学习，使得学生对密码学领域的基本概念、基本理论和基本应用有全面的理解，作为进一步学习网络安全专业知识的基础、作为网络安全理论研究和相关应用开发的准备知识。
理解密码体制概念和密码学发展沿革；理解公钥密码体制的设计思想；掌握常用的密码体制的设计机制，包括DES；掌握对称密码体制的设计和分析特点；掌握非对称密码体制的设计和分析特点；掌握认证体系相关知识，包括数字签名、身份认证和消息认证等；了解密码技术应用技术，包括数字现金等。
增强学生的信息安全、网络安全意识，增强防范的能力，为以后学习和掌握网络工程网络安全方向课打下坚实的基础。
三、教学学时分配《现代密码学基础》课程理论教学学时分配表《现代密码学基础》课程实验内容设置与教学要求一览表四、教学内容和教学要求第一章密码学概述及古典密码学（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解信息安全面临的威胁,了解信息安全的模型,了解密码学基本概念,掌握几种古典密码，其中包括单表代换密码和多表代换密码。
（二）教学重点与难点1．教学重点：密码学基本概念、单表代换密码和多表代换密码。
2. 教学难点：单表代换密码和多表代换密码算法。
（三）教学内容第一节信息安全的威胁与模型1. 信息安全面临的威胁；2．信息安全的模型。
第二节古典密码算法1．密码学基本概念；2. 单表代换密码和多表代换密码。
本章习题要点：练习单表代换密码和多表代换密码。
第二章流密码（2学时）（一）教学要求1.了解流密码的基本概念；2.掌握序列的伪随机性；3.掌握序列密码的破译。
（二）教学重点与难点1．教学重点：序列的伪随机性、序列密码的破译。
2. 教学难点：序列的伪随机性。
（三）教学内容第一节流密码1.流密码的基本概念；2.序列的伪随机性。
第二节序列密码1.序列密码的破译。
本章习题要点：练习序列的伪随机性。
现代密码学
摘要数字签名是现代密码学的主要研究课题之一，它是实现认证的重要工具，保证了数据的可靠性。
数字签名在金融、商业、军事等领域，尤其是在电子支票、电子邮件、电子贸易、电子购物、数据交换、电子出版以及知识产权保护等方面有着重要作用。
近些年来随着对数字签名的不断深入研究，产生了许多特殊的数字签名，例如盲签名、群签名、代理签名、多重签名、前向安全签名。
正是由于特殊数字签名具有的独特功能和实际用途，在一些特殊行业有广泛应用，特别是在数据完整性检验、身份证明、身份鉴别和防否认等方面功能独特。
关键词：盲签名1 盲签名的研究现状盲签名是一种特殊的数字签名，其特殊性体现在签名者并不知道签署的内容，即便签名者知道了签名与消息对，也无法将它们联系起来。
因此，盲签名技术应用广泛，尤其是电子投票和电子货币系统等。
盲签名的概念首先被David Chaum提出来，Chaum给出了一个基于RSA的盲签名方案，此后人们分别基于因子分解问题、离散对数问题、二次剩余问题等提出各种盲签名方案。
1992年，Okamoto基于Schnorr签名体制提出了第一个基于离散对数问题的盲签名方案[2]。
1994年，Camenisch等提出了基于离散对数的两个离散方案。
第一个方案是由DSA变形得出，第二个方案建立在Nyberg-Ruep pel签名体制之上。
1996年，Fan等基于二次剩余方根的难解性提出了一个盲签名方案，之后两年，Fan又提出一个部分盲签名方案，可以减少电子现金系统的计算量。
同年再次提出可以增强计算效率的一个盲签名方案。
2000年，姚亦峰等以Harn和Xu提出的十八种安全广义ElGamal型数字签名方案为基础，利用二元仿射变换，通过分析得到其中十二种方案是强盲签名方案。
2001年，Ch-ien 等根据RSA公钥密码系统提出一个部分盲签名方案，它能减少数据库的大小以及避免电子现金的重复花费。
2002年，黄少寅等基于Schnorr体制提出了一个必须经过多人同时盲签名才可生效的新方案，可以方便应用在电子现金需银行多个部门同时进行盲签名才可生效的情形中。
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6.6 线性移位寄存器序列的极小多项式
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Homework
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Q&A?
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Thanks For Your Attentions
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现代密码学--第10讲
主讲教师：张 龙
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第6章 序列密码与移位寄存器
第6周第1次课
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6.1 序列密码的基本原理 6.2 移位寄存器与移位寄存器序列 6.3 线性移位寄存器的表示 6.4 6.5 6.6 线性移位寄存器序列的周期 线性移位寄存器的序列空间 线性移位寄存器序列的极小多项式
6.7 m 序列的伪随机性 6.8 6.9 B-M算法与序列的线性复杂度 线性移位寄存器的非线性组合
6.10 布尔函数及其密码学性质
第6周第1次课 现代密码学 3
6.5 线性移位寄存器的序列空间
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