网络信息安全技术培训教材

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公开信道
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RSA的加解密过程
❖ 公钥体制用于数字签名时：
❖ 信源为了他人能够验证自己发送的消息确实 来自本人，他将自己的秘密（解密）密钥公 布，而将公开（加密）密钥严格保密。与别 人通信时，则用自己的加密密钥对消息加密 ──称为签名，将原消息与签名后的消息一起 发送.
❖ 现代密码学修正了密钥的对称性，1976 年，Diffie，Hellmann提出了公开密钥密 码体制（简称公钥体制），它的加密、 解密密钥是不同的，也是不能（在有效 的时间内）相互推导。所以，它可称为 双钥密码体制。它的产生，是密码学革 命性的发展，它一方面，为数据的保密 性、完整性、真实性提供了有效方便的 技术。另一方面，科学地解决了密码技 术的瓶颈──密钥的分配问题。
网络信息安全技术
➢ 加密技术 ➢ 认证技术 ➢入侵检测
网络信息安全技术
➢ 加密技术 ➢ 认证技术 ➢入侵检测
加密技术
➢ 基本概念 ➢ 对称密码技术 ➢ 非对称密码技术
加密技术
•经典密码：古埃及人用以保密传递的消息； 单表置换密码，凯撒密码， 多表置换密码，Vigenere密码等等
•近代密码：DES数据加密标准，70年代Diffie,Hellman 的开创性工作——公钥体制的提出
则五元组（P，C，K，Ek，Dk）称为一个密码体制。
•基本要求：(1)对所有密钥，加、解密算法迅速有效, (2)体制的安全性不依赖于算法的保密， 只依赖于密钥的保密—Kerchohoff原则。
❖ 经典的密码体制中，加密密钥与解密密 钥是相同的，或者可以简单相互推导， 也就是说：知道了加密密钥，也就知道 了解密密钥；知道了解密密钥，也就知 道了加密密钥。所以，加、解密密钥必 须同时保密。这种密码体制称为对称 （也称单钥）密码体制。最典型的是 DES数据加密标准，应该说数据加密标 准DES是单钥体制的最成功的例子。
根据密码分析者掌握明、 密文的程度密码分析可分类为：
1、唯密文攻击：仅根据密文进行的密码攻击； 2、已知明文攻击：根据一些相应的明、密文 对进行的密码攻击。 3、选择明文攻击：可以选择一些明文，并获 取相应的密文，这是密码分析者最理想的情形。 例如，在公钥体制中。
加密技术
➢ 基本概念 ➢ 对称密码技术 ➢ 非对称密码技术leman提出的，称为RSA公
钥体制，其安全性是基于整数的因子分 解的困难性。RSA公钥体制已得到了广
泛的应用。其后，诸如基于背包问题的 Merkle-Hellman背包公钥体制，基于有 限域上离散对数问题的EIGamal公钥体
制，基于椭圆曲线的密码体制等等公钥
❖ 对方收到消息后，为了确定信源的真实性， 用对方的解密密钥解密签名消息──称为（签 名）验证，如果解密后的消息与原消息一致， 则说明信源是真实的，可以接受，否则，拒 绝接受。
密码分析
•方法分类：穷举法、统计法、系统分析法 穷举法——对可能的密钥或明文的穷举； 统计法——根据明文、密文、密钥的统计
•密码应用：电子数据，军事目的，经济目的。 •应用形式：数据的保密性、真实性、完整性。 •主要内容：数据加密，密码分析，数字签名，信息
鉴别，零泄密认证，秘密共享等等。 •信息攻击：主动攻击——对数据的恶意删除、篡改等
被动攻击——从信道上截取、偷窃、拷贝 信息。
无意攻击——错误操作、机器故障等。
密码体制
❖ DES密码体制：它是应用56位密钥，加密64比特明文分组的分组秘钥 密码体制
❖ DES加密算法： （一）初始置换：x0=L0R0=IP(x)； （二）16次迭代：xi-1=Li-1Ri-1， Li=Ri，Ri=Li f(Ri-1,ki) i=1,2,…,16； （三）逆置换：x16=L16R16，y=IP-1(x16)。
体制不断出现，使密码学得到了蓬勃的 发展，
❖ 公钥体制用于数据加密时：
❖ 用户将自己的公开（加密）密钥登记在一 个公开密钥库或实时公开，秘密密钥则被 严格保密。信源为了向信宿发送信息，去 公开密钥库查找对方的公开密钥，或临时 向对方索取公钥，将要发送的信息用这个 公钥加密后在公开信道上发送给对方，对 方收到信息（密文）后，则用自己的秘密 （解密）密钥解密密文，从而，读取信息。 可见，这里省去了从秘密信道传递密钥的 过程。这是公钥体制的一大优点。
序列密码
➢ 通过有限状态机产生性能优良的伪
随机序列，使用该序列逐比特加密信 息流得到密文序列
➢ 产生伪随机序列：反馈移位寄存器
，前馈序列，钟控序列，组合网络， 混沌理论……
分组密码
➢ 将明文分成固定长度的组（块） ➢DES ➢IDEA ➢AES
分组密码
➢DES ➢IDEA ➢AES
❖ 1973.5.15： 美国国家标准局（NSA）公开征求密码体制的联邦注册；
特性达到破译密码的方法； 系统分析法——根据掌握的明文、密文的
有关信息，应用加、解密算法求解密钥、明文 的方法。
•计算安全性：
•理论上，除一文一密外，没有绝对安全的密 码体制，通常，称一个密码体制是安全的是 指计算上安全的，
•即：密码分析者为了破译密码，穷尽其时间、 存储资源仍不可得，或破译所耗资材已超出 因破译而获得的获益。
•基本术语：信源——消息的发送处 信宿——消息的目的地 明文——没有加密的消息 密文——加密后的消息 信道——传递消息的通道
•通信模型：经典的通信模型如图所示：
•密码体制：可能的明文集合P——称为明文空间 可能的密文集合C——称为密文空间 可能的密钥集合K——称为密钥空间 一组加密变换： 一组解密变换： 满足：
❖ 1975.3.17：DES首次在《联邦记事》公开，它由IBM开发，它是 LUCIFER的改进；
❖ 1977.2.15：DES被采用作为非国家机关使用的数据加密标准，此后， 大约每五年对DES进行依次审查，1992年是最后一次审查，美国政府 已声明，1998年后对DES不再审查了；
❖ 1977.2.15：《联邦信息处理》标准版46（FIPS PUB46）给出了 DES的完整描述。