计算机安全保密第四讲
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第04章 数据隐藏
38
NEC算法
算法由NEC实验室的Cox等人提出 其实现方法是，首先以密钥为种子来产生 伪随机序列，该序列具有高斯N(0，1)分布， 密钥一般由作者的标识码和图象的哈希值 组成，其次对图象做DCT变换，最后用伪 随机高斯序列来调制(叠加)该图象除直流 (DC)分量外的1000个最大的DCT系数。
30
空域算法
另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌 入像素的亮度值中。Patchwork算法方法是随机选 择Ｎ对像素点 (ai，bi) ，然后将每个ai点的亮度值 加 1 ，每个bi点的亮度值减 1，这样整个图像的平 均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方 法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵 抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多 的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图像 块进行嵌入操作。
利用人类视觉系统或人类听觉系统属性， 经过一系列隐藏处理 ，使目标数据没有明 显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为 地看见或听见
14
安全性
隐藏算法有较强的抗攻击能力，即它必须 能够承受一定程度的人为攻击 ，而使隐 藏信息不会被破坏。
15
自恢复性
由于经过一些操作或变换后 ，可能会使原 图产生较大的破坏，如果只从留下的片段 数据 ，仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程 不需要宿主信号 ，这就是所谓的自恢复性
37
针对MPEG-2压缩视频数据流的方案
首先对DCT编码数据块中每一输入的Huffman码 进行解码和逆量化，以得到当前数据块的一个 DCT系数; 其次，把相应水印信号块的变换系数与之相加， 从而得到水印叠加的DCT系数，再重新进行量化 和Huffman编码， 最后对新的Huffman码字的位数n1与原来的无水 印系数的码字n0进行比较，只在n1不大于n0的 时候，才能传输水印码字，否则传输原码字，这 就保证了不增加视频数据流位率
NEC算法
算法由NEC实验室的Cox等人提出 其实现方法是，首先以密钥为种子来产生 伪随机序列，该序列具有高斯N(0，1)分布， 密钥一般由作者的标识码和图象的哈希值 组成，其次对图象做DCT变换，最后用伪 随机高斯序列来调制(叠加)该图象除直流 (DC)分量外的1000个最大的DCT系数。
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空域算法
另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌 入像素的亮度值中。Patchwork算法方法是随机选 择Ｎ对像素点 (ai，bi) ，然后将每个ai点的亮度值 加 1 ，每个bi点的亮度值减 1，这样整个图像的平 均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方 法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵 抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多 的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图像 块进行嵌入操作。
利用人类视觉系统或人类听觉系统属性， 经过一系列隐藏处理 ，使目标数据没有明 显的降质现象，而隐藏的数据却无法人为 地看见或听见
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安全性
隐藏算法有较强的抗攻击能力，即它必须 能够承受一定程度的人为攻击 ，而使隐 藏信息不会被破坏。
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自恢复性
由于经过一些操作或变换后 ，可能会使原 图产生较大的破坏，如果只从留下的片段 数据 ，仍能恢复隐藏信号，而且恢复过程 不需要宿主信号 ，这就是所谓的自恢复性
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针对MPEG-2压缩视频数据流的方案
首先对DCT编码数据块中每一输入的Huffman码 进行解码和逆量化，以得到当前数据块的一个 DCT系数; 其次，把相应水印信号块的变换系数与之相加， 从而得到水印叠加的DCT系数，再重新进行量化 和Huffman编码， 最后对新的Huffman码字的位数n1与原来的无水 印系数的码字n0进行比较，只在n1不大于n0的 时候，才能传输水印码字，否则传输原码字，这 就保证了不增加视频数据流位率
计算机信息系统安全保密工作ppt课件
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四、计算机信息系统安全防范常识
10、不得将未经专 业销密的涉密计算 机等办公设备出售、 赠送、丢弃
Page 29
1、不得将涉密计 算机及网络接入互 联网及其他公共信 息网。
Page 20
四、计算机信息系统安全防范常识
2、不得在涉密计 算机与非涉密计算 机之间交叉使用U 盘等移动存储介质
Page 21
四、计算机信息系统安全防范常识
3、不得在未采取 防护措施在情况下 将互联网及其他公 共信息网络上的数 据复制到涉密计算 机及网络
Page 18
三、网络安全威胁的主要表现
目前各种势力对我国网络安全的威胁表现： 1、网络控制； 2、有害信息渗透； 3、为获取信息非法访问； 4、隐埋恶意程序（木马病毒）； 5、破坏信息的完整性； 6、内部窃密和破坏； 7、破坏系统可用性； 8、截收、冒充、抵赖。
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四、计算机信息系统安全防范常识
Page 8
二、计算机信息系统的泄密隐患
（二）通信隐患 3.网络隐患
有线通信，是利用导线传输电信号的通信 方式。
一是结构上的缺陷 二是现实上的漏洞 三是配置上的隐患
Page 9
二、计算机信息系统的泄密隐患
（三）软件隐患 1.操作系统隐患
目前的操作系统庞大，多达数千万行源代 码，这么大的软件不可能没有漏洞。但是用户 得不到它的源代码，无法对其进行分析和防护。
二是介质的剩磁效应
三是电磁波干扰
四是预置陷阱
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二、计算机信息系统的泄密隐患
（二）通信隐患 1.有线通信隐患
有线通信，是利用导线传输电信号的通信 方式。
一是串音泄密 二是架空明线载波辐射泄密
四、计算机信息系统安全防范常识
10、不得将未经专 业销密的涉密计算 机等办公设备出售、 赠送、丢弃
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1、不得将涉密计 算机及网络接入互 联网及其他公共信 息网。
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四、计算机信息系统安全防范常识
2、不得在涉密计 算机与非涉密计算 机之间交叉使用U 盘等移动存储介质
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四、计算机信息系统安全防范常识
3、不得在未采取 防护措施在情况下 将互联网及其他公 共信息网络上的数 据复制到涉密计算 机及网络
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三、网络安全威胁的主要表现
目前各种势力对我国网络安全的威胁表现： 1、网络控制； 2、有害信息渗透； 3、为获取信息非法访问； 4、隐埋恶意程序（木马病毒）； 5、破坏信息的完整性； 6、内部窃密和破坏； 7、破坏系统可用性； 8、截收、冒充、抵赖。
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四、计算机信息系统安全防范常识
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二、计算机信息系统的泄密隐患
（二）通信隐患 3.网络隐患
有线通信，是利用导线传输电信号的通信 方式。
一是结构上的缺陷 二是现实上的漏洞 三是配置上的隐患
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二、计算机信息系统的泄密隐患
（三）软件隐患 1.操作系统隐患
目前的操作系统庞大，多达数千万行源代 码，这么大的软件不可能没有漏洞。但是用户 得不到它的源代码，无法对其进行分析和防护。
二是介质的剩磁效应
三是电磁波干扰
四是预置陷阱
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二、计算机信息系统的泄密隐患
（二）通信隐患 1.有线通信隐患
有线通信，是利用导线传输电信号的通信 方式。
一是串音泄密 二是架空明线载波辐射泄密
分组密码(全)
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分组密码的发展历史
二十世纪之前的密码算法
算法、密钥保密
二十世纪之后的密码算法
Kerckhoffs假设：密码分析者已有密码算法 及实现的全部详细资料. Kerckhoff假设蕴涵着密码的安全性完全依赖 于密钥.
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分组密码的发展历史
民用 不存在陷门 足够的安全强度 标准化通信需求
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分组密码的发展历史
1999年，NIST从提交的15个候选草案中 选取了5个优良的算法作为AES的候选算法： MARS、RC6、Rijndael、Serpent和 Twofish， 综合评价最终确定Rijndael算法为新的数据 加密标准，2001年12月正式公布FIPS197标准。 /aes
定义 一个分组密码体制(P, K, C, E, D)， 其中P=C={0,1}l ；K={0,1}t. 加密变换： E：P×K→C, 当k ∈K确定时，
Ek为P →C的一一映射.
解密变换： D: C×K →P, 当k ∈K确定时，
Dk为C →P的一一映射.
Dk·Ek=I
6
特点 明文、密文组长度为n，密钥长度为t，密钥量 为 2t 密文中的任一位数字与该组明文所有的数字均 有关 每组明文使用相同密钥加密 本质是{0，1，…，2n-1}集合上的自映射或置 换
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保密系统的安全性分析 及分组密码攻击手段
主动攻击：主动出击，先发制人
3. 选择明文攻击：密码分析者可得到所需要的任何 明文所对应的密文，这些密文与待解的密文是用同 一个密钥加密得来的. 4. 选择密文攻击：密码分析者可得到所需要的任何 密文所对应的明文，解密这些密文所使用的密钥与 解密待解的密文的密钥是一样的.
涉密计算机的操作及注意事项讲课文档
现在九页，总共十五页。
3 Part
涉密计算机操作流程
涉密信息导入
涉密信息输出
现在十页，总共十五页。
涉密计算机操作
现在十一页，总共十五页。
涉密计算机操作
现在十二页，总共十五页。
4
Part
注意事项
现在十三页，总共十五页。
涉密计算机使用注意事项
1.涉密计算机不得连接互联网或其他公共信息网； 2.涉密计算机不得使用无线键盘、无线鼠标、无线网卡等无线设备； 3.涉密计算机不得安装来历不明的软件和随意拷贝他人文件；
涉密计算机的操作及注意事项
现在一页，总共十五页。
目录
Contents
1 涉密计算机的定义 2 技术防护及安全保密产品
3 涉密计算机操作流程 4 注意事项
现在二页，总共十五页。
1 Part
涉密计算机的定义
什么是涉密计算机 与非密计算机的区分
涉密计算机数量
现在三页，总共十五页。
什么是涉密计算机
涉密计算机是运用采集、加工、存储、传输、检索等功能，处理涉及 国家秘密信息的计算机。 区分 非涉密计算机是指处理非涉密信息的计算机或连接互联网的计算机。
4.不得在非涉密计算机上存储、处理涉密信息和使用涉密移动存储介质； 5.不得在网站、网页上公开发布未经保密审查的信息，“上网不涉密，涉密
不上网“； 6.不得将涉密计算机、涉密移动存储介质交由无关人员使用和保管，或者在
涉密计算机上安装、拷贝来历不明的软件。
7.不得在涉密计算机和非涉密计算机之间交叉使用移动存储介质，或者在未
涉密计算机的数据加密设备和加密措施必须是经国家密码管理局批准 的加密设备和加密措施。 涉密计算机不得使用无线网卡、无线鼠标、无线键盘等具有无线互联 网功能的设备。
3 Part
涉密计算机操作流程
涉密信息导入
涉密信息输出
现在十页，总共十五页。
涉密计算机操作
现在十一页，总共十五页。
涉密计算机操作
现在十二页，总共十五页。
4
Part
注意事项
现在十三页，总共十五页。
涉密计算机使用注意事项
1.涉密计算机不得连接互联网或其他公共信息网； 2.涉密计算机不得使用无线键盘、无线鼠标、无线网卡等无线设备； 3.涉密计算机不得安装来历不明的软件和随意拷贝他人文件；
涉密计算机的操作及注意事项
现在一页，总共十五页。
目录
Contents
1 涉密计算机的定义 2 技术防护及安全保密产品
3 涉密计算机操作流程 4 注意事项
现在二页，总共十五页。
1 Part
涉密计算机的定义
什么是涉密计算机 与非密计算机的区分
涉密计算机数量
现在三页，总共十五页。
什么是涉密计算机
涉密计算机是运用采集、加工、存储、传输、检索等功能，处理涉及 国家秘密信息的计算机。 区分 非涉密计算机是指处理非涉密信息的计算机或连接互联网的计算机。
4.不得在非涉密计算机上存储、处理涉密信息和使用涉密移动存储介质； 5.不得在网站、网页上公开发布未经保密审查的信息，“上网不涉密，涉密
不上网“； 6.不得将涉密计算机、涉密移动存储介质交由无关人员使用和保管，或者在
涉密计算机上安装、拷贝来历不明的软件。
7.不得在涉密计算机和非涉密计算机之间交叉使用移动存储介质，或者在未
涉密计算机的数据加密设备和加密措施必须是经国家密码管理局批准 的加密设备和加密措施。 涉密计算机不得使用无线网卡、无线鼠标、无线键盘等具有无线互联 网功能的设备。
计算机安全与保密使用使用操作指南
安全事件案例分析
勒索软件攻击：介 绍如何预防和应对 勒索软件攻击，包 括及时更新系统和 软件、备份重要数 据等措施。
钓鱼攻击：介绍如 何识别和防范钓鱼 攻击，如不点击来 历不明的链接、谨 慎打开陌生人发送 的附件等。
恶意软件传播：介 绍如何避免恶意软 件的传播，如使用 正版软件、不随意 下载和安装不明软 件等。
Part Five
网络安全防护
防病毒软件的使用
安装防病 毒软件： 选择信誉 良好的防 病毒软件， 并确保其 更新到最 新版本
定期扫描： 定期对计 算机进行 全盘扫描， 确保病毒 库是最新 的
实时监控： 开启防病 毒软件的 实时监控 功能，确 保计算机 在运行时 受到保护
更新病毒 库：定期 更新病毒 库，确保 防病毒软 件能够识 别最新的 病毒
安全设置： 根据需要 设置防病 毒软件的 安全级别， 如高、中、 低等
备份数据： 定期备份 重要数据， 以防数据 丢失或损 坏
浏览器安全设置
启用HTTPS： 确保网站连接
安全
禁用 JavaScript： 防止恶意脚本
攻击
启用Cookie保 护：防止
Cookie被恶意 使用
启用隐私模式： 保护个人隐私 信息不被泄露
电源插座保护：使 用合格的电源插座 ，避免插座损坏和 漏电
硬件设备维护
定期检查硬件设备，确保 其正常运行
定期清理硬件设备，保持 清洁
定期更新硬件设备，确保 其性能稳定
定期备份硬件设备数据， 防止数据丢失
防止人为破坏与偷窃
确保计算机设备放置在安全 的地方，避免被人为破坏或 偷窃
定期检查计算机设备，确保 其完好无损
电子邮件安全
避免使用公共Wi-Fi发送敏感信息 使用加密邮件服务，如PGP或S/MIME 定期更改密码，并使用强密码
计算机安全保密讲义
计算机安全保密讲义保护计算机安全和保密性是当今社会中至关重要的事情。
随着计算机技术的快速发展，计算机安全问题也日益凸显。
在进行计算机网络、硬件设备、软件系统等方面的工作时，必须要重视保护计算机的安全和保密工作。
以下是一些关于计算机安全保密的基本知识和方法。
1. 密码保护密码是目前常用的保护计算机安全的方式之一。
在使用计算机时，尤其是在进行敏感信息的操作时，一定要使用复杂的密码。
密码应该由数字、字母和特殊符号组成，长度要足够长，避免使用容易猜到的密码，比如生日、电话号码等。
并且要定期更改密码，避免长期使用同一个密码。
2. 定期更新软件和系统软件和系统的漏洞是计算机遭受攻击的一个主要原因。
因此，定期更新软件和系统是必不可少的。
及时安装最新的安全补丁和更新，可以有效地提高计算机的安全性。
3. 使用防病毒软件和防火墙防病毒软件和防火墙可以有效地阻止病毒和恶意软件的入侵。
必须安装可靠的防病毒软件，并且定期更新病毒库。
同时，启用防火墙可以阻止未经授权的访问，提高计算机的安全性。
4. 谨慎使用外部设备和网络在使用外部设备和连接网络时，一定要谨慎小心。
不要随意接受来历不明的U盘、移动硬盘等外部设备，以免携带病毒。
在使用公共网络时，要尽量避免输入个人敏感信息，以免被窃取。
5. 远程访问和云存储远程访问和云存储可以方便地获取和存储数据，但同时也会带来安全隐患。
使用远程访问和云存储时，要采取必要的安全措施，比如使用加密传输和多重身份验证等方式，保护数据的安全。
总之，计算机安全保密工作是一项非常重要的工作。
只有采取科学合理的安全措施，才能有效地保护计算机的安全和保密性。
希望大家始终保持警惕，不断提高对计算机安全保密的重视程度。
在当今数字化时代，计算机安全保密是至关重要的。
计算机安全保密不仅仅关乎企业的商业机密和个人隐私，也涉及到国家的国家安全和公共利益。
因此，对于计算机安全保密的重视和防范措施是至关重要的。
6.加强员工教育在保障计算机安全方面，员工是至关重要的环节。
信息系统安全PPT课件
• 更全面的访问控制机制。
• 更严格的系统结构化设计。
• 更完善的隐通道分析。
• HFS公司的UNIX XTS-2000 STOP3.1E
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二、操作系统的安全评价
2、美国国防部的桔皮书（TCSEC）：
⑦ A1级：验证安全设计级
• 安全模型要经过数学证明 • 对隐通道进行形式化分析 • Honeywell公司 SCOMP、波音公司MLS LAN OS
注意：
• 分级的顶端是无限的，还可加入A2、A3级等。 • 每一级的安全性都包含前一级的安全性。
a
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二、操作系统的安全评价
2、美国国防部的桔皮书（TCSEC）：
A1
B3 B2 B1 C2 C1 D
a
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二、操作系统的安全级别
3、中国计算机信息系统安全保护等级划分准则：
（GB117859－1999）
身份鉴别 通过为用户提供唯一标识、计算机能够使用户对自己 的行为负责。计算机还具备将身份标识与该用户所有可审计行为 相关联的能力。
阻止客体重用 客体只有在释放且清除原信息后才让新主体使用 审计 计算机能创建和维护受保护客体的访问审计跟踪记录，
并能阻止非授权的用户对它访问或破坏。
a
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二、操作系统的安全级别
②立足国内，发展自己的操作系统。
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4
二、操作系统的安全评价
1、操作系统安全要求
一般对安全操作系统有以下要求： ① 安全策略：要有明确、严谨、文档齐全的安全策略 ② 标识：每个实体必须标识其安全级别 ③ 认证： 每个主体必须被认证 ④ 审计：对影响安全的事件，必须记录日志，并进行
审计。 ⑤ 保证：系统必须确保上述4项要求被实施 ⑥ 连续性保护：实现安全的机制必须是不间断地发挥作
计算机及网络使用中应注意的保密问题培训讲座课件PPT模板
பைடு நூலகம்
01
涉密计算机使用中应注意的保密问题 久而久之，他们不但会失去对汉语学习的兴趣，甚至还会产生畏惧心理，这些学生与其他学生之间的差距也就越来越大。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
➢ 运用采集、加工、存储、传输、检索 等功能，处理涉及国家秘密信息的计 算机通常称为涉密计算机。
➢ 涉密计算机要专机专用，在使用、管 理、维护等方面要严格区别于非涉密 计算机，禁止混用、乱用。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
购置用于处理涉密信息的计算机应特别注意：
（1）原则上应选购国产设备。如需选购进口计算机及设备，要
选购经国家有关主管部门检测认可和批准的计算机及设备；
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
严禁涉密计算机使用无线键盘、无线鼠标及其它无线互联的外围设备。
严禁使用具有无线互联功能的计算机处理 涉密信息。凡用于处理涉密信息的计算机 必须拆除具有无线联网功能的硬件模块。
严格禁止不采取任何保密措施，从互联网或其他公共信息网络直接向涉密计算机拷贝信息。
➢ 如果确因工作需要拷贝的，必须采用国家保密主 管部门批准的设备或认可的方式进行，目前，主 要是通过刻录光盘的方式进行，将要拷贝的资料 刻录到空白光盘中，再通过光盘将拷贝的资料复 制到涉密计算机上。
01
涉密计算机使用中应注意的保密问题 久而久之，他们不但会失去对汉语学习的兴趣，甚至还会产生畏惧心理，这些学生与其他学生之间的差距也就越来越大。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
➢ 运用采集、加工、存储、传输、检索 等功能，处理涉及国家秘密信息的计 算机通常称为涉密计算机。
➢ 涉密计算机要专机专用，在使用、管 理、维护等方面要严格区别于非涉密 计算机，禁止混用、乱用。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
购置用于处理涉密信息的计算机应特别注意：
（1）原则上应选购国产设备。如需选购进口计算机及设备，要
选购经国家有关主管部门检测认可和批准的计算机及设备；
久而久之 ，他们 不但会 失去对 汉语学 习的兴 趣，甚 至还会 产生畏 惧心理 ，这些 学生与 其他学 生之间 的差距 也就越 来越大 。
严禁涉密计算机使用无线键盘、无线鼠标及其它无线互联的外围设备。
严禁使用具有无线互联功能的计算机处理 涉密信息。凡用于处理涉密信息的计算机 必须拆除具有无线联网功能的硬件模块。
严格禁止不采取任何保密措施，从互联网或其他公共信息网络直接向涉密计算机拷贝信息。
➢ 如果确因工作需要拷贝的，必须采用国家保密主 管部门批准的设备或认可的方式进行，目前，主 要是通过刻录光盘的方式进行，将要拷贝的资料 刻录到空白光盘中，再通过光盘将拷贝的资料复 制到涉密计算机上。
计算机系统安全保密工作要点
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
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⑸ 技术手段与管理、教育相结合， 通过健全规章制度和加强思想教 育杜绝管理上的漏洞和工作人员 思想认识上的漏洞。 2、建立健全对要害部门部位办公 环境及涉密通信、办公自动化和 计算机信息系统的保密技术检查 监督管理体系。
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
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（二）保密技术工作的基本任务 1、建立具备对抗高科技窃密能力 的现代化保密技术防范体系。 通信、办公自动化和计算机信息 系统应解决好以下五个问题： ⑴ 物理链路的安全保密，通过采 用链路加密、专网技术和通信线 路管制的手段提高通信线路的安 全保密防护能力；
密级高，这些人员是保密工作的重点。
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
8
（四）新形势下保密工作的重要原则 实行保密工作与群众路线、保密部门
与业务部门相结合是新形势下保密工作 的重要原则。 （五）新形势下保密工作的根本出发点
依法管理国家秘密，不断提高技术防 范能力和现代化管理水平，更好地为社 会主义改革开放和现代化建设服务是新 形势下保密工作的根本出发点。
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
9
四、保密工作的形势 （一）进一步认清当前保密工作形势 1、政治多极化、经济全球化、法律全 球化、文化全球化、信息网络化（全 球化）。 2、窃密与反窃密斗争日趋尖锐激烈。 3、保密与交流界限划分越来越不清楚。 4、信息安全面临巨大挑战。
2021/3/11
二○○七年春季主体班教学
10
（二）进一步增强责任感和使 命感 1、天下并不太平，国内外敌对 势力亡我之心不死。 2、一些部门和同志对保密工作 的认识还不到位。 3、保密工作的管理还存在一些 漏洞。
第四讲文明上网健康成长---网络安全篇
第四讲文明上网健康成长---网络安全篇随着网络技术的普及与应用，网络的触角伸向社会的每一个角落，毋庸置疑，网络作为信息的载体，它给人类的社会生产力带来了巨大的飞跃。
“网络”已成了当今理解世界、走向世界的一扇快捷的窗户。
对未知世界充满好奇和探索精神的中学生一族，对网络更是情有独钟，一“网”情深。
不过“网络”在体现一个五彩缤纷的世界的同时，也打开了一个无限巨大的“垃圾场”的大门，对身心尚未成熟的中学生来说可谓“一半是馅饼，一半是陷阱”。
据北京市未成年犯的管教所的统计，在押的少年犯中，暴力性的犯罪占到65.8%。
而他们中的70%-80%都是直接或间接因为网络游戏走上犯罪的道路。
2009年10月2日晚上10点多60岁的吴阿婆惨遭杀害。
案发后，公安机关很快就将犯罪嫌疑人，14岁的付明抓获归案。
付明之所以要抢劫，是因为他和本村外号叫“十一叔”的男孩平时都沉迷上网，一次付明没钱，就向“十一叔”借钱，两人说好借86元，还90元。
付明很快就将借来的钱花光了，他没钱还债，就故意躲避。
10月2日晚上8点多，付明终于被“十一叔”发现，他叫付明还钱，同时递给他一把菜刀，叫付明无论用什么方法都要还他钱。
付明突然想到吴阿婆。
晚上10点20分，他见吴阿婆家桌球室没人了，就进去和吴阿婆说要用零钱换大面值钞票，等她拿钱时就上去抢。
抢到钱后，他用手指着天花板对吴阿婆说：阿婆，你上面是什么？吴阿婆抬头瞬间，付明拔出菜刀，朝阿婆的脖子猛砍下去。
顿时，吴阿婆鲜血流了一地。
付明慌忙逃离现场，到街上的网吧卫生间里把身上的血冲洗掉，然后呆在网吧看别人上网。
公安机关很快就将付明抓获归案，付明对自己的犯罪事实供认不讳。
10月23日，他被广西宾阳县检察院批准逮捕。
2009年12月25日凌晨4点，无锡锡山区羊尖镇宛山村发生的一宗血案打破了这个小村庄的寂静。
村里出了名的老实人陆某及其妻子被人用斧子砍倒在血泊中，陆某当场死亡，其妻子被凶犯砸开了脑壳，并挖去了眼睛。
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乘积密码：t个函数（密码）F1,…,Ft的复合， 其中每个Fi是一个换位或代替。如转轮机。 Feistel设计的Lucifer密码的代替-移位变换 P53 图4.1
Feistel加密过程
输入： 长为2w比特的明文分组 密钥k 输出： 长为2w比特的密文分组
4.1.1Feistel网络的特点
K1=PC-2(K)=? 00111101, 10001111, 11001101, 00110111, 00111111, 01001000 E(R0)=? 10000000, 00010111, 11111110 10000000, 11010100, 00000110 D=E(R0) K1=? 10111101, 10011000, 00110011, 10110111, 11101011, 01001110 D为S盒的输入： 101111-011001-100000-110011-101101-111110101101-001110
C:Compress
28
密钥
64
PC-1
56 28
C0
28
D0
28
循环左移
28
循环左移
28
C1
D1
28 28 28
K1 48
PC-2
56
28
循环左移
循环左移
C2
D2
28 28 28
K2 48
PC-2
56
28
循环左移 C16 PC-2
56 28
循环左移 D16
28
…
…
K16 48
4.2.4密钥变换
– PC-1：64位密钥去掉8的倍数位，通过置换 选择得到56位。
– 例：’57’＋’83’＝‘d4’ (57)16=(01010111)2→x6+x4+x2+x+1 (83)16=(10000011)2 →x7+x+1 ’57’＋’83’ →(x6+x4+x2+x+1)+(x7+x+1)= x7 +x6+x4+x2 →(11010100)2 ＝(d4)16
4.3.3AES的数学基础(2)
明文分组分为：L0，R0，数据的这两部分通过 n次循环处理后，再结合起来生成密文分组
第i轮循环都以上一轮循环产生的Li-1 和Ri-1 和K 产生的子密钥Ki作为输入。一般说来，子密钥 Ki 与K不同，相互之间也不同，它是用子密钥 生成算法从密钥生成的
4.1.1Feistel网络的特点
其方法是先对数据的右半部分应用循环函数F， 然后 对函数输出结果和数据的左半部分取异或(XOR) 循环函数对每次循环都有相同的通用结构，但由循环 子密钥Ki来区分 在置换之后，执行由数据两部分互换构成的交换
循环左移：56位分成各28位的两部分， 分别循环左移1或2位
计算:各轮移位次数之和为多少?
PC-2：从56位中选出48位，为 本圈子密钥
举例：K = 0xfedcba9876543210, 求K1
K: 11111110 11011100 10111010 10011000 01110110 01010100 00110010 00010000 PC-1(K): 00001111 00110011 01010101 11110101 01010011 00110000 1111 1111
– – – –
代数结构 密钥长度 圈数 S盒的设计准则 P65
4.3 高级数据加密标准AES
背景 AES的数学基础 AES加密算法描述 AES解密算法 算法评价 结论
4.3.1背景
现代计算机速度的迅速提高，使得只有56bit密钥的 DES算法的安全性面临着极大的挑战。 1997年，NIST公开征求AES（Advanced Encryption Standard）作为2001年以后的数据加密标准。 1998年8月，AES召开第一次候选会，确定15个算法 入围。 1999年3月， AES召开第二次候选会，有5个算法入围 （MARS, RC6, Rijndael, Serpent和Twofish）。 2000年10月，NIST选出由比利时的Joan Daemen和 Vincent Rijmen提交的Rijndael算法作为AES。 2001年夏天，NIST颁布新的信息处理标准（FIPS）， 将Rijndael算法Ri = Li-1F(Ri-1,Ki) •解密: Ri-1 = Li Li-1 = RiF(Ri-1,Ki) = RiF(Li,Ki)
•加密:
4.1.3Feistel网络的设计特点
分组大小：较大的分组意味着较强的安全性，但会降低加 密解密速度。64位的分组大小是合理的折中，几乎所有的 分组设计中都使用它 密钥大小：较大的密钥意味着较强的安全性，但会降低加 密解密速度。现代算法中最常用的是128位密钥 循环次数：本质是单一循环的不足，多重循环能够加强安 全性。典型的循环次数为16 子密钥生成算法：较大的复杂性会增大密钥分析的难度 循环函数：较大的复杂性意味着给密码分析带来更大的难 度
L 2=R 1
L15=R14 f
R
=L 15 14
f(R14,K15)
K 16 L 16=R 15
R
=L 16 15
f(R15,K16)
P55
IP -1 密文
P55
初始变换IP：在第一圈之前 逆初始变换IP-1：最后一圈之后
置换表中的每个元素表明了某个输入位在
64位输出中的位置。
DES 算 法 一 轮 迭 代 的 过 程
– 1984年9美国总统签署145号国家安全决策令(NSDD),命令NSA着手发 展新的加密标准,用于政府系统非机密数据和私人企事业单位.
• NSA宣布每隔5年重新审议DES是否继续作为联邦标准,1988年(FIPS461),1993年(FIPS46-2),1998年不再重新批准DES为联邦标准.
4.2.1数据加密标准算法DES
计算机安全保密第四讲
对称密钥算法
唐明 武汉大学计算机学院
本次课的内容
4.1 概述 4.2 数据加密标准算法DES 4.3 高级数据加密标准AES 4.4 联合分组密码
4.1 概述
分组密码：向量x到向量y上的一个映射
：x→y=(x) x=(x0,x1,…,xN-1), y=(y0,y1,…,yN-1)
– 8个小S盒，每个有6位输入和4位输出
–设输入为b1b2b3b4b5b6，则b1b6为行号， b2b3b4b5为列号
–例：S6的输入110011，行11（3），列 1001（9）处为14，输出为1110
P变换：换位操作
P变换的结果与上一圈的左半部分异或，称为 新的右半部分，开始下一圈
密钥变换
4.2 数据加密标准算法DES
背景
– DES是20年来全世界通用的标准算法。 – 20世纪70年代初期，非军事性的密码处于一种无序状态。 – 1972年，美国国家标准局NBS开始一项保护计算机和通信数据的项 目，其中一部分是要开发一个单独的标准保密算法。 – 1973年5月15日，NBS公开征集标准加密算法，并公布了设计要求
算法描述
– 算法概述：
– 每轮：
Li=Ri-1 Ri=Li-1⊕f(Ri-1, Ki) f将数据和密钥结合起来。
DES
加 密 算 法
明文 IP
Initial Permutation
R0
L0 f
K1 R 1=L 0 f(R 0,K 1) K2 R =L 2 1 f(R ,K ) 1 2
L1=R 0 f
4.2.5DES的加解密
加密过程：
L0R0IP(<64位明文>) FOR i=1 TO 16 Li Ri-1 Ri Li-1⊕f(Ri-1,Ki) <64位密文> IP-1(R16L16)
解密过程：
R16L16 IP(<64位密文>) FOR i=16 TO 1
<64位明文> IP-1(L0R0)
(P54)，未果。 – 1974年8月，NBS第二次征集算法，收到一份可选方案：基于IBM 在20世纪70年代初开发的LUCIFER算法的算法。 – 1976年，NBS指派两个工作组来评价该标准。 – DES在1976年11月23日被宣布为联邦标准，允许在非保密的政府通 信中使用。标准的官方描述在1977年1月15日颁布，6个月后生效。
4.3.2AES的数学基础(1)
有限域GF(28)上定义了4种运算：“+”、 “· ”、 “· X”和带系数的多项式乘运算“”。 对字节b，用多项式表示为： b7x7+b6x6+b5x5+b4x4+b3x3+b2x2+b1x+b0 “+”运算：两个字节相加，相当于字节的每一 位简单异或。
33 75H 40 41 74H 48 49 65H 56 57 72H 64
01110101, 01110100, 01100101, 01110010
k:
01110000, 01110010, 01101111, 01100111 01110010, 01100001, 01101101
IP(m): L0=? 11111111, 10111000, 01110110, 01010111 R0=? 00000000,11111111, 00000110, 10000011 Insert check sum into k: 01110001, 00111001, 10011010, 11101101 01110111, 10010011, 10000100, 11011011 PC-1(k): C0=? 11101100, 10011001, 00011011, 1011 D0=? 10110100, 01011000, 10001110, 0111