第2章 信息加密技术
电子商务的信息加密技术
电子商务的信息加密技术在当今数字化的时代，电子商务已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
我们可以轻松地在网上购物、支付账单、进行金融交易等等。
然而，伴随着电子商务的快速发展，信息安全问题也日益凸显。
信息加密技术作为保障电子商务安全的重要手段，发挥着至关重要的作用。
信息加密技术，简单来说，就是将明文（原始的、未加密的信息）通过一定的算法和规则转换为密文（加密后的、难以理解的信息），只有拥有正确密钥的接收方才能将密文还原为明文。
这样，即使在信息传输过程中被第三方获取，也能保证信息的保密性和安全性。
在电子商务中，信息加密技术的应用场景十分广泛。
当我们在网上购物时，输入的信用卡信息、个人身份信息等敏感数据都需要进行加密处理，以防止被黑客窃取。
在电子支付过程中，加密技术确保了交易数据的完整性和真实性，防止数据被篡改或伪造。
此外，加密技术还用于保护电子商务平台的用户登录信息、数据库中的客户资料等重要数据。
目前，常见的电子商务信息加密技术主要包括对称加密和非对称加密两种。
对称加密是一种较为传统的加密方式，它使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称加密算法有 DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）、AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）等。
对称加密的优点是加密和解密速度快，效率高，适合对大量数据进行加密处理。
然而，它也存在一些缺点。
由于发送方和接收方需要共享相同的密钥，密钥的分发和管理就成为了一个问题。
如果密钥在传输过程中被窃取，那么加密信息的安全性就会受到威胁。
非对称加密则采用了一对密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开，任何人都可以使用公钥对信息进行加密，但只有拥有私钥的接收方才能解密。
常见的非对称加密算法有 RSA（RivestShamirAdleman）等。
非对称加密解决了对称加密中密钥分发的难题，但由于其加密和解密过程较为复杂，速度相对较慢，一般用于对少量重要数据的加密，如数字签名、密钥交换等。
现代加密技术
每一轮的处理过程
Li-1
Li
Ri-1
Ri
Li-1 g(Ri-1 , Ki)
分组长度 密钥长度 循环次数 子密钥算法 轮函数g
DES密码的安全性、实现速度取决于下列参数：
安全性 加解密速度
DES加密流程 64位明文初始置换 进行16轮置换与替代； 进行初始置换的逆置换 得到64位密文
传统密码学：用算法安全性来保证加密的安全性 现代密码学：用密钥安全性来保证加密的安全性 算法可以公开，可以被分析，可以大量生产使用算法的产品。破译者只知道算法而不知道密钥，则不能得到明文。(保险柜) 在现代密码学中加密和解密都依赖于密钥，密钥的所有可能值叫密钥空间。
算法是一些公式、法则或程序，规定了明文与密文之间的变换方法。 密钥可以看作是算法中的参数，即指示和控制明文与密文间变换的参数，也是唯一能控制明文与密文之间变换的关键，它由使用密码体制的用户随机选取。
Data
3A78
明 文
密 文
加密过程
解密过程
加密算法及密钥
解密算法及密钥
注意区分
加解密过程就是一组含有参数k的变换。设已知信息M，通过变换E（ Encryption ）得到密文C。即EK（M）=C，这个过程称之为加密，参数k称为加密密钥。解密算法D（ Decryption ）是加密算法E的逆运算，解密算法也是含参数k的变换。 DK（EK（M））=M.
第二章 现代加密技术
密码学（Cryptography） 是研究信息系统安全保密的科学，把有意义的信息编码为伪随机性的乱码，以实现信息保护的目的。 密码编码学，是研究密码体制的设计，对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学问。 密码分析学，是研究如何破解被加密信息的学问。
2.1 加密技术概述
《电子商务安全》第二章 密码技术及应用
2.1.1 对称密码系统 DES
DES（Data Encryption Standard）密码 系统是电子商务系统中最常用的对称密钥加密 技术。
它由IBM公司研制，并被国际标准化组织 ISO认定为数据加密的国际标准。
DES技术采用64位密钥长度，其中8位用 于奇偶校验，剩余的56位可以被用户使用。
公开密钥密码体制最大的特点是采用两个 不同的加密密钥和解密密钥，加密密钥公开， 解密密钥保密，其他人无法从加密密钥和明文 中获得解密密钥的任何消息，于是通信双方无 需交换密钥就可以进行保密通信。
(1) RSA密码系统
1976年，斯坦福大学电子工程系的两名学者Diffle 和Hellman在《密码学研究的新方向》一文中提出了公 钥密码的思想：若用户A有一个加密密钥ka,一个解密密 钥kb， ka,公开而kb保密，要求ka,的公开不至于影响kb 的安全。
1977年，麻省理工学院三位博士Rivest， ShБайду номын сангаасmir 和 Adleman设计一个RSA公开密钥密码算法。RSA密 码算法利用数论领域的一个关键事实：把两个大素数相 乘生成一个合数是件很容易的事，但要把一个大合数分 解为两个素数却十分困难。
公钥密码系统RSA
l）密钥的生成 ①任选两个秘密的大素数 p与q； ②计算n，使得 n=p×q>m，公开n； ③选择正整数e，使得e与ψ(n)=（p-1）（q－1）互素，公开 e，n和e便是用户公钥； ④计算d，使 e×d mod ψ(n) = l ，d保密，d便是用户私钥。
三重DES是DES算法扩展其密钥长度的一种方法， 可使加密密钥长度扩展到128比特（112比特有效）或 者192比特（168比特有效）。
第2章 密码学基础
明文是原始的信息（Plain text，记为P） 密文是明文经过变换加密后信息（Cipher（塞佛） text，记为C） 加密是从明文变成密文的过程（Enciphering，记为E） 解密是密文还原成明文的过程（Deciphering，记为D） 密钥是控制加密和解密算法操作的数据（Key，记为K）
非对称密钥体制
在非对称加密中，加密密钥与解密密钥不同，此时不需要通 过安全通道来传输密钥，只需要利用本地密钥发生器产生解密密 钥，并以此进行解密操作。由于非对称加密的加密和解密不同， 且能够公开加密密钥，仅需要保密解密密钥，所以不存在密钥管 理问题。非对称加密的另一个优点是可以用于数字签名。但非对 称加密的缺点是算法一般比较复杂，加密和解密的速度较慢。在 实际应用中，一般将对称加密和非对称加密两种方式混合在一起 来使用。即在加密和解密时采用对称加密方式，密钥传送则采用 非对称加密方式。这样既解决了密钥管理的困难，又解决了加密 和解密速度慢的问题。
2.2
密码破译
密码破译是在不知道密钥的情况下，恢复出密文中隐藏 的明文信息。密码破译也是对密码体制的攻击。 密码破译方法
1. 穷举攻击 破译密文最简单的方法，就是尝试所有可能的密码组合。经 过多次密钥尝试，最终会有一个钥匙让破译者得到原文，这个过 程就称为穷举攻击。
逐一尝试解密 密 文
解 密
错误报文
对称密钥体制
对称加密的缺点是密钥需要通过直接复制或网络传输的方式 由发送方传给接收方，同时无论加密还是解密都使用同一个密钥 ，所以密钥的管理和使用很不安全。如果密钥泄露，则此密码系 统便被攻破。另外，通过对称加密方式无法解决消息的确认问题 ，并缺乏自动检测密钥泄露的能力。对称加密的优点是加密和解 密的速度快。
2.3.1 对称加密技术
信息加密技术
一、加密技术
1. 2. 3. 4. 5.
密码学基础 对称加密算法 非对称加密体制 数据完整性机制 数字签名
二、密钥管理与证书
密码分配与管理 2. 数字证书
1.
学华软软件 学华软软件学 网络 术系
宏
1.1 密码学基础---加密和解密
KE
KD
M
加 密
C
C
解 密
M
加密(E) 加密 M：明文 ： C：密文 ： KE：加密密钥
双密钥，私钥保密， 公开密钥算法 ，双密钥，私钥保密，公钥公开 KE：加密密钥 KD：解密密钥 KE≠KD
A与B方传输信息： 与 方传输信息 方传输信息： 传输方A: 拥有（ 私钥 私钥， 公钥 公钥） 传输方 拥有（A私钥，B公钥） 传输方B: 拥有（B私钥 A公钥 私钥， 公钥） 传输方B: 拥有（B私钥，A公钥）
加密过程: 主要是重复使用混乱和扩散两种技术。 加密过程 主要是重复使用混乱和扩散两种技术。
混乱(Confusion)是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。 是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。 混乱 是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系 扩散(Diffusion)是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位。 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位。 扩散 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位
2．非对称密钥密码体制: （双密钥，私钥保密，公钥公开） ．非对称密钥密码体制 双密钥，私钥保密，公钥公开）
(1)不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥，极大地简 化了密 不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥， 不需要对密钥通信进行保密 钥管理。 钥管理。缺点是速度慢 （2）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 ）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 防抵赖等。 防抵赖等。
[网络与信息安全基础(第2版)][王颖,蔡毅][电子课件] (1)[28页]
![[网络与信息安全基础(第2版)][王颖,蔡毅][电子课件] (1)[28页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1458b6587c24028905fc325.png)
1.4.1 关于口令安全性（续1）
不要在不同系统上，特别是不同级别的用户上使用同一口 令。
为防止眼明手快的人窃取口令，在输入口令时应确认无人 在身边。
1.1.2 加强青少年的网络安全意识
1.2 什么是攻击
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4
收集信息的主要方式 攻击的主要手段 入侵仅发生在入侵行为完全完成，且入 侵者已进入目标网络内的行为称为攻击。但更为积极的观 点是：所有可能使一个网络受到破坏的行为都称为攻击。 即从一个入侵者开始在目标机上工作的那个时刻起，攻击 就开始了。
忽或者不配合，那么攻击者就有可能通过这台计算机，从 内部来攻击其他的计算机。
6. 保持简单（Simplicity） 尽量降低系统的复杂度，越复杂的系统越容易隐藏一些
安全问题，建议不要在一台服务器上配置超过两种以上的 应用。
1.5 安全操作系统简介
操作系统是信息系统安全的基础设施，在信息安全方面起 着决定性的作用。信息系统安全在硬件方面关键是芯片， 在软件方面关键是操作系统。本小节主要讨论操作系统方 面的安全问题。
1.2.4 攻击对象排名
主机运行没有必要的服务。 未打补丁的、过时的应用软件和硬件固件。 信息泄露，通过服务如Gopher、Finger、Telnet、SNMP、
SMTP、Netstat等。 盗用信任关系如Rsh、Rlogin、Rexec。 配置不当的防火墙或路由器ACL（Access Control List,访问
1.4.3 广域网安全
1．加密技术 2．VPN技术 3．身份认证技术
数据加密技术课后题
第二章数据加密技术一．选择题1.可以认为数据的加密和解密是对数据进行的某种变换,加密和解密的过程都是在( )的控制下进行的。
A.明文B.密文C.信息D.密钥2.为了避免冒名发送数据或发送后不承认的情况出现,可以采取的办法是( )A.数字水印B.数字签名C.访问控制D.发电子邮件确认3．数字签名技术是分开密钥算法的一个典型的应用，在发送端，它是采用（）。
对要发送的信息进行的数字签名，在接收端，采用（）进行签名验证。
A．发送者的公钥。
B。
发送都的私钥。
C．接收者的公钥。
D。
接收者的私钥。
4．心下关于加密说法，正确的是（）。
A．加密包括对称加密和非对称加密两种B．信息隐蔽是加密的一种方法。
C．如果没有信息加密的密钥，只要知道加密程序的细节就可以对信息进行解密。
D．密钥的位数越多，信息的安全性越高。
5、数字签名为保证其不可更改性，双方约定使用（）A、HASH算法B、RSA算法C、CAP算法D、ACR算法6、（）是网络通信中标志通信各方身份信息的一系列数据，提供一种在Tnternet上验证身份的方式。
A、数字认证B、数字证书C、电子证书D、电子认证7.数字证书采用公钥体制中，每个用户设定一把公钥，由本人公开，用它进行（）。
A.加密和验证签名B.解密和签名C.加密D.解密8.在公开密钥体制中。
加密密钥即（）。
A.解密密钥B.私密密钥C.公开密钥D.私有密钥9.SET协议又称为()A.安全套接层协议B.安全电子交易协议C.信息传输协议D.网上购和物协议10.安全套接层协议又称为()A.SETB. B.S-HTTPC.HTTPD. SSL二.填空题1．在实际应用中，一般将对称加密算法和公开密钥算法混合起来使用，使用__________ 算法对要发送的数据进行加密，而其密钥则使用__________算法进行加密，这样可以综合发挥两种加密算法的优点。
2．SSL协议的中文全称是_______________，英文全称是__________________。
聊天软件的隐私保护和信息加密技术解析
聊天软件的隐私保护和信息加密技术解析第一章背景引言聊天软件的兴起与发展，让人们的交流方式发生了革命性的改变。
然而，在这个信息爆炸的时代，用户隐私和信息安全成为了一个备受关注的问题。
本文将从隐私保护和信息加密技术两个方面来解析聊天软件的安全性能。
第二章隐私保护2.1 用户数据收集与使用许多聊天软件会收集用户的个人信息，如姓名、年龄、性别等。
这些数据的安全性和隐私保护是用户关注的重点。
优秀的聊天软件会明确告知用户数据的收集目的，并遵守相关隐私条款和法规，严格限制用户数据的使用范围，保证用户的隐私权益。
2.2 用户身份验证聊天软件往往需要用户登录或注册才能使用，而用户身份验证是确保软件安全性的重要环节。
采用强大的身份验证机制，如双因素认证、指纹识别等，能有效防止非法登录和账号信息被盗用的情况。
2.3 消息记录与保存聊天软件通常会记录和保存用户的聊天记录，这对于用户来说是非常重要的。
好的聊天软件应当提供可选择的消息记录保存设置，用户可以自主选择是否保存聊天记录，同时要保证保存的聊天记录存储在加密的数据库中，确保数据的安全与隐私保护。
第三章信息加密技术3.1 端到端加密端到端加密是保证聊天通信安全的核心技术之一。
它意味着聊天的两个终端之间的数据传输是通过加密的方式进行的，只有发送者和接收者可以解读信息的内容。
通过使用对称加密和非对称加密等技术手段，端到端加密能够有效抵御中间人攻击和信息窃取等威胁。
3.2 数据加密传输除了端到端加密，聊天软件还需要保证数据在传输过程中的安全性。
通常会采用SSL/TLS等协议来加密数据传输。
这样可以有效防止第三方窃听和截取用户的通信内容，确保用户的信息不会被泄露。
3.3 安全协议与算法安全协议和算法是聊天软件中保证信息安全的关键。
比如使用MD5、SHA-256等算法对密码进行哈希处理，提高密码的安全性；使用公钥加密算法和数字签名算法来验证身份和保护数据的完整性，确保信息不被篡改。
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相关数据内容进行验证，达到保密的要求，一般包括口令、
密钥、身份、数据等项的鉴别，系统通过对比验证对象输 入的特征值是否符合预先设定的参数，实现对数据的安全 保护。
2017/6/25
计算机网络安全
12
密钥管理
数据加密在许多场合集中表现为密钥的应用，以达到保密 的要求，因此密钥往往是保密与窃密的主要对象。密钥的 管理技术包括以下各环节上的保密措施： 密钥的产生 分配保存
I love you
J mpwf zpv
-为解密算法 1为解密密钥 解密过程
-1
名词解释：
明文(plaintext)：未被加密的消息。
密文(ciphertext)：被加密的消息。 密码算法：密码算法也叫密码(cipher),适用于加密和 解 密 的 数 学 函 数 .( 通 常 情 况 下 , 有 两 个 相 关 的 函 数： 一个用于加密,一个用于解密)。
公钥密码学是密码学一次伟大的革命
1976年,Diffie和Hellman 在“密码学新方向”一文中提出
使用两个密钥：公钥、私钥
公钥密码算法（public-key algorithm，也叫非对称算法）
公钥(证书) 认证中心 私钥(智能卡)
加密密钥
发方
解密密钥
收方
方案
明文
2017/6/25
&#
密文
计算机网络安全
&# 密文
方案 明文
17
数据加密标准DES算法
DES概述 DES的原理 算法主要步骤 DES的安全性 DES的特点
2017/6/25
计算机网络安全
18
Feistel密码结构：
2017/6/25
替换密码 置换密码 对称密钥密码(单钥密码) 非对称密钥密码(公钥密码) 流密码(序列密码)
分组密码
计算机网络安全 7
典型密码系统
公开信道 明文 明文 解密器 D 破译者
M
密文 加密器 E
C EKe (M)
M DKd (C )
加密密钥
Ke
解密密钥 Kd
发送方
2017/6/25 计算机网络安全
组成： 1.明文信息空间M（全体明文的集合） 2.密文信息空间C（全体密文的集合） 3.密钥空间K（全体密钥的集合K＝（Ke, Kd）） C f (M , Ke ) 4.加密算法E: M C 5.解密算法D： CM M f －1(C, Kd )
分类：
按执行的操作方式分 按密钥数量分 按明文处理方式
2017/6/25 计算机网络安全 26
加 密 算 法 图
初始置换(IP)
先将输入的明文按下图所示进行变换。然后将变换后的数据分左右两 组，每组32位长。
明文输入(64位) 58 60 62 64 57 59 61 63 50 52 54 56 49 51 53 55 42 44 46 48 41 43 45 47 34 36 38 40 33 35 37 39 26 28 30 32 25 27 29 31 18 20 22 24 17 19 21 23 10 12 14 16 9 11 13 15 2 4 6 8 1 3 5 7
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。
2017/6/25 计算机网络安全 22
DES 概述
1.DES算法的历史
DES是美国国家标准局NBS（后改名为美国国家标准技
术研究所即NIST）公开征集的一种用于政府部门及民间 进行计算机数据加密的密码算法。 DES是密码技术史上第一个广泛应用于商用数据保密的、 公开的密码算法，开创了公开密码算法的先例。 DES是分组乘积密码，它用56位密钥(密钥总长64位，其中 8位是奇偶校验位)将64位的明文转换为64位的密文。
2017/6/25
计算机网络安全
21
Feistel网络的特点
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。
2017/6/25
计算机网络安全
DES算法的特点
优点：加密和解密速度快，加密强度高，且算法公开。
缺点： 1）实现密钥的秘密分发困难，对于具有n个用户的网络，需要
n(n－1)/2个密钥。
2）密钥管理复杂 3）无法完成身份认证等功能，不便于应用在网络开放的环境中。
2017/6/25
计算机网络安全
35
2.4 非对称加密算法
密钥(56 位)
置换选 择2
密钥(48 位)
2017/6/25
计算机网络安全
33
密钥计算逻辑
64位密钥 置换选择1
C0(28位)
D0(28位) 循环左移 D1 (56位) 循环左移 置换选择2
循环左移 C1
循环左移 C16
K1 (48位)
D16 (56位)
置换选择2
K16 (4834 位)
更换与销毁
2017/6/25 计算机网络安全 13
数据加密算法
数据加密算法经历了以下三个阶段。 1）古典密码：包括替代加密、置换加密。
2）对称密钥密码：包括DES和AES。
3）非对称密钥密码：包括RSA 、背包密码、McEliece密
码、Rabin、椭圆曲线、EIGamal D_H等。
目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA 算法和PGP算法等。
返回
S盒替换
返回
返回
密钥计算
在64位密钥中，由于不考虑每个字节的第8位(校验位)，DES密钥由64位
减至56位。将这56位密钥分解成16个48位的子密钥，每个子密钥控制一
次迭代过程。每个子密钥参与加密或解密运算过程，从而直接影响到加
Hale Waihona Puke 密或解密变换的结果。密钥(64 位)
密钥(56位) 置换选 择1 循环左 移
加密系统：由算法以及所有可能的明文,密文和密钥组
成。
2017/6/25
计算机网络安全
4
加密 (encrypt), 解密 (decrypt) ：用某种方法伪装消息
以隐藏它的内容的过程称为加密；相反的过程叫解密。
密钥(key)：密钥就是参与加密及解密算法的关键数据。 没有它明文不能变成密文,密文不能明文。
DES仍然具有重要的参考价值，它对于掌握分组密码的基本理
论与设计思想具有重要意义。
2017/6/25 计算机网络安全 24
DES算法主要步骤
明文输入:
64位码
初始置换
乘积变换
逆初始置换
密文输出:
2017/6/25
64位码
计算机网络安全 25
DES
1)、初始置换： 其功能是把输入的64位数据块按位 重新组合,并把输出分为L0、R0两 部分,每部分各长3 2位,其置换规则 为将输入的第58位换到第一位,第 50位换到第2位……依此类推,最后 一位是原来的第7位。L0、R0则是 换位输出后的两部分，L0是输出 的左32位,R0是右32位,例:设置换前 的输入值为D1D2D3……D64,则经 过初始置换后的结果 为:L0=D58D50……D8; R0=D57D49……D7。 2)、逆置换： 经过16次迭代运算后,得到L16、 R16,将此作为输入,进行逆置换,逆 置换正好是初始置换的逆运算，由 此即得到密文输出。
2017/6/25
计算机网络安全
20
Feistel网络的特点
所有循环的结构都相同，置换在数据的左半部分进行，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。 解密过程与加密过程基本相同。规则如下：用密文作为算法的输入， 但以相反顺序使用子密钥Ki ，意味着加密和解密不需要用两种不同 的方法。
2017/6/25
计算机网络安全
10
数据存储加密技术
目的是防止在存储环节上的数据失密，可分为密文存储 和存取控制两种。 密文存储：加密算法转换、附加密码、加密模块； 存储控制 ：对用户资格、权限加以审查和限制。
2017/6/25
计算机网络安全
11
数据完整性鉴别技术
目的是对介入信息的传送、存取、处理的人的身份和
第2章 密码技术及应用
本章要点：
数据加密概述
古典密码算法
对称加密算法
非对称加密算法
报文鉴别
密钥管理
2017/6/25 计算机网络安全 1
2.1 数据加密概述
数据加密就是将密码学应用在数据传递过程中，保证
数据的安全性，其中：利用密码技术可以把某些重要
信息或数据从一个可理解的明文形式变换成为一种错
2.置换加密
3.一次一密
2017/6/25
每个密钥仅对一个消息使用一次
计算机网络安全 15
2.3 对称加密体制
算法 DES IDEA AES
发方 方案 明文 &# 密文 &# 密文
相同密钥
收方 方案 明文
2017/6/25
计算机网络安全
16
2.4 非对称加密体制
代表算法 RSA 椭圆曲线
接收方
8
加密技术分类
加密技术
数 据 传 输 加 密 技 术