密码学基础复习资料

1、 Kerchkoffs 原则

密码系统的安全性不应取决于不易改变的事物（算法），而应取决于改变的密钥。 2、 SP 网络

SP 网络就是由多重S 变换和P 变换组合成的变换网络，即迭代密码，它是乘积密码的一种，其基本操作是S 变换（代替）和P 变换（换位），前者称为S 盒，后者被称为P 盒，S 盒的作用是起到混乱作用，P 盒的作用是起到扩散的作用。 4安全机制

指用来保护系统免受侦听、阻止安全攻击及恢复系统的机制。 5加密算法

将明文变换为密文的变换函数，相应的变换过程称为加密，即编码的过程，通常用E 表示，即c=E k (p)。 6、数字签名的基本原理什么？

答：一个数字签名方案由两部分组成：带有陷门的公开签名算法和验证算法。公开签名算法是一个由密钥控制的函数。对任意一个消息x ，一个密钥k ，签名算法产生一个签名)(x sig y k

=签名很难伪造。验证算法),(y x ver 也是公开的，它通过true y x ver =),(或false 来验证签名。

7、密码学的五元组是什么？它们分别有什么含义？ 答：密码学的五元组是指：｛明文、密文、密钥、加密算法、解密算法｝。

明文：是作为加密输入的原始信息，即消息的原始形式，通常用m 或表示。

密文：是明文经加密变换后的结果，即消息被加密处理后的形式，通常用c 表示。

密钥：是参与密码变换的参数，通常用k 表示。

加密算法：是将明文变换为密文的变换函数，相应的变换过程称为加密，即编码的过程，通常用表示，即()k

c E p =。

解密算法：是将密文恢复为明文的变换函数，相应的变换过程称为解密，即解码的过程，通常用D 表示，即()k

p D c =。 8、为什么在密钥管理中要引入层次式结构？

答：层次化的密钥结构意味着以少量上层密钥来保护大量下层密钥或明文数据，这样，可保证除了主密钥可以以明文的形式

基于严格的管理受到严密保护外（不排除受到某种变换的保护），其他密钥则以加密后的密文形式存储，改善了密钥的安全性。层次化的密钥结构具有安全性强、可实现密钥管理的自动化的优点。 4、对数字签名的要求是什么？

(1)签名必须是依赖于被签名信息的一个位串模板，即签名必须以被签名的消息为输入，与其绑定；

(2)签名必须使用某些对发送者是唯一的信息。对发送者唯一就可以防止发送方以外的人伪造签名，也防止发送方事后否认； (3)必须相对容易地生成该数字签名，即签名容易生成； (4)必须相对容易地识别和验证该数字签名；

(5)伪造数字签名在计算复杂性意义上具有不可行性，既包括对一个已有的数字签名构造新的消息，也包括对一个给定消息伪造一个数字签名；

(6)在存储器中保存一个数字签名副本是现实可行的。 9、为什么序列密码的密钥不能重复使用？

答：序列密码是模仿的“一次一密”加密算法，其安全强度取决于密钥流生成器生成的密钥流的周期、复杂度、随机（伪随机）特性等，密钥的重复使用将导致其安全性降低。

10、设实数域上的椭圆曲线为x x y 363

2

－＝，令)5.8,5.2(),5.9,5.3(-=-Q P ＝。

计算Q P +。

解：将 x 1 = –3.5, y 1= 9.5, x 2= –2.5, y 2 = 8.5 代入椭圆曲

线加方程易得： X 3 = 7、 y 3 = 1。

因此：P + Q = (7, 1)。

11、设通信双方使用RSA 加密体制，接收方的公开密钥是（5,35），接收到的密文是10，求明文。

解：据题意知：e ＝5，n ＝35，C ＝10。 因此有：()()()()35574624n ϕϕϕϕ===⨯= ()1

1mod 5mod 245d e n ϕ--===

所以有：5

mod 10mod 355d

M C n ===。

12、画出分组密码算法的原理框图，并解释其基本工作原理。

分组密码原理框图

1210-t 1210-t

分组密码处理的单位是一组明文，即将明文消息编码后的数

字序列i

m m m m ,,,,2

1

划分成长为L 位的组()0121

,,,,L m m m m m -= ,各个长为L 的分组分别在密钥()0121

,,,,t k k k k k -= （密钥长为t ）的控制下变换成与明文组等长的一组密文输出数字序列()0121

,,,,L c c c c c -= 。L 通常为64或128。解密过程是加密的逆过程。 13、明文为cryptography is an applied science.假设密钥 是encry 。请用换位密码算法对其进行加密。

因此，密文为yripdn cohnii rgyaee paspsc tpalce

14、直接数字签名和可仲裁数字签名的区别是什么？

答：直接数字签名是只涉及到通信双方的数字签名。为了提供鉴别功能，直接数字签名一般使用公钥密码体制。

可仲裁数字签名在通信双方的基础上引入了仲裁者的参与。通常的做法是所有从发送方X 到接收方Y 的签名消息首先送到仲裁者A ，A 将消息及其签名进行一系列测试，以检查其来源和内容，然后将消息加上日期(时间戳由仲裁者加上)，并与已被仲裁者验证通过的签名一起发给Y 。仲裁者在这一类签名模式中扮演裁判的角色。前提条件：所有的参与者必须绝对相信这一仲裁机制工作正常。

15、为什么在密钥管理中要引入层次式结构？

答：层次化的密钥结构意味着以少量上层密钥来保护大量下层

密钥或明文数据，这样，可保证除了主密钥可以以明文的形式基于严格的管理受到严密保护外（不排除受到某种变换的保护），其他密钥则以加密后的密文形式存储，改善了密钥的安全性。层次化的密钥结构具有安全性强、可实现密钥管理的自动化的优点。