密码算法设计和实现61页PPT
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加密技术-PPT课件
（7）加密和解密不需要用两种不同的方法。
9
分组密码 的基本设 计思想— Feistel网 络
明 文 （ 2w 位 ）
L 0(w 位 )
⊕
第 1轮 L1
R 0(w 位 )
F
R1
⊕
F
第 ii 轮轮
Li
Ri
⊕
F
第 ni 轮轮
L in
R in
K1
子密钥
生成算法
Ki
Kn
L n+1
R n+1
密 文 （ 2w 位 ）
因为23×7=161= 1×160+1 ⑥公钥KU={7,187} ⑦私钥KR={23,187}
29
RSA
假设给定的消息为：M=88，则
加密:C = 88^7 mod 187 = 11 •解密:M = 11^23 mod 187 = 88
30
RSA
2、RSA的速度及安全性
硬件实现RSA比DES慢大约1000倍，软件 实现RSA比DES慢大约100倍。
2023最新整理收集 do something
第八讲 加密技术（二）
本讲知识点介绍
分组密码学的概念及设计思想 DES算法描述 对称密码的工作模式 RSA算法
2
教学目标
掌握DES算法、RSA算法的基本原理
3
分组密码概述
b1b2b3b4……….划分成长度为n的分组，一个 分组表示为：mi=（bj,bj+1,……bj+n-1），各 个分组在密钥的作用下，变换为等长的数字输 出序列ci=（xj,xj+1,xj+2,……xj+n-1）。
读读
36 School of Computer Science & Technology
9
分组密码 的基本设 计思想— Feistel网 络
明 文 （ 2w 位 ）
L 0(w 位 )
⊕
第 1轮 L1
R 0(w 位 )
F
R1
⊕
F
第 ii 轮轮
Li
Ri
⊕
F
第 ni 轮轮
L in
R in
K1
子密钥
生成算法
Ki
Kn
L n+1
R n+1
密 文 （ 2w 位 ）
因为23×7=161= 1×160+1 ⑥公钥KU={7,187} ⑦私钥KR={23,187}
29
RSA
假设给定的消息为：M=88，则
加密:C = 88^7 mod 187 = 11 •解密:M = 11^23 mod 187 = 88
30
RSA
2、RSA的速度及安全性
硬件实现RSA比DES慢大约1000倍，软件 实现RSA比DES慢大约100倍。
2023最新整理收集 do something
第八讲 加密技术（二）
本讲知识点介绍
分组密码学的概念及设计思想 DES算法描述 对称密码的工作模式 RSA算法
2
教学目标
掌握DES算法、RSA算法的基本原理
3
分组密码概述
b1b2b3b4……….划分成长度为n的分组，一个 分组表示为：mi=（bj,bj+1,……bj+n-1），各 个分组在密钥的作用下，变换为等长的数字输 出序列ci=（xj,xj+1,xj+2,……xj+n-1）。
读读
36 School of Computer Science & Technology
密码技术基础ppt课件
2
加密和解密
KD KE
M
C
加密
C
M
解密
加密
解密
M：明文 C：密文 KE：加密密钥 KD：解密密钥
3
● 密码技术为电子商务提供的服务： ● 秘密性 ● 不可否认性 ● 验证 ● 完整性
4
● 密码技术包括： ● 密码设计、密码分析、密码管理、验证
技术等内容。 ● 密码设计的基本思想是伪装信息，使局
23
3 DES算法 DES的产生-i
● 1973年5月15日, NBS开始公开征集标准加密算 法,并公布了它的设计要求:
(1)算法必须提供高度的安全性 (2)算法必须有详细的说明,并易于理解 (3)算法的安全性取决于密钥,不依赖于算法 (4)算法适用于所有用户 (5)算法适用于不同应用场合 (6)算法必须高效、经济 (7)算法必须能被证实有效 (8)算法必须是可出口的
33
DES的破译
● 1990年，以色列密码学家Eli Biham和Adi Shamir提出了差分密码分析法，可对DES 进行选择明文攻击。
● 线性密码分析比差分密码分析更有效
34
双重DES
● 对DES加密算法的改进，用两个密钥对明 文进行两次加密。
● 假设两个密钥是K1和K2，步骤是： ● 用密钥K1进行DES加密； ● 用K2对步骤1的结果进行DES解密。
17
● 将其按顺序分为5个字符的字符串： ● Itcan ● Allow ● Stude ● Ntsto ● Getcl ● Oseup ● Views
18
● 再将其按先列后行的顺序排列，就形成 了密文：
● C： IASNGOVTLTTESICLUSTEEAODTCU WNWEOLPS
加密和解密
KD KE
M
C
加密
C
M
解密
加密
解密
M：明文 C：密文 KE：加密密钥 KD：解密密钥
3
● 密码技术为电子商务提供的服务： ● 秘密性 ● 不可否认性 ● 验证 ● 完整性
4
● 密码技术包括： ● 密码设计、密码分析、密码管理、验证
技术等内容。 ● 密码设计的基本思想是伪装信息，使局
23
3 DES算法 DES的产生-i
● 1973年5月15日, NBS开始公开征集标准加密算 法,并公布了它的设计要求:
(1)算法必须提供高度的安全性 (2)算法必须有详细的说明,并易于理解 (3)算法的安全性取决于密钥,不依赖于算法 (4)算法适用于所有用户 (5)算法适用于不同应用场合 (6)算法必须高效、经济 (7)算法必须能被证实有效 (8)算法必须是可出口的
33
DES的破译
● 1990年，以色列密码学家Eli Biham和Adi Shamir提出了差分密码分析法，可对DES 进行选择明文攻击。
● 线性密码分析比差分密码分析更有效
34
双重DES
● 对DES加密算法的改进，用两个密钥对明 文进行两次加密。
● 假设两个密钥是K1和K2，步骤是： ● 用密钥K1进行DES加密； ● 用K2对步骤1的结果进行DES解密。
17
● 将其按顺序分为5个字符的字符串： ● Itcan ● Allow ● Stude ● Ntsto ● Getcl ● Oseup ● Views
18
● 再将其按先列后行的顺序排列，就形成 了密文：
● C： IASNGOVTLTTESICLUSTEEAODTCU WNWEOLPS
加密算法ppt
的报文。
保密通信系统的模型
密码分析
密码分析学是在不知道密钥的情况下，恢复出明文 的科学。密码分析也可以发现密码体制的弱点。
常见的密码分析攻击有四类：
唯密文攻击（ciphertext-only attack） 密码分析者有一 些密文，这些消息都是用一加密算法加密。 已知明文攻击（know-plaintext attack）密码分析这不仅 可以得到一些消息的密文，而且也知道这些消息的明文。 选择明文攻击（chosen-plaintext attack）分析这不但可 以得到一些消息的明文，而且它们可以选择被加密的明文。 如果分析员能够以某种方式让源系统向系统加入一条他所选 的消息，那么就有可能发生选择明文（choose-plaintext） 攻击。
只有相对较弱的算法才难以抵抗仅有密文的攻击。通 常可以设计加密算法来抵抗已知明文的攻击。
密码分析
由密码方案产生的密文满足下面的条件才是 计算机安全的方案： 解开密码的代价超过所加密的信息的价值。 解密所需的时间超过信息的有用生命期。
常见的蛮力攻击方法就是一直尝试各种可能 的密钥。
加密设备的位置
在使用加密的时候，需要确定对什么进行加密， 以及加密装置的位置。有两个选择：链路加密（ link encryption）和端到端加密（end-to-end encryption）。
链路加密：在每个易受攻击的通信链路的两端都 配备了加密设备。因此，所有通信链路上的通信 都是安全的。在大型网络中就需要大量的加密设 备。能提供高度的安全性。
旋转替换法
假设有一个由两个同心圆所组成的密码转盘，如下所示：
密码转盘图
旋转后的密码转 盘
古典加密技术分析
两个基本组成部分：替换与变换 (substitution and transposition)
保密通信系统的模型
密码分析
密码分析学是在不知道密钥的情况下，恢复出明文 的科学。密码分析也可以发现密码体制的弱点。
常见的密码分析攻击有四类：
唯密文攻击（ciphertext-only attack） 密码分析者有一 些密文，这些消息都是用一加密算法加密。 已知明文攻击（know-plaintext attack）密码分析这不仅 可以得到一些消息的密文，而且也知道这些消息的明文。 选择明文攻击（chosen-plaintext attack）分析这不但可 以得到一些消息的明文，而且它们可以选择被加密的明文。 如果分析员能够以某种方式让源系统向系统加入一条他所选 的消息，那么就有可能发生选择明文（choose-plaintext） 攻击。
只有相对较弱的算法才难以抵抗仅有密文的攻击。通 常可以设计加密算法来抵抗已知明文的攻击。
密码分析
由密码方案产生的密文满足下面的条件才是 计算机安全的方案： 解开密码的代价超过所加密的信息的价值。 解密所需的时间超过信息的有用生命期。
常见的蛮力攻击方法就是一直尝试各种可能 的密钥。
加密设备的位置
在使用加密的时候，需要确定对什么进行加密， 以及加密装置的位置。有两个选择：链路加密（ link encryption）和端到端加密（end-to-end encryption）。
链路加密：在每个易受攻击的通信链路的两端都 配备了加密设备。因此，所有通信链路上的通信 都是安全的。在大型网络中就需要大量的加密设 备。能提供高度的安全性。
旋转替换法
假设有一个由两个同心圆所组成的密码转盘，如下所示：
密码转盘图
旋转后的密码转 盘
古典加密技术分析
两个基本组成部分：替换与变换 (substitution and transposition)
密码的加密、演示课件.ppt
为了便于解码，以及解码的唯一性，这种单表加密 方法，一般要求明文字母和密文字母之间是一一对应的。 所以，总共可以有 26！~1026种不同的加密方法。 主要缺陷：字母出现频率不变
英文字母在文章中出现的概率是不同的。甚至是 非常悬殊的。
同一个字母在每一篇文章的出现频率当然不会完全 相同，但是还是相对比较稳定的。
第二个字母是o，从a到z要移动14位．明文的第二个字母用密钥14 的加法密码加密。
依次类推，密钥字codebreaking表示将明文中的前12个字母分别用 密钥为2、14、3、4 、 1 、 17 、 4 、 0、 10 、 8 、 13 、 6的加法 密码加密．
然后又重复使用密钥字．将以下的12个字母再依次用这些密码加 密．
如此反复使用．直到整篇文章被全部加密．
精品
维吉尼亚密码的破译1
采用多表密码之后，各个字母出现频率的差别被抹杀了。 但是，由于不同的密码表的更换是周期性的，仍然给破泽者留
下了可乘之机。 比如，上面的密钥字长度是12，密码表更换的周期是12如果知
道了这个周期。即使不知道密钥字，也能用破泽单表密码的方 法来破译它。 方法是：将密文的前12个宇母排为第一行，以下12个字母排成 第二行，在下面12个字母排成第三行，……，这样每一列上的 密码都是由同一个密钥加密的，每一列就变成了一个单表加法 密码
精品
维吉尼亚密码
自己想好一个英文单词作为密钥，比如，用codebreaking作密钥．
单词中的每个字母代表一个单表密码。比如，
第一个字母c，表示明文的a在密文中要变成c，向后移动了两位， 这就代表以2为密钥的加法密码。明文中的第一个字母要用这个加 法密码加密，用它向后移动2位后的字母代替。
密码PPT课件
四、 现代密码中的计算复杂
性理论基础
一个密码系统的安全性可以通过破译
该系统的最好算法的计算复杂度来度量。 复杂度理论是指处理算法难度的分类。而 算法难度则是指执行一个算法所需消耗资 源的一个测度，这里资源是指下列4种类型： ①基本操作的数目；②所耗费的时间；③ 需要的存储空间；④需要的硬件数量。
6.3 序列(流)密码
工作特性W(N)是一个由系统所提 供的“实际保密性能”的度量。两种 不同的密码体制可以有相同的惟一解 距离，但工作特性不一样。
一 个 好 的 实 际 保 密 系 统 ， 其 W(n) 曲线虚线部分要保持足够高，以防止 窃听者找出其解，或者要迅速使它取 足够大的值，以致当窃听者分析出其 解时，已经失去时效。
(4) 选择扩展运算E。它将右边每组 32bitRi-1扩展成每组48bit的输出，其扩展 规律是按照将右边32bit数据进行模4运算， 模4运算中周期为0和1的数据重复一次，周 期为2和3的数据不重复，这样32位中就有 一半16位要重复，加上原来的32位即 16+32=48，即可构成48位。
(5) 加密运算。将上面选择扩展运 算E输出的48bit明文数据与子密钥产生 器输出的48bit子密。
下面，我们将从推远交点增大 惟一解距离改善理论保密性能和提 高密码的工作特性的改善实际保密 性两个方面进一步探讨。
减少信源冗余度，总的说来可以 分为两类：一种是直接法，即采用信 源编码的方法直接消除信源的冗余。 另一类是间接法，即采用扩散与混淆 的方法将信源冗余度在更大的范围上 扩散开或者加以扰乱混淆，以实现间 接减少信源冗余度的目的。
6.1 密码学的基本概念
通信加密，从消息与信号的类型划分， 可分为数字加密与模拟加密两大类。
算法和程序设计60页PPT
举例
解题关键
►没有什么难度，关键是以下两点： ►1、掌握赋值覆盖的特点 ►2、草稿纸上细致的书写赋值经过
►2、PROGRAM EXAM1; ►VAR ► X,Y:BYTE; ►BEGIN ► READLN(X,Y); ► IF X>Y THEN WRITELN(X-Y) ELSE
WRITELN(Y-X); ►END. ►输入：24 36 ►输出：
►1、pascal编程基础 ►2、完善程序 ►3、算法专题
1、PASCAL编程基础知识
► 1、常量、变量 ► 2、数据类型（integer、real、byte、boolean、
char） ► 3、常用系统函数和运算符（trunc,mod,div） ► 4、三种基本程序结构、复合语句 ► For循环、while循环、repeat循环、循环嵌套以及配
总结算法基础上的求解
►1、第一次外循环结束时，i为1，s为1；以 而a[k]是原来1基础上加上k-1所得值，所以程 序实际在累加：
►1＋2＋3＋…＋10＝55
► 8、program test3; ► const ► n1=4;n2=5; ► var ► max,s,i,j,k,t:integer; ► a:array[1..n1,1..n2] of integer; ► begin ► for i:=1 to n1 do ► begin ► for j:=1 to n2 do read(a[i,j]); ► readln; ► end; ► s:=0; ► for j:=1 to n2 do ► begin ► max:=0; ► for i:=1 to n1 do ► if max<a[i,j] then max:=a[i,j]; ► s:=s+max; ► end; ► writeln(s); ► end.
数学实验--密码ppt课件
➢ 如此反复使用．直到整篇文章被全部加密．
.
15
维吉尼亚密码的破译1
➢ 采用多表密码之后，各个字母出现频率的差别被抹杀了。
➢ 但是，由于不同的密码表的更换是周期性的，仍然给破泽者留 下了可乘之机。
➢ 比如，上面的密钥字长度是12，密码表更换的周期是12如果知 道了这个周期。即使不知道密钥字，也能用破泽单表密码的方 法来破译它。
a –1(mod26) 1 9 21 15 3 19 7 23 11 5 17 25
.
22
怎样求模 m 倒数
即解方程 ax 1 (mod m)
定义 Euler 函数：
设 m 为一自然数，Zm中与m 互素的数的个
数称为m 的Euler 函数，记为 (m) 可借助软件
Euler 定理
Mathematica： Eulerphi[m]
.
8
字母 空白
E T O A N I R
概率 0.2 0.105 0.072 0.0654 0.063 0.059 0.055 0.054
字母 S H D L C F,U M P
概率 0.052 0.047 0.035 0.029 0.023 0.0225 0.021 0.0175
字母 Y,W
G B V K X J,Q,Z
➢ 秘密取定0到25的一个整数c。
➢ 将每个明文字母在英文字母表上向后移动c个位置， 得到的字母作为密文字母。
➢ 这样得到的密码叫做加法密码。
➢ 每个加法密码由一个整数c决定，猜出了c,就找到了 攻破这个密码的钥匙．c是加密和破译的关键，称 为密钥
➢ 如：我们前面将英文字母每个先后平移5位，这个5
就是密钥，得到的密码就是加法密码。
.
15
维吉尼亚密码的破译1
➢ 采用多表密码之后，各个字母出现频率的差别被抹杀了。
➢ 但是，由于不同的密码表的更换是周期性的，仍然给破泽者留 下了可乘之机。
➢ 比如，上面的密钥字长度是12，密码表更换的周期是12如果知 道了这个周期。即使不知道密钥字，也能用破泽单表密码的方 法来破译它。
a –1(mod26) 1 9 21 15 3 19 7 23 11 5 17 25
.
22
怎样求模 m 倒数
即解方程 ax 1 (mod m)
定义 Euler 函数：
设 m 为一自然数，Zm中与m 互素的数的个
数称为m 的Euler 函数，记为 (m) 可借助软件
Euler 定理
Mathematica： Eulerphi[m]
.
8
字母 空白
E T O A N I R
概率 0.2 0.105 0.072 0.0654 0.063 0.059 0.055 0.054
字母 S H D L C F,U M P
概率 0.052 0.047 0.035 0.029 0.023 0.0225 0.021 0.0175
字母 Y,W
G B V K X J,Q,Z
➢ 秘密取定0到25的一个整数c。
➢ 将每个明文字母在英文字母表上向后移动c个位置， 得到的字母作为密文字母。
➢ 这样得到的密码叫做加法密码。
➢ 每个加法密码由一个整数c决定，猜出了c,就找到了 攻破这个密码的钥匙．c是加密和破译的关键，称 为密钥
➢ 如：我们前面将英文字母每个先后平移5位，这个5
就是密钥，得到的密码就是加法密码。
密码技术PPT课件
20
2.3 对称密码体制
对称密码又分为流密码和分组密码。 流密码的中心思想是以尽可能简单的方 式来生成一个伪随机性尽可能好的周期 序列。流密码体制以简洁、快速的特点， 成为新一代移动通信的主流加密算法； 分组密码是将明文序列划分成等长的分 组，对每一组用同一加密算法和同一密 钥进行加密。
21
2.3 对称密码体制
密码分析学则是研究分析破 译密码的学问。密码分析学 和密码编码学构成了信息安
全的攻防体系
6
密码技术概述
由信息安全的攻防两个方面共同构筑了信息保密系 统的模型，如图所示
流密码
密码系统
单钥体制(对称 密码体制)
分组密码
双钥体制（非对称 密码体制或公钥体制）
7
密码技术概述 Eve
Alice
Bob
信息保密系统模型
2
第二章 密码技术
本章内容提要: 密码技术概述 古典密码体制 对称密码体制 非对称密码体制 椭圆曲线密码体制 密码技术应用案例 密码技术发展趋势
3
2.1 密码技术概述
密码技术的最原始目的是秘 密通信，即研究对于传输信息的 变换技术以避免第三方对于信息 的窃取。可以认为，密码学早在 公元前400多年就产生了。古人 有意识地使用一些简单的方法来 加密信息，以确保他们通信的机 密
解密算法 密钥（Key）
控制加密和解密 算处加法理密操，密密作分钥钥的别和数称解据为密密加码密员时组对所规明采则文用进的行一
5
密码技术概述
密码编码学是对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问， 以保护信息在传递过程中不
被敌方窃取、解读
密码学是研究信息系统安全保密的科学，它包含 两个分支，即密码编码学பைடு நூலகம்Cryptography）和密 码分析学（Cryptanalytics）。
2.3 对称密码体制
对称密码又分为流密码和分组密码。 流密码的中心思想是以尽可能简单的方 式来生成一个伪随机性尽可能好的周期 序列。流密码体制以简洁、快速的特点， 成为新一代移动通信的主流加密算法； 分组密码是将明文序列划分成等长的分 组，对每一组用同一加密算法和同一密 钥进行加密。
21
2.3 对称密码体制
密码分析学则是研究分析破 译密码的学问。密码分析学 和密码编码学构成了信息安
全的攻防体系
6
密码技术概述
由信息安全的攻防两个方面共同构筑了信息保密系 统的模型，如图所示
流密码
密码系统
单钥体制(对称 密码体制)
分组密码
双钥体制（非对称 密码体制或公钥体制）
7
密码技术概述 Eve
Alice
Bob
信息保密系统模型
2
第二章 密码技术
本章内容提要: 密码技术概述 古典密码体制 对称密码体制 非对称密码体制 椭圆曲线密码体制 密码技术应用案例 密码技术发展趋势
3
2.1 密码技术概述
密码技术的最原始目的是秘 密通信，即研究对于传输信息的 变换技术以避免第三方对于信息 的窃取。可以认为，密码学早在 公元前400多年就产生了。古人 有意识地使用一些简单的方法来 加密信息，以确保他们通信的机 密
解密算法 密钥（Key）
控制加密和解密 算处加法理密操，密密作分钥钥的别和数称解据为密密加码密员时组对所规明采则文用进的行一
5
密码技术概述
密码编码学是对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问， 以保护信息在传递过程中不
被敌方窃取、解读
密码学是研究信息系统安全保密的科学，它包含 两个分支，即密码编码学பைடு நூலகம்Cryptography）和密 码分析学（Cryptanalytics）。