第2章 传统加密技术
2.0 Introduction
2.1 Symmetric Cipher Model（对称密码模型）
2.2 Substitution Techniques（代换技术）
2.3 Transposition Techniques （置换技术）
2.4 Rotor Machines （轮转机）
2.2.1 Caesar密码
一般化的恺撒加密算法为： C = E(k, p) =
(p + k) mod 26 一般化的恺撒解密算法为： p = D(k, C) = (C - k) mod 26
2.2.1 Caesar密码
可见，同样的明文，如果k的取值不同，那
么就会得到不同的密文。这个k就是这种密 码技术的密钥。因为k的取值最多只有25种， 所以这种密码技术在计算技术如此发达的 今天已经不再安全。但从这种技术中我们 可以了解它的加密思想，从而可以古为今 用。
2.2.1 Caesar密码
有记载表明，在古罗马就已经使用采用代换技术
的对称密码。据说有一位名叫Julius Caesar的 国王在作战时曾使用过一种密码技术（如今把这
种密码技术称为“凯撒密码”技术）。
2.2.1 Caesar密码
该密码技术的思路是这样的：将26个英文字 母a，b，c，…依次排列，z后面再接排a，b， c，…取移位间隔为3，将每个字母（明字符）由 与它间隔为3的字母来替代（密字符），由此构 成了一张明字符和密字符的对照表，称为密码表, 如下所示：
2.0 介绍
20世纪70年代是密码学发展的重要时期，有两件重 大事件发生。 其一，1976年11月23日，DES（Data Encryption Standard）算法被确认为联邦标准算法。 1998年正式退役。 其二，1976年11月，Diffie与Hellman发表了 一篇题为“New directions in cryptography”（密 码学新方向）的论文，开辟了公开密钥学的新领域， 成为现代密码学的一个里程碑。1978年， R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman实现了RSA公钥 密码体制，它成为公钥密码的杰出代表和事实标准， 至今仍是当今网络安全的基石。
2.1 对称密码模型
加密：C=E
k1
(P)
解密：P= D
k2
(C)= D
k2
(E
k1
(P))
加密算法：对明文进行加密时采用的一组 规则。 解密算法: 对密文进行解密时采用的一组规 则。 当K1与K2完全相同时，即是我们通常所说的 对称加密。 （注：算法一般都是公开的）
2.1.1 密码编码学
密码学(Cryptology) -研究信息系统安全保密的科学
Encryption、Decryption algorithm (加、解密算法) – 对明文(密文）进行加密（解密）时采用的一组规则 Secret Key (密钥) – 对加密与解密过程进行控制的参数
2.0 介绍
密码学发展历史
2.3.2.2 单表代换密码
单表代换密码容易被攻击，因为单字母替
代不会改变字母的频率，所以原始文字的 统计特征几乎被完整保留下来。 有两种主要方法可以减少代换密码里明文 结构在密文中的残留度：一种是对明文中 的多个字母一起加密；另外一种是采用多 表代换。
2.2.3 Playfair密码
采用多字母一起加密 最著名的密码体制是 Playfair密码，将明文 中的双字母组合作为 一个单元对待，并将 这些单元转换为密文 的双字母组合。例如 使用的密钥词是 monarchy，建立右 边所示矩阵： M C
a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
由密码表，取明文块M= network，相应的密文块 C=QHWZRUN。
2.2.1 Caesar密码
2.1.2 密码分析
理论上，除了一次一密的密码体制外，没有绝对 安全的密码体制。所以，称一个密码体制是安全 的，一般是指密码体制在计算上是安全的，即： 破译密码的代价超出密文信息的价值； 破译密码 的时间超出密文信息的有效生命期。
2.2 代换技术（substitution）
密码学的发展：
2.1.2 密码分析
根据密码分析者对明、密文掌握的程度，攻击主要可分为四种： 惟密文攻击（加密算法，要解密的密文） 已知明文攻击（加密算法，要解密的密文，用同一密钥加密的一 个或多个明密文对） 选择明文攻击（加密算法，要解密的密文，分析者任意选择的明 文，及对应的密文） 选择密文攻击（加密算法，要解密的密文，分析者有目的选择的 一些密文，以及对应的明文） 选择文本攻击 （加密算法，要解密的密文，分析者任意选择的 明文，及对应的密文，分析者有目的选择的一些密文，及对应的 明文，即为选择明文和选择密文的结合） 以上攻击威胁依次增大。一般地，加密算法起码要能经受得住已 知明文攻击才行
2.2.2 单表代换密码
先得有足够多的密文
• 几十个字母以上
• 明文得有明确的意义(古典算法时通常是这样的) 统计密文中各个字母的出现概率 结合明文的统计 • 猜测出现得最多密文字母对应明文字母e(或t、 a)，最少的是z(或j) • 猜测出现得最多密文字母双组是th
• 观察所谓的明文，并重试
2.2.1 Caesar密码
Caesar密码的三个重要特征使我们可以采用
穷举攻击分析方法： 1. 已知加密和解密算法。 2. 需测试的密钥只有25个。 3. 明文所用的语言是已知的，且其意义易于
识别。
2.2.2 单表代换密码
Caesar密码仅有25种可能的密钥，是远不 够安全的。通过允许26个字母任意代换， 密钥空间将会急剧增大。
2.1.2 密码分析
穷举法：就是对可能的密钥或明文的穷举。穷 举密钥时，用可能密钥解密密文，直到得到有意 义的明文，确定出正确的密钥和明文。穷举明文， 就是将可能的明文加密，将所得密文与截取的密 文对比，从而确定正确的明文。这一方法主要用 于公钥体制和数字签名。阻止穷举的方法有：增 加密钥的长度，在明文、密文中增加随机冗余信 息等等。 上述任何一种方法，如果攻击能成功地推导出 密钥，那么影响将是灾难性的：将会危及所有未 来和过去使用该密钥加密消息的安全。
2.0 介绍
诞生于公元前五世纪的斯巴达木卷，被认为 是最早的加密
2.0 介绍
如发送方要发送如下信息: send more troops to southern flank at eight am tomorrow(明早八点向南翼增兵) 于是将信息沿着木杖的方向写在缠绕在木杖 的腰带上 |S|E|N|D| |M|O|R|E| |T|R|O|O|
如果把字母表编码为0-25的数字(p27)，加密 算法可以如下表达，对于每个明文字母p，代 换成密文字母C：C = E(3, p) = (p + 3) mod 26
注意到k(移位间隔)的取值可以在1至25之间 变化，所以总共可以得到25个不同的密码表。 以上介绍的是k=3的一种情况。如果取k=5， 那么明文M=network加密后就变为密文 C=SJYBTWP。
2.1.2 密码分析
密码分析——密码分析是攻击者为了窃取机密信息
所做的事情攻击。密码体制的典型目标是恢复使 用的密钥，而不是仅仅恢复出单个密文对应的明 文。攻击传统的密码体制有两种一般的方法： 密码分析学： 这种攻击依赖于算法的性质和 明文的一般特征或某些明密文对。这种形式的攻 击企图利用算法的特征来推导出特别的明文或使 用的密钥。
|P|S| |T|O| |S|O|U|T|H|E|R|N| | |F|L|A|N|K| |A|T| |E|I|G|H| |T| |A|M| |T|O|M|O|R|R|O|W| |
然后展开腰带. 腰带上面的文字顺序就变成了下面的样子 SP T ESF N LA DTAM ON M KT OS OROAMEUTO T RTHERREIOORGWONH
密码编码学——具备以下三个独立特征： 转换明文为密文的运算类型：代换和置换。 代换是将明文中的每个元素(位、字母、位组、字 串)映射成另一个元素；置换是将明文中的元素重 新排列。这些运算都要求不能有信息丢失、即所有 运算是可逆的。
所用的密钥数：发送方和接收方使用相同密钥，称 为对称密码，否则，称为非对称密码。 处理明文的方法：分组处理或流式处理。
2.1 对称密码模型
密码体制：加密系统采用的基本工作方式，可以
用数学符号来描述：
S＝{ P, C, K, E, D }
其中，P-明文空间 E-加密变换
加密E C=Ek1(P)
k1
C-密文空间
K-密钥空间 k∈K，
D-解密变换
解密D P=Dk2(C)
k2
发方：P
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（公共信道） （秘密信道）
收方：P
密钥源
2.3.2.3 Playfair密码
（3）如果分割后的明文字母对在矩阵的同一 列中都出现，则分别用矩阵中其下方的字 母代替，列的最后一个字母由列的第一个 字母代替。 如mu加密为CM
2.0 介绍
1918年，William F.Friedman发表论文“The Index of Coincidence and Its Applications in cryptography)(“重合指数及其在密码学中的应 用”)。
1949年，Claude Shannon（香农）的论文 “The Communication Theory of Secrecy Systems)(“保密系统的通信理论”)奠定了密码 学的理论基础。
2.2.3 Playfair密码
《密码学与信息安全》复习提纲
《密码学与信息安全》复习提纲第1章引言安全攻击的两种类型。
被动攻击的概念。
主动攻击的概念。
常见的被动攻击和主动攻击各有哪些？安全服务包括哪些类型？安全机制分为特定安全机制和普遍的安全机制。
常见的特定安全机制主要有哪些？第2章传统加密技术对称加密方案的5个基本成分。
密码编码学系统对明文的处理方法。
攻击传统的密码体制的两种一般方法。
基于密码分析者知道信息的多少而产生的密码攻击的几种类型。
无条件安全的概念。
计算上安全的概念。
传统对称密码使用的两种技术。
单表代换密码的加密过程。
对单表代换密码的统计学攻击过程。
Playfair密码中密钥矩阵的构成方法。
Playfair密码的加密和解密过程。
Hill密码的加密和解密过程。
一次一密的概念。
实现一次一密的两个基本难点。
置换技术的概念。
转轮机的基本原理。
第3章分组密码和数据加密标准流密码与分组密码的区别。
乘积密码的概念。
混淆和扩散的概念及区别。
Feistel密码的典型结构。
其具体实现依赖于哪些参数？Feistel密码加密过程和解密过程的异同点。
数据加密标准DES的加密过程。
DES密钥的产生过程。
两种重要的密码分析方法：差分分析和线性分析。
Feistel密码的强度来自于三个方面：迭代轮数、轮函数、密钥扩展算法。
轮函数的三个设计标准：非线性、严格雪崩效应、位独立。
第5章高级加密标准三重DES的优缺点。
计时攻击和能量分析攻击的概念。
AES轮函数由四个不同的阶段组成：字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加。
高级加密标准AES的加密过程。
AES密钥的产生过程。
第6章对称密码的其他内容多重加密的概念。
对称密码有5种标准的工作模式：电子密码本、密文分组链接、密文反馈、输出反馈、计数器模式。
对双重DES进行中间相遇攻击的过程。
密文分组链接模式（CBC）对明文的处理过程。
密文反馈模式和输出反馈模式的区别。
设计流密码需要考虑的三个主要因素。
流密码RC4的密钥流产生过程。
密文窃取模式（CTS）对明文的处理过程。
网络安全原理与应用 第2章 密码学导论
26
主要内容
• • • • • • • 恺撒加密法 传统密码学基本原理 数据加密标准DES算法 三重DES算法 高级加密标准AES算法 RC4算法 加密操作模式
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传统密码学历史
• 传统密码学起源于古代的密码术。早在古罗马 时代恺撒大帝就采用“替代”方法加密自己发 布的命令，这种“替代”加密方法被称为“恺 撒加密法”。传统密码学的基本原理可以归结 为两条对数据处理的方法：替代和换位。 • 美国国家标准局(NBS)于1977年颁布的数据加 密标准(DES)是目前广泛应用的传统加密方法。 • 美国国家标准与技术学会(NIST)在2001年颁布 的高级加密标准(AES)将是未来取代DES的一 种加密方法。
15
加密系统的安全性(续3)
• 表2.1 典型常数和参数数量级别一览表
典型常数和参数 一年的秒钟数 数量级别 3.15×107
主频为3.0GHz的CPU的一年运转的时钟循环次数
56个比特长度的二进制数个数 64个比特长度的二进制数个数 80个比特长度的二进制数个数 128个比特长度的二进制数个数
9.46×1016
传统密码学概述
沈苏彬 南京邮电大学 信息网络技术研究所
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关键知识点
• • • • 传统密码学的基本原理是“替代”和“换位” 传统密码学的加密和解密采用同一个密钥 传统密码学的安全性很大程度上决定密钥长度 目前常用的传统密码学算法是DES算法，56比 特的DES算法并不安全。 • 未来拟采用的传统密码学算法是AES算法
30
通用凯撒密码算法
• W. Stallings将凯撒密码算法中的字母表移位数 从3扩展到任意数k < 26, 这样, 就可以得到通用 凯撒密码加密算法: C = E(p) = (p + k) mode 26 • 这样, 通用凯撒密码解密算法就可以表示为: p = D(C) = (C - k) mod 26 • 这里k就是通用凯撒密码的密钥. 由于k只有25 个可能取值, 所以, 在已知加密/解密算法下, 只 要尝试25种密钥, 就可以破译通用凯撒密码.
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
个人信息安全保护技术方案
个人信息安全保护技术方案第1章个人信息安全保护概述 (4)1.1 信息安全的重要性 (5)1.2 个人信息安全风险分析 (5)1.3 国内外个人信息安全保护现状 (5)第2章数据加密技术 (5)2.1 对称加密算法 (5)2.2 非对称加密算法 (5)2.3 混合加密算法 (5)2.4 数字签名技术 (5)第3章身份认证技术 (5)3.1 密码认证 (5)3.2 生物识别技术 (5)3.3 数字证书认证 (5)3.4 双因素认证 (5)第4章访问控制技术 (5)4.1 基于角色的访问控制 (5)4.2 基于属性的访问控制 (5)4.3 访问控制策略 (5)4.4 访问控制模型 (5)第5章网络安全技术 (5)5.1 防火墙技术 (5)5.2 入侵检测与防御系统 (5)5.3 虚拟专用网络 (5)5.4 网络安全协议 (5)第6章应用层安全技术 (5)6.1 Web安全 (5)6.2 移动应用安全 (5)6.3 邮件安全 (5)6.4 数据库安全 (5)第7章数据脱敏技术 (5)7.1 数据脱敏策略 (6)7.2 数据脱敏算法 (6)7.3 脱敏效果评估 (6)7.4 脱敏技术在企业中的应用 (6)第8章数据备份与恢复技术 (6)8.1 数据备份策略 (6)8.2 数据备份方法 (6)8.3 数据恢复技术 (6)8.4 备份与恢复技术在企业中的应用 (6)第9章安全审计技术 (6)9.1 安全审计概述 (6)9.3 安全审计工具 (6)9.4 安全审计在信息安全保护中的应用 (6)第10章安全协议技术 (6)10.1 安全协议概述 (6)10.2 SSL/TLS协议 (6)10.3 SSH协议 (6)10.4 安全协议在个人信息保护中的应用 (6)第11章恶意代码防范技术 (6)11.1 恶意代码概述 (6)11.2 计算机病毒防范 (6)11.3 木马防范 (6)11.4 勒索软件防范 (6)第12章应急响应与处理 (6)12.1 应急响应计划 (6)12.2 安全处理流程 (6)12.3 安全调查与分析 (6)12.4 安全防范策略与改进措施 (6)第1章个人信息安全保护概述 (7)1.1 信息安全的重要性 (7)1.2 个人信息安全风险分析 (7)1.3 国内外个人信息安全保护现状 (7)第2章数据加密技术 (7)2.1 对称加密算法 (7)2.1.1 数据加密标准（DES） (8)2.1.2 三重DES（3DES） (8)2.1.3 高级加密标准（AES） (8)2.2 非对称加密算法 (8)2.2.1 椭圆曲线加密算法（ECC） (8)2.2.2 RSA加密算法 (8)2.3 混合加密算法 (9)2.3.1 SSL/TLS协议 (9)2.3.2 SSH协议 (9)2.4 数字签名技术 (9)2.4.1 数字签名算法（DSA） (9)2.4.2 智能卡签名算法 (9)2.4.3 ECDSA (9)第3章身份认证技术 (9)3.1 密码认证 (9)3.2 生物识别技术 (10)3.3 数字证书认证 (10)3.4 双因素认证 (10)第4章访问控制技术 (10)4.1 基于角色的访问控制 (10)4.3 访问控制策略 (11)4.4 访问控制模型 (11)第5章网络安全技术 (11)5.1 防火墙技术 (11)5.2 入侵检测与防御系统 (12)5.3 虚拟专用网络 (12)5.4 网络安全协议 (12)第6章应用层安全技术 (13)6.1 Web安全 (13)6.1.1 SQL注入 (13)6.1.2 跨站脚本攻击（XSS） (13)6.1.3 跨站请求伪造（CSRF） (13)6.1.4 安全通信 (13)6.2 移动应用安全 (13)6.2.1 应用签名 (13)6.2.2 数据存储安全 (14)6.2.3 通信安全 (14)6.2.4 防止逆向工程 (14)6.3 邮件安全 (14)6.3.1 邮件加密 (14)6.3.2 反垃圾邮件 (14)6.3.3 防病毒 (14)6.4 数据库安全 (14)6.4.1 访问控制 (14)6.4.2 数据加密 (14)6.4.3 数据备份与恢复 (15)6.4.4 安全审计 (15)第7章数据脱敏技术 (15)7.1 数据脱敏策略 (15)7.1.1 静态脱敏策略 (15)7.1.2 动态脱敏策略 (15)7.1.3 差异化脱敏策略 (15)7.2 数据脱敏算法 (15)7.2.1 数据替换 (15)7.2.2 数据加密 (15)7.2.3 数据掩码 (16)7.2.4 数据变形 (16)7.3 脱敏效果评估 (16)7.3.1 数据可用性 (16)7.3.2 数据真实性 (16)7.3.3 数据一致性 (16)7.3.4 安全性 (16)7.4 脱敏技术在企业中的应用 (16)7.4.2 数据挖掘与分析 (16)7.4.3 应用测试与开发 (17)7.4.4 数据备份与归档 (17)第8章数据备份与恢复技术 (17)8.1 数据备份策略 (17)8.2 数据备份方法 (17)8.3 数据恢复技术 (17)8.4 备份与恢复技术在企业中的应用 (18)第9章安全审计技术 (18)9.1 安全审计概述 (18)9.2 安全审计方法 (18)9.3 安全审计工具 (19)9.4 安全审计在信息安全保护中的应用 (19)第10章安全协议技术 (20)10.1 安全协议概述 (20)10.2 SSL/TLS协议 (20)10.3 SSH协议 (20)10.4 安全协议在个人信息保护中的应用 (21)第11章恶意代码防范技术 (21)11.1 恶意代码概述 (21)11.2 计算机病毒防范 (21)11.3 木马防范 (22)11.4 勒索软件防范 (22)第12章应急响应与处理 (22)12.1 应急响应计划 (22)12.1.1 应急响应计划编制 (22)12.1.2 应急响应计划实施 (23)12.1.3 应急响应计划演练 (23)12.2 安全处理流程 (23)12.2.1 报告 (23)12.2.2 救援 (23)12.2.3 调查 (23)12.3 安全调查与分析 (24)12.3.1 调查 (24)12.3.2 分析 (24)12.4 安全防范策略与改进措施 (24)12.4.1 安全防范策略 (24)12.4.2 改进措施 (24)第1章个人信息安全保护概述1.1 信息安全的重要性1.2 个人信息安全风险分析1.3 国内外个人信息安全保护现状第2章数据加密技术2.1 对称加密算法2.2 非对称加密算法2.3 混合加密算法2.4 数字签名技术第3章身份认证技术3.1 密码认证3.2 生物识别技术3.3 数字证书认证3.4 双因素认证第4章访问控制技术4.1 基于角色的访问控制4.2 基于属性的访问控制4.3 访问控制策略4.4 访问控制模型第5章网络安全技术5.1 防火墙技术5.2 入侵检测与防御系统5.3 虚拟专用网络5.4 网络安全协议第6章应用层安全技术6.1 Web安全6.2 移动应用安全6.3 邮件安全6.4 数据库安全第7章数据脱敏技术7.1 数据脱敏策略7.2 数据脱敏算法7.3 脱敏效果评估7.4 脱敏技术在企业中的应用第8章数据备份与恢复技术8.1 数据备份策略8.2 数据备份方法8.3 数据恢复技术8.4 备份与恢复技术在企业中的应用第9章安全审计技术9.1 安全审计概述9.2 安全审计方法9.3 安全审计工具9.4 安全审计在信息安全保护中的应用第10章安全协议技术10.1 安全协议概述10.2 SSL/TLS协议10.3 SSH协议10.4 安全协议在个人信息保护中的应用第11章恶意代码防范技术11.1 恶意代码概述11.2 计算机病毒防范11.3 木马防范11.4 勒索软件防范第12章应急响应与处理12.1 应急响应计划12.2 安全处理流程12.3 安全调查与分析12.4 安全防范策略与改进措施第1章个人信息安全保护概述1.1 信息安全的重要性在当今信息时代，信息技术已经渗透到我们生活的方方面面，个人信息安全问题日益凸显。
03344《信息与网络安全管理》大纲(含实践)
苏州大学编（高纲号 0663）一、课程性质及其设置目的与要求（一）课程性质《信息与网络安全管理》课程是江苏省高等教育自学考试“电子政务”专业（本科段）的一门重要的专业必修课程，其任务是培养电子政务专业人才掌握信息安全技术的理论知识和实际技能。
《网络与信息安全教程》一书共分为12章，各章节的主要内容安排为：第一章为绪论；第2章是信息安全的基础理论；第3~7分别为：传统密码体系、序列密码、分级密码体系、公钥密码体系、现代网络高级密码体系；第8章为密钥管理技术；第9章介绍网络通信安全保密技术与实现；第10~12章依次为：计算机网络系统集成安全技术、网络安全测试工具与应用技术、电子商务协议与安全管理。
（二）设置本课程的目的面对严重的网络与信息安全威胁，加速培养电子政务领域的网络与信息安全人员的防范意识已经刻不容缓。
设置《网络与信息安全教程》课程的目的：使应考者比较全面、系统地掌握网络与信息安全的理论和实践知识，包括：网络信息安全的现状、规律和发展；信息安全基本理论、安全基础设施、安全技术与应用以及安全政策和管理。
（三）学习本课程和基本要求通过本课程的学习，能让应考者较好地认识和解决电子政务系统中的信息安全问题，具体要求为：1、需掌握相关的计算机知识，如计算机基础理论、操作系统、网络技术、密码学等。
2、理论与实践相结合，即将所学的相关信息安全知识与实际的电子政务系统信息安全相结合。
3、由于密码学中的加密算法是基于复杂的数学理论，对于电子政务专业的应考者只要求大概理解，不作深入学习。
二、课程内容与考核目标第1章绪论（一）课程内容本章从最基本的信息与网络安全概念出发，侧重围绕信息安全基本概念、网络信息安全体系以及网络信息安全发展等问题进行介绍。
（二）学习目的与要求通过本章的学习，掌握网络信息安全的基本概念。
（三）考核知识点与考核要求1、领会：密码理论、加密技术、消息鉴别与身份认证、安全协议、密钥管理、操作系统安全、数据库安全、病毒防护、电子商务安全。
3.2传统加密方法(补充)
2 密码学发展－－第三阶段大事记
80年代出现“过渡性”的“Post DES”算法,如 IDEA,RCx,CAST等 90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael,RC6, MARS, Twofish, Serpent等出现 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 2001年Rijndael成为DES的替代者 2004年著名的MD5算法被中国的王小云破译
3 密码学的基本概念－－加密函数分析
----从加密函数的角度理解密码体制的概念----
加密函数: Eke : M C 将明文m加密为密文c,即 其 (1) 定义域c 是E明ke文(m空) 间M;
(2) 值域是密文空间C; (3) 加密函数就是加密算法;
(4) 控制参数 ke 就是加密密钥
3 密码学的基本概念－－脱密函数分析
（可信、不可信第三方）、敌手也叫攻击者
3 密码学的基本概念－－信息传输过程中的攻击例子
窃听：对传输的信息的攻击
A：信源 发送方
C：敌手 攻击者
B：信宿 接收方
3 密码学的基本概念－－信息传输过程中的攻击例子
对窃听的防护：加密技术
加密
脱密
A：信源 C：敌手
B：信宿
3 密码学的基本概念－－基本概念
(1) 简单替代密码 ❖ 简单替代的就是明文的一个字母，用相
应的密文字母代替。规律是根据密钥形 成一个新的字母表，与原明文字母表有 相应的对应关系。
❖ 典型的一种替代密码是凯撒密码，又叫循环移 位密码。其加密方法就是将明文中的每个字母 都用其右边固定步长的字母代替，构成密文。
❖ 例如：步长为4，则明文A、B、C、…、Y、Z 可分别由E、F、G、…、C、D代替。如果明 文是“about”，则变为密文“efsyx”，其密 钥k=+4。两个循环的字母表对应。
网络安全(6)加密技术PPT课件
a b c d ………….w x y z
z y x w …………. d c b a 3、步长映射法。
a b c d ………….w x y z
单表替代密码
单表替代密码的一种典型方法是凯撒 （Caesar）密码，又叫循环移位密码。它的 加密方法就是把明文中所有字母都用它右边 的第k个字母替代，并认为Z后边又是A。这 种映射关系表示为如下函数：
①传统方法的计算机密码学阶段。解密是加密的简单 逆过程，两者所用的密钥是可以简单地互相推导的， 因此无论加密密钥还是解密密钥都必须严格保密。 这种方案用于集中式系统是行之有效的。
②包括两个方向：一个方向是公用密钥密码（RSA）， 另一个方向是传统方法的计算机密码体制——数据 加密标准（DES）。
3．什么是密码学？
密码学包括密码编码学和密码分析学。密码体 制的设计是密码编码学的主要内容，密码体制的破 译是密码分析学的主要内容。密码编码技术和密码 分析技术是相互依存、相互支持、密不可分的两个 方面。
加密包含两个元素：加密算法和密钥。
加密算法就是用基于数学计算方法与一串 数字（密钥）对普通的文本（信息）进行 编码，产生不可理解的密文的一系列步骤。 密钥是用来对文本进行编码和解码的数字。 将这些文字（称为明文）转成密文的程序 称作加密程序。发送方将消息在发送到公 共网络或互联网之前进行加密，接收方收 到消息后对其解码或称为解密，所用的程 序称为解密程序。
教学内容： 6.1、加密技术概述 6.2、传统加密技术 6.3、单钥密码体制 6.4、双钥密码学体制 6.5、密钥的管理 6.6、加密软件PGP 6.7、本章小结 6.8、习题
❖ 学习目标： ❖ 1、理解加密技术的基本概念 ❖ 2、掌握单钥密码体制和双钥密码学体制 ❖ 3、了解秘要的管理和加密软件的应用
密 码 技 术
1.2.2 变换密码
换位有时也称为排列，它不对明文字母进行变换， 只是将明文字母的次序进行重新排列。它的密钥 必须是一个不含重复字母的单词或短语，加密时 将明文按密钥长度截成若干行排在密钥下面，按 照密钥字母在英文字母表中的先后顺序给各列进 行编号，然后按照编好的序号按列输出明文即成 密文。
1.3.1 DES算法
数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）是由IBM 公司研制的加密算法，于1977年被美国政府采用，作为商业和 非保密信息的加密标准被广泛采用。尽管该算法较复杂，但易 于实现。它只对小的分组进行简单的逻辑运算，用硬件和软件 实现起来都比较容易，尤其是用硬件实现使该算法的速度快。
TDEA使用3个密钥，按照加密→解密→加密的次序执 行3次DES算法。
TDEA3个不同的密钥总有效长度为168比特，加强了 算法的安全性。
1.3.2 IDEA算法
国际数据加密算法IDEA是瑞士的著名学者提出的。 IDEA是在DES算法的基础上发展起来的一种安全 高效的分组密码系统。 IDEA密码系统的明文和密文长度均为64比特，密 钥长度则为128比特。其加密由8轮类似的运算和 输出变换组成，主要有异或、模加和模乘3种运算。
密钥长度越大，安全性也就越高，但相应的计算机速 度也就越慢。由于高速计算机的出现，以前认为已经 很具有安全性的512位密钥长度已经不再满足人们的 需要。1997年，RSA组织公布当时密钥长度的标准 是个人使用768位密钥，公司使用1024位密钥，而一 些非常重要的机构使用2048位密钥。
1.4 加密技术的典型应用
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一个较为成熟的密码体系，其算法应该是公开的，而 密钥是保密的。
在加密系统的设计中，密钥的长度是一个主要的设计 问题。一个2位数字的密钥意味着有100种可能性，一 个3位数字的密钥意味着有1000种可能性，一个6位数 字的密钥意味着有100万种可能性。密钥越长，加密 系统被破译的几率就越低。
《网络安全基础》课程教教学大纲
四川电大省开大专电子商务专业《网络安全基础》课程教课纲领责任教师乔兴媚第一部分纲领说明一、课程的性质和任务《网络安全基础》课程是四川电大省开（专科）电子商务专业选修的一门课程。
学生在学习本课程以前应当具备计算机系统和计算机网络的预备知识。
本课程的任务是1．使学生对网络安全技术从整体上有一个较全面的认识。
2．认识目前计算机网络安全技术面对的挑战和现状。
3．认识网络安全技术研究的内容，掌握有关的基础知识。
4．掌握网络安全系统的架构，认识常有的网络攻击手段，掌握入侵检测的技术和手段。
5．认识网络安全应用领域的基础知识。
总之，学习完本课程后，学生应当拥有较系统的网络安全知识，并在实质应用时具备必定的防备非法入侵、保护系统安全性的能力。
二、先修课要求计算机网络知识、计算机操作三、课程特色和教课要求因为网络安全波及的知识范围很广，新的技术也不停出现，所以在重申基本观点和基来源理、侧重叙述基本安全技术和安全系统架构的基础上，还应增强理论联系实质，突出各项技术的适用性。
四、课程教课要求的层次1．掌握：要修业生可以全面掌握所学内容和方法，深入理解其科学内涵，并可以用所学方法剖析问题。
2．理解：要修业生可以较好地理解所学识题和方法，并能进行简单的剖析和判断。
3．认识：要修业生可以一般地认识所学内容, 不作查核要求。
第二部分教课媒体使用和教课过程建议一、学时分派课程教课总学时54 学时， 3 学分教学内容第一章网络基础知识与因特网第二章操作系统与网络安全课内学时8 学时4 学时第三章网络安全概括8 学时第四章计算机系统安全与接见控制 4 学时第五章数据库系统安全 5 学时第六章计算机病毒的防治8 学时第七章数据加密 4 学时第八章防火墙技术 5 学时第九章网络站点的安全8 学时共计54 学时二、课程教材主教材：《计算机网络安全基础》，袁津生、吴砚农编著，人民邮电第一版社第一版，2002 年 2 月。
三、教课反应经过信函、电子邮件、传真或电话联系。
第2章密码学方法密码学方法
陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法10加密解密明文密文原始明文密钥密钥明文密文Ø明文（Plaintext ）：消息的初始形式；Ø密文（CypherText ）：加密后的形式Ø记：明文记为P陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法19•英文字母E 是使用最多的字母•然后是T、R、N、I、O、A、S •其它字母的使用比较少•使用最少的J、K、Q、X、Z转轮密码－密码机使密码分析变得极SIGABA陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法28陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法DES 加密算法的一般描述交换左右32比特逆置换IP -1置换IP子密钥56bit 密钥64bit 密文64bit 明文初始置换IP 和初始逆置换IP -1预输出作为输入置换置换陈家琪网络安全技术－第2章MIP(M)=(m 58 ,m 50 ,…)=(m'1 ,m'陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法多重DES －两重DES双重DES 加密逻辑双重DES 解密逻辑陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法45加密逻辑解密逻辑陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法51Ø公钥私钥陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法53公钥私钥单向陷门函数Ø单向函数1.给定x ，计算y=f(x) 是容易的；2.给定y , 计算x= f -1(y) 是不可行的（困难）。
Ø单向陷门函数•如果存在辅助信息k ，使得计算x= f -1(y) 又变得容易。
k 被称为陷门信息。
网络安全技术－第2章密码学方法和密钥(d)。
利用VC++6.0实现核心算法，如网络安全技术－第2章密码学方法网络安全技术－第2章密码学方法RSA 算法的程序实现击按钮“产生RSA 密钥对”，在出现的对产生素数p 和素数q ，如果产生100位长度的p 约分别需要10秒左右，产生的素数如图所示。
陈家琪网络安全技术－第2章密码学方法网络安全技术－第RSA算法的程序实现Ø在主界面选择一个文件，并导入“模n.txt ”文件到RSA 模文本框，导入“私密.txt ”文件或者“公密.txt ”，加密如果用“私密.txt ”，那么解密的过程就用“公密.txt ”。