密码学及安全应用10全解
密码学在信息安全中的重要性与应用分析
密码学在信息安全中的重要性与应用分析咱们现在生活的这个时代啊，信息就像空气一样无处不在。
从早上睁开眼拿起手机看新闻，到晚上睡觉前在网上买买东西，信息在咱们的生活里到处“溜达”。
可这信息要是没被好好保护，那麻烦可就大了！这时候，密码学就像一个超级英雄一样登场啦！就说我前阵子遇到的一件事吧。
我有个朋友，特别喜欢在网上分享自己的生活点滴，什么好看的风景照啦，好吃的美食啦，统统都往社交平台上发。
可有一天，她突然发现自己的一些私人照片居然出现在了一个陌生的网站上，这可把她给吓坏了！后来一查才知道，原来是她的账号密码太简单，被不法分子给破解了，然后盗用了她的照片。
从那以后，她可算是明白了保护个人信息的重要性，也开始对密码学产生了浓厚的兴趣。
密码学到底是啥呢？简单来说，它就是一门研究如何保护信息安全的学问。
想象一下，咱们的信息就像是一个宝藏，而密码学就是那把守护宝藏的神秘钥匙。
它通过各种复杂的算法和技术，把咱们的信息进行加密，让那些别有用心的人就算拿到了也看不懂。
在信息安全这个大战场上，密码学的重要性那可是毋庸置疑的。
比如说，在网络通信中，如果没有密码学，咱们发的每一条消息都可能被别人偷看。
就像你给朋友发个“今晚咱们去吃火锅”，结果被坏人知道了，提前在火锅店门口等着你，多可怕呀！还有在电子商务领域，咱们在网上买东西，输入的银行卡密码、支付密码等等，要是没有密码学的保护，那咱们的钱说不定就稀里糊涂地没了。
而且啊，现在很多企业都有自己的商业机密，要是这些机密信息被竞争对手拿到了，那企业可就惨了。
所以，密码学就像是企业的“保镖”，保护着企业的核心利益。
那密码学在实际生活中都有哪些应用呢？首先就是咱们熟悉的网络登录。
每次咱们输入用户名和密码，其实就是在使用密码学的技术。
系统会对咱们输入的密码进行验证，只有密码正确，才能让咱们进入。
还有电子邮件。
当咱们发送一封邮件时，邮件内容会被加密，只有收件人用正确的密钥才能解密查看，这样就保证了邮件的保密性和完整性。
密码学在生活中的应用
密码学在生活中的应用
密码学在生活中有许多应用，包括但不限于以下几个方面：
1. 网络安全：密码学在网络安全中起着重要的作用。
例如，在网上购物时，使用SSL（Secure Sockets Layer）协议可以加密你的信用卡信息，以防止黑客窃取。
另外，密码学还可以用于身份验证、数据加密和数字签名等方面，保护用户和企业的网络安全。
2. 移动支付：移动支付是现代生活中越来越常见的支付方式之一。
密码学的技术可以保证移动支付的安全性，确保用户的支付信息不会被黑客窃取。
3. 数字版权保护：数字版权保护是保护数字内容权益的重要手段之一。
密码学的技术可以用于数字版权保护，例如通过数字水印和数字版权管理系统来保护音乐、电影和数字书籍等数字内容的合法使用。
4. 密码存储：密码学的技术可以用于密码的安全存储。
例如，当我们在手机或电脑上保存各种账号和密码时，我们可以使用密码学算法对密码进行加密，以防止被他人获取并滥用。
5. 隐私保护：密码学可以用于保护个人隐私。
例如，当我们在社交媒体上发送私人信息时，可以使用加密技术，确保我们的消息只有指定的接收者才能解读，而其他人无法窃取和阅读。
综上所述，密码学在生活中的应用非常广泛，主要涵盖了网络
安全、移动支付、数字版权保护、密码存储和隐私保护等方面。
这些应用有助于保护用户的个人信息和数据安全，使我们能够更安全地在数字化的世界中生活和工作。
应用密码学(1-10章全) 精品
• 密码学是信息安全学科建设和信息系统安全工程实践 的基础理论之一。
• 对密码学或密码技术一无所知的人不可能从技术层面 上完全理解信息安全。
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第1章 密码学概述
1.2 密码技术发展简介
根据不同时期密码技术采用的加密和解密实现手段的不同特点 ，密码技术的发展历史大致可以划分为三个时期，即古典密码、 近代密码和现代密码时期。
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第1章 密码学概述
1.3.1密码学的主要任务（续） ③ 鉴别
这是一种与数据来源和身份鉴别有关的安全服务。鉴别服务包括对身 份的鉴别和对数据源的鉴别。对于一次通信，必须确信通信的对端是预期的 实体，这就涉及到身份的鉴别。 对于数据，仍然希望每一个数据单元发送到或来源于预期的实体， 这就是数据源鉴别。数据源鉴别隐含地提供数据完整性服务。密码学可通过 数据加密、数字签名或鉴别协议等技术来提供这种真实性服务。
第1章 密码学概述
本章主要内容
• 信息安全与密码技术 • 密码技术发展简介 • 密码学基本概念 密码学的主要任务 密码系统的概念
对密码系统的攻击
密码系统的安全性 密码体制的分类
对称与非对称密码体制的主要特点
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第1章 密码学概述
1.1
信息安全与密码技术
• 密码技术是一门古老的技术； • 信息安全服务要依赖各种安全机制来实现，而许多安 全机制则需要依赖于密码技术 ； • 密码学贯穿于网络信息安全的整个过程，在解决信息 的机密性保护、可鉴别性、完整性保护和信息抗抵赖 性等方面发挥着极其重要的作用。
应用密码学
清华大学出版社 2008年9月
课程主要内容
计算机科学中的密码学技术及其应用
计算机科学中的密码学技术及其应用随着计算机技术的快速发展，网络安全问题也日益受到人们的重视。
密码学技术作为一种保障信息安全的技术，其研究和应用已经渗透到了现代社会的各个领域。
本文将介绍计算机科学中的密码学技术及其应用，并展示它们是如何在网络安全和信息安全领域中发挥作用的。
一、密码学技术的基础密码学技术是依靠数学和计算学原理创建的一种安全保障技术。
它主要分为对称密钥加密和非对称密钥加密两种方式。
对称密钥加密是指加密和解密使用相同的密钥。
这种方法常用于通信频繁但需要保密的场合，如银行转账等。
而非对称密钥加密则是指加密和解密使用不同的密钥，也被称为公钥加密。
这种方式代码复杂，但具有更高的安全性。
它常用于密钥交换和数字签名等安全通信场合，如电子邮件、网上支付等。
二、密码学技术的应用1. 网络安全网络通信是当今社会的一种重要交互方式，但网络带来的数据流畅交互也同时会产生一定的安全风险。
密码学技术在网络安全中发挥着非常重要的作用。
网络安全的主要目的是保持数据的完整性、保密性和可用性。
为了实现这些安全要求，密码学技术使用了一系列的加密算法、散列函数、公钥和私钥方式以及数字证书等手段来保护敏感信息不被非法访问和窃取。
2. 移动支付随着移动支付技术的不断发展，人们越来越倾向于使用手机进行支付。
在这过程中，密码学技术则成为保障移动支付安全的重要手段。
通过加密算法、随机数、传输层安全协议以及密码本等技术手段，可以在保障移动支付快速进行的同时，保护交易信息和交易资金的安全。
3. 数据库加密数据库中存储了很多重要的数据信息，这些信息可能包括用户的密码、信用卡信息等敏感信息。
为了保护这些数据不被黑客攻击、窃取和篡改，密码学技术利用数据加密技术来完成数据的保护和存储。
数据库加密不仅可以保护数据的安全，还可以防止恶意软件和数据窃取者破坏数据库中的数据。
4. 数字签名数字签名作为一种身份认证的技术，在电子商务和网络安全中发挥着越来越重要的作用。
密码学应用
密码学是一门研究加密和解密技术的学科，广泛应用于网络安全、数据保护、金融、军事等领域。
以下是一些密码学应用的举例：
数据加密：密码学可用于对敏感数据进行加密，保护数据的机密性和隐私性。
例如，通过使用对称加密算法，可以将数据加密，只有授权的人才能解密和查看数据。
数字签名：数字签名可以用来验证文件的完整性和真实性。
数字签名是基于公钥密码学的技术，它使用数字证书来证明签名的有效性。
身份认证：密码学可用于验证用户的身份。
例如，通过使用基于令牌的身份验证，用户必须提供一个唯一的标识符来访问系统。
安全通信：密码学可以确保通信的安全性，包括保证通信内容的机密性和完整性。
例如，通过使用SSL / TLS协议，可以对网络通信进行加密和解密，从而保证通信的安全性。
数字货币：密码学技术也可用于实现数字货币和区块链技术。
区块链技术通过使用密码学算法来保证交易的真实性和安全性，从而实现去中心化和匿名化的交易。
总的来说，密码学技术是现代信息时代中必不可少的技术，它可以保护个人隐私，防止数据泄漏和网络攻击，促进信息交流和数字经济的发展。
应用密码学-2016-(第10讲)-加密模式
第 十 讲
– Tuchman建议的两个密钥三次加密 – C = E(K1, D(K2, E(K1, P))) P = D(K1, E(K2, D(K1, C))) – 已经应用于密钥管理标准ANS X9.17和ISO 8732中
3DES
• 使用3个密钥的3DES
第 十 讲 • 有些internet应用已经采纳了该3DES，
电码本模式(ECB)
电码本模式(ECB)
• 每个明文分组使用相同的密钥独立地进行加密 • 最后一个分组可能要适当地进行填充 • 用于传输单个分组 (如会话密钥)或者较少的分组 • 因为给定密钥，每个明文分组产生唯一的密文，因 此称为密码本 • 用于较长的消息可能会不安全
– 相同的明文分组产生相同的密文分组
应用密码学
计算机科学与技术学院 田秀霞 83876668@
第10讲分组加密模式
主要内容
• 多重加密 • 分组密码的工作模式
第 十 讲
多重加密
• 多重加密
第 十 讲
– 就是将一个加密使用多次的技术； – 在第一次使用中，明文通过加密算法转化为 密文； – 然后将该密文作为输入重新执行加密算法， 可以重复使用多次。 – 在三个阶段使用DES算法，共用到两组或 三组密钥
密文分组链接模式(CBC)
• 为了克服ECB的弱点，需要将重复的明文组加密成不同的密 文组。 • CBC能够满足这个要求。
密文分组链接模式(CBC)
• 一个适用于加密长于64位消息的加密模式 • 加密某个明文分组前, 将它与前一个密文分组做异或 • • • • 对第一个分组，需要一个初始化向量， IV 发送方和接收方都应该知道IV (通常为全0) 每个密文分组依赖于之前的所有消息分组 当数据已经给定时，该模式为最常用的模式(email, ftp, web, …)， • 可用于保密性，也可用于认证。
密码学在信息安全中的应用
密码学在信息安全中的应用密码学是一门应用数学，它研究保密通信和信息的完整性，是保障信息安全的核心技术。
随着信息技术的快速发展，密码学在信息安全领域的应用越来越广泛。
本文将从加密与解密、数字签名、密钥管理和安全协议四个方面探讨密码学在信息安全中的应用。
一、加密与解密加密与解密是密码学最基本的应用之一，它的目的是将明文转化为密文并传输，接收方再将密文转化为明文，以达到保密通信的目的。
加密算法的优劣决定了信息的安全性和可靠性。
1.对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用同一个密钥的算法。
常见的对称加密算法有DES、3DES和AES等。
对称加密算法具有加密速度快、加密效率高等优点，但它的弱点也随之而来，如密钥管理难度大、密钥传输安全性差等。
2.非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA和ECC等。
非对称加密算法具有密钥管理容易、密钥传输安全性高等优点，但它的缺点是加密速度较慢、密文长度较长等。
二、数字签名数字签名是密码学的另一个重要应用，它是将原始数据进行加密处理，产生一个与原始数据绑定的唯一加密值，以确保数据的完整性和不可篡改性。
数字签名算法包括RSA、DSA等，并与加密算法紧密关联。
数字签名技术应用广泛，例如银行电子转账、电子合同、电子邮件等领域都需要使用数字签名技术，以保证数据在传输中不被篡改，并能追踪数据的来源。
三、密钥管理密码学的应用不仅仅在于加密和解密，还包括密钥管理。
密钥是加密算法和解密算法的基础，其保障密钥的安全和有效是保证加密算法和解密算法的安全的关键。
密钥管理包括密钥的生成、分发、存储和撤销等。
密钥管理技术的主要内容包括“密钥协商协议”和“密钥管理中心”。
密钥协商协议是指密钥的交换过程，密钥管理中心是指负责管理密钥的机构。
四、安全协议在密码学的应用中，安全协议是指实现安全通信所采用的协议。
一个完备的安全协议必须同时解决保证机密性、完整性和可用性等问题，保证通信过程中数据的保密性和不被篡改。
计算机安全与密码学的实际应用案例
计算机安全与密码学的实际应用案例近年来，计算机安全和密码学在互联网时代的广泛应用以及随之而来的信息安全威胁中显得尤为重要。
在本文中，我们将讨论计算机安全和密码学在实际应用中的案例，以展示其在保护个人隐私、保障网络安全以及保护重要数据方面的重要性。
一、电子支付系统中的密码学应用电子支付系统的崛起使得人们可以通过网络进行在线交易和资金转移。
然而，这样的系统也面临着诸多的安全威胁，例如欺诈、非法侵入以及密码窃取。
密码学技术在电子支付系统中得到了广泛的应用，其中最常见的是公钥加密算法和数字签名算法。
公钥加密算法使用一对密钥，公钥用于加密数据，而私钥则用于解密数据。
这种算法可以保证在数据传输过程中的机密性，确保只有合法用户才能解密获得重要的交易信息。
数字签名算法则可以验证数据的完整性和真实性。
用户可以使用其私钥对数据进行签名，其他用户可以使用公钥对签名进行验证，从而确保数据在传输过程中没有被篡改。
二、密码学在网络身份验证中的应用网络身份验证是确保用户身份和保护敏感信息的关键环节。
密码学技术被广泛应用于网络身份验证过程中，例如登录系统、电子邮箱等。
单因素身份验证通常使用用户名和密码进行验证，但这种方式容易受到密码破解和暴力破解等攻击手段的威胁。
为了增加安全性，多因素身份验证变得越来越普遍。
密码学技术通过使用令牌、生物特征识别、独特的硬件设备等方式提供额外的安全层级，进一步保护用户身份和数据安全。
三、加密通信中的密码学应用在现代社会中，人们通过电子邮件、社交媒体等方式进行大量的在线通信。
这种通信往往需要保护隐私和保密性。
密码学技术在加密通信中起到了重要的作用。
端到端加密是保护在线通信隐私的一种方式。
在端到端加密中，发送方使用接收方的公钥对消息进行加密，只有接收方的私钥能够解密消息。
这确保了任何第三方都无法获得通信的内容。
四、密码学在物联网安全中的应用随着物联网的快速发展，越来越多的设备和传感器连接到互联网。
然而，物联网设备也面临着信息泄露、设备篡改和未经授权的访问等威胁。
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WWW和WAP协议特点的比较
WWW WAP
数据传输
网页格式 脚本语言 对中低带宽的优 化
文本格式数 据 HTML
无
二进制数据（高 度压缩） WML
有
JavaScript等 WMLScript
对信号不连续问 题的处理
无
有
WAP的应用模型和结构
引入新的压缩证书格式（WTLS证书），减少证书数 据量； 引入椭圆曲线密码算法，减少密钥长度； 引入证书URL，移动终端可只存储证书的URL
下一代承载网 互联互通
M2M 无 线 接 入
远程控制
感 知 层
RFID感应器 RFID标签
传感器网关 传感器节点
接入网关 智能终端
物联网的组成
感知层 感知层是物联网的皮肤和五官，主要功能是信息感知 和采集、短距离无线通信技术是感知层涉及的主要技 术。 网络层 网络层是物联网的神经中枢和大脑——用于传递信息 和处理信息。 应用层 应用层是物联网的“社会分工”，是物联网与行业专 业技术的深度融合，结合行业需求实现行业智能化。
移动商务管理面临的安全威胁
3. 移动信息安全管理的标准化问题
4. 口令攻击与协议安全 2 SP提供商的安全管理问题
移动电子商务的安全需求
1. 双向身份认证 2. 密钥协商与双向密钥控制 3. 双向密钥确认 4. 能够检测到DoS攻击和重放攻击 5. 较高的容错能力和较低的资源消耗 7. 经济性
物联网实质是RFID技术与无线传感器网络的结 合应用。
物联网的组成
物流监 控 应 用 层 智能交 通 远程医 疗 环境监 控 智能家 居
物联网应用支撑平台 云计算平台
行业服务与支撑平台
信息共享与交互平 专家系统平台 台 互联互通
网 络 层
移动通信网
异构网融合
互联网
HTTP
SSL/TLS TCP/IP UDP/IP
10.1.3移动网络技术
1. 移动IP技术 解决节点移动（即IP地址变化）而导致通信中 断的问题 2. IEEE 802.11标准 无线局域网标准 3. 蓝牙技术 采用分散式网络结构以及跳频技术，支持点对 点及点对多点通信
无线应用通信协议(WAP)
WAP设计目标 能通过手机等无线终端方便安全地访问 Internet上的信息资源 能独立运行于各种无线网络之上而不必考虑 这些无线网络之间的差异
WAP协议设计原则
（1）操作能力。 （2）伸缩性。能够根据用户的需求对移动网络 的服务进行定制。 （3）效率。提供适合于移动网络特点的服务质 量（QoS）保证。 （4）可靠性。提供一致的和可靠的服务应用平 台。 （5）安全性。即使在不具有保护能力的移动网 络和设备上，仍能通过WAP提供的服务来保护 用户数据的完整性。
无线网络面临的安全威胁
1. 窃听 2. 冒充 3. 拒绝服务攻击 4. 访问控制面临的威胁 重放攻击 6 无线网络标准的缺陷
移动终端面临的安全威胁
2. 终端弱加密能力
3. 病毒和黑客威胁 1. 终端被盗用
WAP的体系结构
OSI 应用层
会话层 事务层 安全层 传输层 网络层
WAP 无线应用环境（WAE）
无线会话协议（WSP） 无线事务协议（WTP） 无线传输层安全（WTLS） 无线数据报协议（WDP） 无线承载网络：GSM、CDMA等
Internet 其他服 务和 应用 HTML
无线网络
WAP 网关
Internet
Web服务器
移动终端
WAP应用基本工作流程
① 用户使用移动终端将编码后的HTTP请求通过 移动信息网络发送给WAP网关。 ② WAP网关接收到请求，将其解码并转换为标 准的HTTP请求提交给内容服务器。 ③ 内容服务器将响应信息返回给WAP网关。 ④ WAP网关再将响应信息解码并返回给用户
目录
10.1移动电子商务的实现技术 10.2移动电子商务面临的安全威胁 10.3移动电子商务的安全需求 10.4移动电子商务安全技术
移动电子商务面临的安全威胁
无线网络面临的安全威胁
移动终端面临的安全威胁
目录
10.1移动电子商务的实现技术 10.2移动电子商务面临的安全威胁 10.3移动电子商务的安全需求 10.4移动电子商务安全技术
10.4.1 无线公钥基础设施(WPKI)
WPKI: 传统的PKI技术应用于无线网络环境的优 化扩展 特点：
第10章 物联网的安全
目录
10.1 物联网的组成和工作原理 10.2 RFID系统的安全
10.3 无线传感器网络的安全
物联网的定义
物联网就是通过射频识别（RFID）、红外感应 器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信 息传感设备，按约定的协议，以有线或无线的 方式把任何物品与互联网连接起来，以计算、 存储等处理方式构成所关心事物静态与动态的 信息的知识网络，用以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的三个要素
第一个要素是在信息感知方面，全面信息采集 是实现物联网的基础。这是感知层需要完成的 要素。 第二个要素就是传送网。无所不在、泛在化的 无线通信网络是实现物联网的重要设施。 第三个要素就是信息处理。其中最重要的就是 如何低成本的处理海量信息，因此云计算常常 被用在物联网信息处理领域。