第三章-密码学数学引论
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第3章 密码技术
第3章 密码技术
3.5 数字签名
3.5.1 数字签名概述 3.5.2 实例：数字签名
第3章 密码技术
3.6 PKI技术（Public Key Infrastructure）
1．什么是PKI 使用基于PKI基础平台的用户建立安全通信相互信任的基础是： （1） 网上进行的任何需要提供安全服务的通信都是建立在公钥 的基础之上的，公钥是可以对外公开的。
第3章 密码技术
3.9 习 题
2．思考与简答题
（1）对称加密算法的优缺点。 （2）非对称加密算法的优缺点。 （3）简述数字签名的过程。 （4）简述PKI系统的组成以及每个部分的作用。
第3章 密码技术
3.9 习 题
3．上机题
（1）使用压缩工具加密。 （2）对Office文件进行加密与解密。 （3）下载PGP软件，根据3.1.3小节，安装并使用加密软件PGP对文 件进行加、解密。 （4）使用密码破解工具John the Ripper对Windows和Linux用户密码 进行破解。 （5）构建基于Windows 2003的CA系统。
第3章 密码技术
3.9 习 题
1．填空题
（9）对称加密算法又称传统密码算法，或单密钥算法，其采用了对称密码 编码技术，其特点 。 （10）对称加密算法的安全性依赖于 。 （11）主要的非对称加密算法有： 和 等。 （12） 的缺点是密码算法一般比较复杂，加、解密速度较慢。因此，实 际网络中的加密多采用 和 相结合的混合加密体制。 （13） 是实现交易安全的核心技术之一，它的实现基础就是加密技术， 能够实现电子文档的辨认和验证。 （14） 是创建、颁发、管理和撤销公钥证书所涉及的所有软件、硬件系 统，以及所涉及的整个过程安全策略规范、法律法规和人员的集合。 （15） 是PKI的核心元素， 是PKI的核心执行者。
密码学3
・ 重复明文字母串的距离正好是密钥长度的倍数。合拍 ・ 意大利的乔瓦・尼・波塔于1602年首先发现的。
31
“合拍”现象-ii
• To be or not to be that is the question. (生存，还是死亡，这是个问题）
密钥: runrunrunrunrunrunrunrunrunrun 明文: tobeornottobethatisthequestion 密文: KIOVIEEIGKIOVNURNVJNUVKHVMGZIA KIOV NU 6 9
2003年秋季北京大学软件学院研究生课程
应用密码学
第三讲 古典密码(二)
王 昭 北京大学信息科学技术学院 软件研究所--信息安全研究室 wangzhao@
1
回顾上次课的内容
• 模运算：
− 加法、减法、乘法 − 性质：对称、传递、交换、结合、分配 − 加法逆元、乘法逆元
(
)
4
密码破译
• 密码设计是利用数学来构造密码 • 密码分析除了依靠数学、工程背景、语言学知识外， 还要靠经验、统计、测试、眼力、直觉判断力 …..有时还要靠点运气 • 密码破译的原则: 遵循观察与经验 • 方法:采用归纳与演绎 • 步骤:分析、假设、推测和证实
5
单表替换密码的破译
• 语言的统计特性： – 语言的频率特征 – 连接特征 – 重复特征
• 是一种多表移位代替密码
设d为一固定的正整数，d个移位代换表π=（ π 1，π2 ,… πd) 由密钥序列K＝（ k1,k2,…,kd)给定 ，第i+td个明文 字母由表πi决定，即密钥ki决定 ek(xi+td)=(xi+td+ki,) mod q =y dk(yi+td)= (xi+td-ki) mod q =x
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“合拍”现象-ii
• To be or not to be that is the question. (生存，还是死亡，这是个问题）
密钥: runrunrunrunrunrunrunrunrunrun 明文: tobeornottobethatisthequestion 密文: KIOVIEEIGKIOVNURNVJNUVKHVMGZIA KIOV NU 6 9
2003年秋季北京大学软件学院研究生课程
应用密码学
第三讲 古典密码(二)
王 昭 北京大学信息科学技术学院 软件研究所--信息安全研究室 wangzhao@
1
回顾上次课的内容
• 模运算：
− 加法、减法、乘法 − 性质：对称、传递、交换、结合、分配 − 加法逆元、乘法逆元
(
)
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密码破译
• 密码设计是利用数学来构造密码 • 密码分析除了依靠数学、工程背景、语言学知识外， 还要靠经验、统计、测试、眼力、直觉判断力 …..有时还要靠点运气 • 密码破译的原则: 遵循观察与经验 • 方法:采用归纳与演绎 • 步骤:分析、假设、推测和证实
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单表替换密码的破译
• 语言的统计特性： – 语言的频率特征 – 连接特征 – 重复特征
• 是一种多表移位代替密码
设d为一固定的正整数，d个移位代换表π=（ π 1，π2 ,… πd) 由密钥序列K＝（ k1,k2,…,kd)给定 ，第i+td个明文 字母由表πi决定，即密钥ki决定 ek(xi+td)=(xi+td+ki,) mod q =y dk(yi+td)= (xi+td-ki) mod q =x
密码学1-1密码学引论概述.
2017/9/19 3
章节内容
第1章 密码学引论与古典密码 第2章 编程基础与数学基础 第3章 序列密码 第4章 分组密码 第5章 公钥密码 第6章 认证和哈希函数 第7章 数字签名、密钥管理技术（选讲）
2017/9/19 4
引例1
早妆未罢暗凝眉， 迎户愁看紫燕飞， 无力回天春已老， 双栖画栋不如归。
2017/9/19 13
三、信息安全的基本属性
信息安全的基本属性体现在：保密性、完整性、 可用性、可控性和不可否认性。
(1) 保密性（Confidentiality） 指信息不被泄露给未经授权者的特性。
(2) 完整性（Integrity） 指信息在存储或传输过程中保持未经授权不能改变的特性。
(3) 可用性（Availability） 指信息可被授权者访问并使用的特性。
2017/9/19
14
(4) 可控性（Controllability） 对信息的传播及内容具有控制能力的特性。 (5) 不可否认性（Non-repudiation） 防止发送者否认自己已发送过数据，以及接收者否认已收 到过数据的特性。
2017/9/19
15
四、 信息安全面临的威胁
根据威胁的来源和威胁Байду номын сангаас强度，将信息安 全面临的威胁分为自然威胁、系统漏洞、人为因素 威胁和敌对的威胁。
1．自然威胁 自然威胁的因素包括自然界不可抗的因素和其他物理因素。
2. 系统漏洞 系统漏洞是在硬件、软件、协议的具体实现成系统安全策 略上存在的缺陷，从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访 问或破坏系统。
2017/9/19
16
3. 人为因素威胁
人为因素造成的威胁，主要指偶发性威胁、蓄意入侵、 计算机病毒等。人为因素的威胁又可以分为如下两类： (1) 人为无意失误 如操作员安全配置不当造成的安全漏洞，用户安全意 识不强，用户口令选择不慎，用户将自己的账号随意转借 他人或与别人共享等都会对信息安全带来威胁。 (2) 人为攻击 对信息的人为攻击手段一般都是通过寻找系统的弱点， 以便达到破坏、欺骗、窃取数据等目的，造成经济上和政 治上不可估量的损失。人为攻击可以分为两种：
章节内容
第1章 密码学引论与古典密码 第2章 编程基础与数学基础 第3章 序列密码 第4章 分组密码 第5章 公钥密码 第6章 认证和哈希函数 第7章 数字签名、密钥管理技术（选讲）
2017/9/19 4
引例1
早妆未罢暗凝眉， 迎户愁看紫燕飞， 无力回天春已老， 双栖画栋不如归。
2017/9/19 13
三、信息安全的基本属性
信息安全的基本属性体现在：保密性、完整性、 可用性、可控性和不可否认性。
(1) 保密性（Confidentiality） 指信息不被泄露给未经授权者的特性。
(2) 完整性（Integrity） 指信息在存储或传输过程中保持未经授权不能改变的特性。
(3) 可用性（Availability） 指信息可被授权者访问并使用的特性。
2017/9/19
14
(4) 可控性（Controllability） 对信息的传播及内容具有控制能力的特性。 (5) 不可否认性（Non-repudiation） 防止发送者否认自己已发送过数据，以及接收者否认已收 到过数据的特性。
2017/9/19
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四、 信息安全面临的威胁
根据威胁的来源和威胁Байду номын сангаас强度，将信息安 全面临的威胁分为自然威胁、系统漏洞、人为因素 威胁和敌对的威胁。
1．自然威胁 自然威胁的因素包括自然界不可抗的因素和其他物理因素。
2. 系统漏洞 系统漏洞是在硬件、软件、协议的具体实现成系统安全策 略上存在的缺陷，从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访 问或破坏系统。
2017/9/19
16
3. 人为因素威胁
人为因素造成的威胁，主要指偶发性威胁、蓄意入侵、 计算机病毒等。人为因素的威胁又可以分为如下两类： (1) 人为无意失误 如操作员安全配置不当造成的安全漏洞，用户安全意 识不强，用户口令选择不慎，用户将自己的账号随意转借 他人或与别人共享等都会对信息安全带来威胁。 (2) 人为攻击 对信息的人为攻击手段一般都是通过寻找系统的弱点， 以便达到破坏、欺骗、窃取数据等目的，造成经济上和政 治上不可估量的损失。人为攻击可以分为两种：
3.密码学基础PPT课件
25
明文 vs.密文
• 明文(Plaint或密报(Cryptogram)：明文经密码变换而成 的一种隐蔽形式。 • 加密员或密码员(Cryptographer)：对明文进行加密操作的人 员。
26
加密 vs.解密
加密（Encryption）：将明文变换为密文的过程。把可懂的 语言变换成不可懂的语言，这里的语言指人类能懂的语言和 机器能懂的语言。
31
对称密码算法 vs.非对称密码算法
•对称密码算法（Symmetric cipher）：加密密钥和解密密钥相同， 或实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称传统密码算法 （Conventional cipher)、秘密密钥算法或单密钥算法。
– DES、3DES、IDEA、AES
•非对称密码算法（Asymmetric cipher） ：加密密钥和解密密钥 不同，从一个很难推出另一个。又叫公钥密码算法（Public-key cipher)。其中的加密密钥可以公开，称为公开密钥（public key)， 简称公钥；解密密钥必须保密，称为私人密钥（private key)，简 称私钥。
14
现代密码学
Shannon
1949～1975年：
– 1949年，Shannon的论文“The Communication Theory of Secret Systems” 。
– 1967年，David Kahn的专著《The Code breakers》。
– 1971年～1973年，IBM Watson实验室的Horst Feistel等人发表的几篇技术报告。
5
古典密码学分类
Substitution cipher
Stream cipher
代替密码
明文 vs.密文
• 明文(Plaint或密报(Cryptogram)：明文经密码变换而成 的一种隐蔽形式。 • 加密员或密码员(Cryptographer)：对明文进行加密操作的人 员。
26
加密 vs.解密
加密（Encryption）：将明文变换为密文的过程。把可懂的 语言变换成不可懂的语言，这里的语言指人类能懂的语言和 机器能懂的语言。
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对称密码算法 vs.非对称密码算法
•对称密码算法（Symmetric cipher）：加密密钥和解密密钥相同， 或实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称传统密码算法 （Conventional cipher)、秘密密钥算法或单密钥算法。
– DES、3DES、IDEA、AES
•非对称密码算法（Asymmetric cipher） ：加密密钥和解密密钥 不同，从一个很难推出另一个。又叫公钥密码算法（Public-key cipher)。其中的加密密钥可以公开，称为公开密钥（public key)， 简称公钥；解密密钥必须保密，称为私人密钥（private key)，简 称私钥。
14
现代密码学
Shannon
1949～1975年：
– 1949年，Shannon的论文“The Communication Theory of Secret Systems” 。
– 1967年，David Kahn的专著《The Code breakers》。
– 1971年～1973年，IBM Watson实验室的Horst Feistel等人发表的几篇技术报告。
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古典密码学分类
Substitution cipher
Stream cipher
代替密码
课件03信息安全技术第三讲_密码学概论
课件03信息安全技术第 三讲_密码学概论
2020/12/9
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•第3讲 密码学概论
• §3.1 密码学的基本概念 • §3.2 代替密码 • §3.3 换位密码 • §3.4 一次一密方案 • §3.5 密码分析
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•§3.1 密码学的基本概念
•其中：a表示明文字母；k为密钥。
2020/12/9
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•§3.2 代替密码
•设k＝3，则有 • 明文：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 • 密文：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 •对于明文P＝computer systems • 有密文C＝frpsxwhu vbvwhpv • 显然，由密文C恢复明文非常容易，只要知道密钥K，就可 •构造一张映射表。其加密和解密均可根据此映射表进行。 • 凯撤密码的优点是密钥简单易记。但它的密文与明文的对应 关系过于简单，故安全性很差。
•§3.1 密码学的基本概念
• 密码体制在原理上分两类：单钥体制和双钥（公钥）体制。
• 单钥密码体制中，收发双方使用同一密钥，系统的保密性
•主要取决于密钥的安全性。系统的密钥管理、传输和分配是一
•个重要且十分复杂的问题。单钥密码算法按照对明文的处理方
•式分为：分组密码算法和序列密码算法。体制的缺点：密钥数
• 一组后面跟着另一组的形式排好，形式如下：
•
c1 c2 c3 c4 c5
•
c6 c7 c8 c9 c10
密码算法（Algorithm）也叫密码（Cipher），是用于
2020/12/9
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•第3讲 密码学概论
• §3.1 密码学的基本概念 • §3.2 代替密码 • §3.3 换位密码 • §3.4 一次一密方案 • §3.5 密码分析
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•§3.1 密码学的基本概念
•其中：a表示明文字母；k为密钥。
2020/12/9
课件03信息安全技术第三讲_密码学 概论
•§3.2 代替密码
•设k＝3，则有 • 明文：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 • 密文：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 •对于明文P＝computer systems • 有密文C＝frpsxwhu vbvwhpv • 显然，由密文C恢复明文非常容易，只要知道密钥K，就可 •构造一张映射表。其加密和解密均可根据此映射表进行。 • 凯撤密码的优点是密钥简单易记。但它的密文与明文的对应 关系过于简单，故安全性很差。
•§3.1 密码学的基本概念
• 密码体制在原理上分两类：单钥体制和双钥（公钥）体制。
• 单钥密码体制中，收发双方使用同一密钥，系统的保密性
•主要取决于密钥的安全性。系统的密钥管理、传输和分配是一
•个重要且十分复杂的问题。单钥密码算法按照对明文的处理方
•式分为：分组密码算法和序列密码算法。体制的缺点：密钥数
• 一组后面跟着另一组的形式排好，形式如下：
•
c1 c2 c3 c4 c5
•
c6 c7 c8 c9 c10
密码算法（Algorithm）也叫密码（Cipher），是用于
区块链安全 课件第三章 区块链密码学基础
然后采用私钥对H(m)进行签名操作，所得到的Sig(H(m))就是用户对消息m
的签名。
伪随机数产生：哈希函数具有生成随机性质的数据序列的特征，可以用
作伪随机数的生成器。
密钥产生：利用哈希函数的单向性，用旧的密钥计算出新的密钥序列，从
而使得现有密钥具有泄露后不危及先前所用的密钥的性质，也就是使用哈希
函数能够产生具有前向安全的密钥。
函数)
• 任意x, y且x≠y，使得H(x)≠H(y)，是计算上不可行的 (强碰撞哈希函数)
哈希函数应用
数据认证：生成文件或者消息m的摘要值H(m) 被安全地存储，对消息m
的任意改动都可以通过对改动后的m进行相同的哈希运算而被检测出来，这
样的操作保证了数据的完整性，也可以实现对消息的安全认证。
数字签名：为实现对消息m的高效数字签名，首先计算出m的哈希值H(m)，
不可否认性(Non-repudiation)
指任意通信双方在消息的交互过
我可没有授权！
程中,所有参与者都不可能对本
人的真实身份及其提供消息的行
为进行否认。这需要对参与者本
身的身份进行确定,保证参与者
所提供的信息的真实同一性和其
原样性。
银行
目 录
一
信息安全基础特性
二
密码学数学基础
三
加密体制
四
哈希函数
4
4
10
AES-192
6
4
12
AES-256
8
4
14
不同秘钥长度的AES对比
目 录
一
信息安全基础特性
二
密码学数学基础
三
加密体制
四
哈希函数
五
的签名。
伪随机数产生：哈希函数具有生成随机性质的数据序列的特征，可以用
作伪随机数的生成器。
密钥产生：利用哈希函数的单向性，用旧的密钥计算出新的密钥序列，从
而使得现有密钥具有泄露后不危及先前所用的密钥的性质，也就是使用哈希
函数能够产生具有前向安全的密钥。
函数)
• 任意x, y且x≠y，使得H(x)≠H(y)，是计算上不可行的 (强碰撞哈希函数)
哈希函数应用
数据认证：生成文件或者消息m的摘要值H(m) 被安全地存储，对消息m
的任意改动都可以通过对改动后的m进行相同的哈希运算而被检测出来，这
样的操作保证了数据的完整性，也可以实现对消息的安全认证。
数字签名：为实现对消息m的高效数字签名，首先计算出m的哈希值H(m)，
不可否认性(Non-repudiation)
指任意通信双方在消息的交互过
我可没有授权！
程中,所有参与者都不可能对本
人的真实身份及其提供消息的行
为进行否认。这需要对参与者本
身的身份进行确定,保证参与者
所提供的信息的真实同一性和其
原样性。
银行
目 录
一
信息安全基础特性
二
密码学数学基础
三
加密体制
四
哈希函数
4
4
10
AES-192
6
4
12
AES-256
8
4
14
不同秘钥长度的AES对比
目 录
一
信息安全基础特性
二
密码学数学基础
三
加密体制
四
哈希函数
五
现代密码学(第三章)讲述
2018/12/21 2
一、分组密码的基本概念
分组密码的优缺点
分组密码的加解密算法（E，D）简洁快速，所占用的 计算资源小，易于软件和硬件实现。一般来说，用 硬件实现时，流密码比分组密码更简单快速；用软 件实现时，分组密码比流密码更简单快速。 加解密算法（E，D）参数固定，比流密码更容易实现 标准化。 由于明文流被分段加密，因此容易实现同步，而且传 输错误不会向后扩散。 分组密码的安全性很难被证明，至多证明局部安全性。
2018/12/21 17
一、分组密码的基本概念
透明性和灵活性
透明性即要求算法是可证明安全的（虽然 这是很困难的）。这就要求算法尽可能 使用通用部件，避免黑盒。 灵活性即要求算法的实现可以适应多种计 算环境；明文分组长度可以伸缩；算法 可以移植和变形。
2018/12/21 18
一、分组密码的基本概念
要求：加解密算法（E，D）不存在弱明文和弱密钥。
2018/12/21 6
一、分组密码的基本概念
为了抵抗已知明文攻击（甚至选择明文攻 击），分组密码应该满足的性质
混淆性：所设计的密码应使得明文、密文、密钥之 间的依赖关系相当复杂，以至于这种依赖关系对 密码分析者来说是无法利用的。密码分析者利用 这种依赖关系的方法非常多，因此混淆性也是一 个极为繁杂的概念。
2018/12/21 3
一、分组密码的基本概念
分组密码所面对的主要威胁： 已知明文攻击
分组密码的密钥z被重复使用，即多次一密。 因此最主要的威胁就是已知明文攻击。 设攻击者Eve获得了一组明文/密文对（m，c）。 他试图在加密方程c=E(m, z) 或解密方程 m=D(c, z)中求出密钥z 。
2018/12/21 4
2018/12/21 26
一、分组密码的基本概念
分组密码的优缺点
分组密码的加解密算法（E，D）简洁快速，所占用的 计算资源小，易于软件和硬件实现。一般来说，用 硬件实现时，流密码比分组密码更简单快速；用软 件实现时，分组密码比流密码更简单快速。 加解密算法（E，D）参数固定，比流密码更容易实现 标准化。 由于明文流被分段加密，因此容易实现同步，而且传 输错误不会向后扩散。 分组密码的安全性很难被证明，至多证明局部安全性。
2018/12/21 17
一、分组密码的基本概念
透明性和灵活性
透明性即要求算法是可证明安全的（虽然 这是很困难的）。这就要求算法尽可能 使用通用部件，避免黑盒。 灵活性即要求算法的实现可以适应多种计 算环境；明文分组长度可以伸缩；算法 可以移植和变形。
2018/12/21 18
一、分组密码的基本概念
要求：加解密算法（E，D）不存在弱明文和弱密钥。
2018/12/21 6
一、分组密码的基本概念
为了抵抗已知明文攻击（甚至选择明文攻 击），分组密码应该满足的性质
混淆性：所设计的密码应使得明文、密文、密钥之 间的依赖关系相当复杂，以至于这种依赖关系对 密码分析者来说是无法利用的。密码分析者利用 这种依赖关系的方法非常多，因此混淆性也是一 个极为繁杂的概念。
2018/12/21 3
一、分组密码的基本概念
分组密码所面对的主要威胁： 已知明文攻击
分组密码的密钥z被重复使用，即多次一密。 因此最主要的威胁就是已知明文攻击。 设攻击者Eve获得了一组明文/密文对（m，c）。 他试图在加密方程c=E(m, z) 或解密方程 m=D(c, z)中求出密钥z 。
2018/12/21 4
2018/12/21 26
第3讲 密码学基础
通信系统模型
信源
m
编码器
信道
干扰器
图2.2 通信系统模型
译码器
m'
信宿
信源
m
加密器 密钥 k
c
信道
解密器
m
接收者
c
图 保密系统模型
分析者
Shannon提出的保密模型
分析者
发送者
m 加 密
k
密钥源
c
无噪信道
解 密
m
接收者
m
信 源
安全信道
k
图 Shannon的保密系统模型
3、流密码和分组密码
按照对明文的处理方法进行分类
computergr
aphicsmayb eslow 可以得到密文：caeopsmhlpioucwtsemragyrb，
置换密码
下面是一个由密钥确定读出顺序的例子：如果再加上密钥： 密钥： 4 3 1 2 5 6 7
明文：
a
o d w
t
s u o
t
t n a
a
p t m
c
o i x
k
n l y
第3讲
密码学基础
分组密码 (Block cipher) 按加密的方式 流密码 (Stream cipher)
公钥密码 (Public-Key cipher) 对称密码
(Symmetric cipher)
密码学（Cryptology） 按加解密采用的密钥不同
非对称密码 (Asymmetric cipher)
柯克霍夫斯(Kerckhoffs)假设
假定：密码分析者知道对方所使用的密码系统
包括明文的统计特性、加密体制（操作方式、处理方法 和加/解密算法 ）、密钥空间及其统计特性。 不知道密钥。 密码体制的安全性仅应依赖于对密钥的保密，而不应依赖于
[IT认证]北航第三章-加密技术1对称密码体系
Cmhmtmrooeoeoorw
简单分栏
将明文消息一行一行地写入预定长度的矩形中 一列一列读，随机顺序 密文消息
多轮简单分栏
20 计算机网络安全概论
21 计算机网络安全概论
经典密码算法特点
要求的计算强度小 DES之前 以字母表为主要加密对象 替换和置换技术 数据安全基于算法的保密 密码分析方法基于明文的可读性以及字母
加密凼数f(A,Ki)
加密时A=Ri-1
A(32位) 扩展置换E
K(56位) 压缩置换E
相同明文相同密文 同样信息多次出现造成
泄漏 信息块可被替换 信息块可被重排 密文块损坏仅对应明
文块损坏 适合于传输短信息
30 计算机网络安全概论
密码块链接CBC
需要共同的初始化 向量(IV)
相同明文不同密 文
初始化向量IV可以 用来改变第一块
密文块损坏两明 文块损坏
安全性好于ECB
31 计算机网络安全概论
现代密码算法
DES AES 其他密码算法
16 计算机网络安全概论
替换技术(substitution)
Caesar加密制
17 计算机网络安全概论
18 计算机网络安全概论
替换技术
块替换加密法
19 计算机网络安全概论
置换技术(transposition)
栅栏加密技术
用对角线方式写明文，然后按行重新排序 Cmhm t m r o oe o e o o r w
近代数学在现代密码研究中比比皆是 ：群 论、有限域上椭圆曲线理论、多项式理论与迹 函数理论、陷门单向函数 等。
2 计算机网络安全概论
密码学的两个分支
1．密码编码学
主要研究对信息进行变换，以保护信息在 信道的传输过程中不被敌手窃取、解读和利 用的方法
简单分栏
将明文消息一行一行地写入预定长度的矩形中 一列一列读，随机顺序 密文消息
多轮简单分栏
20 计算机网络安全概论
21 计算机网络安全概论
经典密码算法特点
要求的计算强度小 DES之前 以字母表为主要加密对象 替换和置换技术 数据安全基于算法的保密 密码分析方法基于明文的可读性以及字母
加密凼数f(A,Ki)
加密时A=Ri-1
A(32位) 扩展置换E
K(56位) 压缩置换E
相同明文相同密文 同样信息多次出现造成
泄漏 信息块可被替换 信息块可被重排 密文块损坏仅对应明
文块损坏 适合于传输短信息
30 计算机网络安全概论
密码块链接CBC
需要共同的初始化 向量(IV)
相同明文不同密 文
初始化向量IV可以 用来改变第一块
密文块损坏两明 文块损坏
安全性好于ECB
31 计算机网络安全概论
现代密码算法
DES AES 其他密码算法
16 计算机网络安全概论
替换技术(substitution)
Caesar加密制
17 计算机网络安全概论
18 计算机网络安全概论
替换技术
块替换加密法
19 计算机网络安全概论
置换技术(transposition)
栅栏加密技术
用对角线方式写明文，然后按行重新排序 Cmhm t m r o oe o e o o r w
近代数学在现代密码研究中比比皆是 ：群 论、有限域上椭圆曲线理论、多项式理论与迹 函数理论、陷门单向函数 等。
2 计算机网络安全概论
密码学的两个分支
1．密码编码学
主要研究对信息进行变换，以保护信息在 信道的传输过程中不被敌手窃取、解读和利 用的方法
密码学与信息安全技术 第3章 信息认证与身份识别
签名与加密有所不同。加密的目的是保护信息不被非 授权用户存取，签名的目的是使消息的接收者确信 信息的发送者是谁、信息是否被他人篡改。另外， 消息加解密可能是一次性的，所以要求它在解密之 前是安全的即可；而一个签名的消息（比如文件、 合同等）很可能在签署了许多年之后才验证其有效 性，而且还可能需要进行多次验证，因此签名的安 全性和防伪造性的要求更高。
3.2.2 RSA签名体制
3.2.3 ElGamal 签名体制
EIGAMAL签名方案像EIGAMAL加密体制一样 是非确定型的，这意味着对于任意给定的消 息，可产生多个有效的签名，验证算法必须 能接受合法的有效签名中的任何一个， EIGAMAL签名方案如下：
ห้องสมุดไป่ตู้ 3.2.4 DSS签名标准
2、我们提出另一个安全需求：服务器必须向用户证 明他们自己的身份。没有这样的鉴别，对手可能会 阴谋破坏系统配置，使发送服务器的报文被转送到 另一个位置。假的服务器在那里充当真正的服务器， 并接受来自用户的任何信息，拒绝向用户提供真正 的服务。 下面我们详细地介绍Kerberos-V4协议。下图描述了 Kerberos-V4协议的实际过程。
对称加密算法实现身份识别
一个基于对称加密算法的双向身份识别协议是 Needham-Schroeder协议。协议中出现了 三方，KDC、用户A、B。协议的目的是实现 用户A、B之间的身份识别。当然，该协议也 实现了密钥分配。协议的流程图示如下。
非对称加密算法实现身份识别
3.5 认证的实现 一般地，一个身份认证系统由三方组成：一方是出示 证件的人，称为示证者，又称为申请者，他提出某 种要求；第二方为验证者，他验证示证者出示的证 件的正确性与合法性，并决定是否满足其要求；第 三方是攻击者，他可以窃听和伪装示证者，骗取验 证者的信任。在必要时，认证系统也会有第四方， 即可信赖者参与调解纠纷。称此类技术为身份识别 （认证）技术。