密码协议详解.ppt
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0 密码协议(电话抛币协议)
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南京航空航天大学网络研究室
密码协议
对协议的攻击
被动攻击 主动攻击 被动骗子 主动骗子 协议对被动欺骗来说应该是安全的 合法用户可以发觉是否有主动欺骗
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南京航空航天大学网络研究室
密码协议
所需数论定理
用到的数学结论： 只需要记住。
设有Blum整数n，满足n=pq。 分解问题等价于判断二次剩余：则分解n（即 分解问题）等价于判断x^2=a mod n 是否有解， 即判断a是否为mod n的二次剩余； 分解问题等价于求解二次根：若a是二次剩余， 上述两个难题也等价于求出a的两个二次根x1 和x2.
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南京航空航天大学网络研究室
密码协议
9.6 掷硬币协议
因u是B随机选取的，A不知道u，所以要猜测u只 能是计算模n下z的4个平方根，猜中的概率是1/2。 再考虑B如何能欺骗A，如果B在A猜测完后能够 改变u的值，则A的猜测必不正确，A可通过 z≡u2 mod n 检查出B是否改变了u的值，所以B要想改 变u的值就只能在x’和y’之间进行。而B若掌握x’ 和y’，就可通过gcd{x’-y’, n}或gcd{x’+y’, n}求出p 和q，说明B的欺骗与分解n是等价的。
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南京航空航天大学网络研究室
密码协议
电话抛币协议
问题：“抛币-猜测”游戏的数字化，也即电 话抛币，或网络抛币。
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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。
密码学—密码算法与协议
加密通信： 保护数据传 输过程中的
机密性
数字签名： 验证信息的 真实性和完
整性
身份认证： 确保用户身 份的真实性
和唯一性
访问控制： 限制对敏感 信息的访问
权限
密钥管理： 生成、分发 和管理密钥， 确保密钥的
安全性
安全协议： 实现安全通 信和信息交
换，如 SSL/TLS、
IPsec等
02
密码算法
对称密钥密码算法
常见的加密协议 包括SSL/TLS、 IPsec、SSH等
加密协议的工作 原理是通过加密 算法对数据进行 加密，使得只有 拥有解密密钥的 人才能解密数据
加密协议的安全 性取决于加密算 法的强度和密钥 的管理方式
感谢观看
认证等
非对称密钥密码算法的代表： RSA、ECC、DSA等
哈希函数
哈希函数是一种 单向函数，将任 意长度的输入映 射到固定长度的 输出
哈希函数的输出 称为哈希值，也 称为哈希码或哈 希指纹
哈希函数的特点 是不可逆，即无 法从哈希值反推 出原始输入
哈希函数在密码 学中的应用包括 数据完整性验证、 数字签名、数据 加密等
密码学—密码算法与协议
目录
01 02 03
密码学的基本概念 密码算法 密码协议
01
密码学的基本概念
密码算法与协议的定义
加密算法：将明文转换为密 文的算法
解密算法：将密文转换为明 文的算法
密码算法：用于加密和解密 的数学算法
密码协议：用于在通信双方 之间建立安全通信的规则和
协议
密码算法与协议的分类
哈希函数：如MD5、SHA1、SHA-256等
非对称密码算法：如RSA、 ECC、DSA等
第5章密码与认证技术ppt课件
有关(是所处位置的函数)，则称为序列密码体制。加密以明文比
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特为单位，以伪随机序列与明文序列模2加后，作为密文序列。
9
第5章 密码与认证技术
5.1.2 加密体制分类
• 对称密码通常用两种基本技术来隐藏明文：
混乱和扩散。
混乱(Confusion)用于掩盖明文与密文之间的关系，
混乱通常通过代换(Substitution)来实现，代换是明文符号
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第5章 密码与认证技术
5.1.1 密码学基本概念
为了实现信息的保密性，抗击密码分析，保密
系统应当满足下述要求：
1．即使达不到理论上是不可破解的，也应当
是实际上不可破解的。也就是说，从截获的密文或
某些已知明文密文对，要确定密钥或任意明文在计
算上是不可行的。
2．保密系统的安全性应依赖于密钥，而不是
S＝{P, C, K, E, D}
P：明文空间
C：密文空间
K：密钥空间
E：加密变换 D：解密变换
k∈K，则有C＝Ek(P)，P＝Dk(C)＝Dk(Ek(P))，
或者Dk＝Ek－1，且Ek＝Dk－1。
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第5章 密码与认证技术
5.1.2 加密体制分类
• 对称密码体制和非对称密码体制
– 对称密码体制(Symmetric System, One-key System, Secret-key
密码学得到了广泛的重视，如今密码技术不仅服务于信息的
加密和解密，还是身份认证、访问控制、数字签名等多种安
全机制的基础。
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第5章 密码与认证技术
5.1 密码学概述
一般来说，信息安全主要包括系统安全和数据安全两个
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特为单位，以伪随机序列与明文序列模2加后，作为密文序列。
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第5章 密码与认证技术
5.1.2 加密体制分类
• 对称密码通常用两种基本技术来隐藏明文：
混乱和扩散。
混乱(Confusion)用于掩盖明文与密文之间的关系，
混乱通常通过代换(Substitution)来实现，代换是明文符号
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第5章 密码与认证技术
5.1.1 密码学基本概念
为了实现信息的保密性，抗击密码分析，保密
系统应当满足下述要求：
1．即使达不到理论上是不可破解的，也应当
是实际上不可破解的。也就是说，从截获的密文或
某些已知明文密文对，要确定密钥或任意明文在计
算上是不可行的。
2．保密系统的安全性应依赖于密钥，而不是
S＝{P, C, K, E, D}
P：明文空间
C：密文空间
K：密钥空间
E：加密变换 D：解密变换
k∈K，则有C＝Ek(P)，P＝Dk(C)＝Dk(Ek(P))，
或者Dk＝Ek－1，且Ek＝Dk－1。
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第5章 密码与认证技术
5.1.2 加密体制分类
• 对称密码体制和非对称密码体制
– 对称密码体制(Symmetric System, One-key System, Secret-key
密码学得到了广泛的重视，如今密码技术不仅服务于信息的
加密和解密，还是身份认证、访问控制、数字签名等多种安
全机制的基础。
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第5章 密码与认证技术
5.1 密码学概述
一般来说，信息安全主要包括系统安全和数据安全两个
商用密码基础知识PPT课件
广播电视。数字版权保护密码应用。 视频监控。视频监控系统密码应用。
四、应用案例
3.重要信息系统：
防伪税控系统。采用分组密码和共要密码相结合的密码 体制。
社会保障卡工程。制发卡体系、业务体系。 交通一卡通。发卡环节安全处置、交易环节安全处置。 电子病历。身份认证、电子病历书写、患者/家属签署知
性、行为的不可否认性。 密码不等于口令。密码是指使用特定变换对数据等
信息进行加密保护或者安全认证的物项或技术。
一、基本概念
从功能上看，密码技术主要包括加密保护技术和安 全认证技术。
从内容上看，密码技术主要包括密码算法、密钥管 理和密码协议。
密码基础算法包括：
序列算法 分组算法 公钥算法 杂凑算法 其他
一、基本概念
密码功能产品包括：
安全芯片类 密码模块类 密码整机类 其他
密码应用程序接口包括：
对称密码服务 公钥密码服务器 其他
一、基本概念
通用密码应用包括：
安全电子邮件系统 电子印章系统 安全公文传输 桌面安全防护 权限管理系统 可信时间戳系统 其他
一、基本概念
对于加密算法不能从密文得到关于明文或密钥的任何信息对于杂凑算法不能用不同的输入得到相同的摘要以及不能从摘要得到原来的输入信息
商用密码基础知识
一、基本概念 二、专业术语 三、标准体系 四、应用案例
一、基本概念
商用密码：对不涉及国家秘密的信息进行加密保护 或安全认证所使用的密码。
密码作用在于保证信息的机密性。 密码安全认证在于保证信息的真实性、数据的完整
二、专业术语
未来密码发展趋势：
后量子密码，即可以抵抗量子计算攻击的密码，包括： （1）基于格的密码：基于格上的最短向量、最近向量等 困难问题设计的密码。谷歌浏览器和微软已经采用。 （2）基于纠错码的密码：基于随机密码的译码困难问题 设计的密码。 （3）基于多变量的密码：基于多变量二次方程求解困难 问题设计的密码。
四、应用案例
3.重要信息系统：
防伪税控系统。采用分组密码和共要密码相结合的密码 体制。
社会保障卡工程。制发卡体系、业务体系。 交通一卡通。发卡环节安全处置、交易环节安全处置。 电子病历。身份认证、电子病历书写、患者/家属签署知
性、行为的不可否认性。 密码不等于口令。密码是指使用特定变换对数据等
信息进行加密保护或者安全认证的物项或技术。
一、基本概念
从功能上看，密码技术主要包括加密保护技术和安 全认证技术。
从内容上看，密码技术主要包括密码算法、密钥管 理和密码协议。
密码基础算法包括：
序列算法 分组算法 公钥算法 杂凑算法 其他
一、基本概念
密码功能产品包括：
安全芯片类 密码模块类 密码整机类 其他
密码应用程序接口包括：
对称密码服务 公钥密码服务器 其他
一、基本概念
通用密码应用包括：
安全电子邮件系统 电子印章系统 安全公文传输 桌面安全防护 权限管理系统 可信时间戳系统 其他
一、基本概念
对于加密算法不能从密文得到关于明文或密钥的任何信息对于杂凑算法不能用不同的输入得到相同的摘要以及不能从摘要得到原来的输入信息
商用密码基础知识
一、基本概念 二、专业术语 三、标准体系 四、应用案例
一、基本概念
商用密码：对不涉及国家秘密的信息进行加密保护 或安全认证所使用的密码。
密码作用在于保证信息的机密性。 密码安全认证在于保证信息的真实性、数据的完整
二、专业术语
未来密码发展趋势：
后量子密码，即可以抵抗量子计算攻击的密码，包括： （1）基于格的密码：基于格上的最短向量、最近向量等 困难问题设计的密码。谷歌浏览器和微软已经采用。 （2）基于纠错码的密码：基于随机密码的译码困难问题 设计的密码。 （3）基于多变量的密码：基于多变量二次方程求解困难 问题设计的密码。
关于密码技术和安全协议课件
iyvaedoulo
一次一密
每次采用一个随机的新的密码
– 例如：随机比特流对数据进行异或运算
一次一密是近乎完美的加密方案，因为 它是不可攻破并且每个密钥仅仅使用一 次。但密码无法记忆，要双方“随身携 带”。
例：古代军事消息传递
Hale Waihona Puke 现代加密技术的发展1949年，Claude Shannon发表了《保 密系统的通信理论》，奠定了对称加密 系统的理论基础
信息的保密性(Privacy)
– 信息加密
信息的完整性(Integrity)
– 数字摘要
信息源的认证(Authentication)：真实性
– 数字签名、时间戳
密码技术如何实现机密性
如何实现数据的加密？
– 直接使用某种算法加密数据，使明文变成密文 – 应用层加密，使用某种加密算法 – 网络层加密，使用某种加密算法 – 链路层加密，使用某种加密算法
Otway Rees密钥交换与鉴别协议
对称算法体系中如何实现完整性
完整性：摘要算法 如何实现（思考）
非对称密码算法体系
非对称密码算法基本概念
算法公开 加密密钥和解密密钥不同，但成对 一般为分组算法
如何实现双方通信的机密性？举例
– 算法+安全协议
如何实现多用户大范围的信息机密性？举例
– 算法+安全协议+PKI体系
密码技术如何实现信息完整性
数字摘要算法 如何利用摘要算法验证完整性？
– 协议
大规模大范围的应用还需要什么？
– 安全基础设施，比如PKI
密码技术如何实现认证
数字签名算法 如何确认信息源并防止抵赖？
1976年，W.Diffie和M.E.Hellman发表 了《密码学的新方向》，提出了公钥密 码理论，是革命性的变革
现代密码技术ppt课件
.
（舍弃了第
9,18,22,25,35,38,43,54 比特位）
总结：DES一轮迭代的过程
.
DES解密操作
由迭代操作的定义，显然可以得到 Ri-1=Li Li-1=Ri⊕f(Li,ki)
若记加密算法每一轮的操作为Ti，我们
可以方便的得出解密算法： DES-1=IP-1∘T1∘T2∘…T15∘T16∘IP
3次循环以后密文有21个比特不同，16次循环 后有34个比特不同 ➢ 如果用只差一比特的两个密钥加密同样明文： 3次循环以后密文有14个比特不同，16次循环 后有35个比特不同
.
3.1 数据加密标准DES
DES的强度
▪ 56位密钥长度问题 ➢ 56-bit 密钥有256 = 72,057,584,037,927,936 ≈ 7.2亿亿 之多
《计算机网络安全》
Chapter 3
现代密码技术
DES、RSA
.
3.1 数据加密标准DES
▪ 19世纪70年代，DES(the Data Encryption Standard)最初由IBM公司提出。
▪ DES是一种分组密码，它采用56比特长的密 钥将64比特的数据加密成64比特的密文。
▪ DES完全公开了加密、解密算法。因而是一 个最引人注目的分组密码系统。
（1）初始置换与逆置换
58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 IP： 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7
（舍弃了第
9,18,22,25,35,38,43,54 比特位）
总结：DES一轮迭代的过程
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DES解密操作
由迭代操作的定义，显然可以得到 Ri-1=Li Li-1=Ri⊕f(Li,ki)
若记加密算法每一轮的操作为Ti，我们
可以方便的得出解密算法： DES-1=IP-1∘T1∘T2∘…T15∘T16∘IP
3次循环以后密文有21个比特不同，16次循环 后有34个比特不同 ➢ 如果用只差一比特的两个密钥加密同样明文： 3次循环以后密文有14个比特不同，16次循环 后有35个比特不同
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3.1 数据加密标准DES
DES的强度
▪ 56位密钥长度问题 ➢ 56-bit 密钥有256 = 72,057,584,037,927,936 ≈ 7.2亿亿 之多
《计算机网络安全》
Chapter 3
现代密码技术
DES、RSA
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3.1 数据加密标准DES
▪ 19世纪70年代，DES(the Data Encryption Standard)最初由IBM公司提出。
▪ DES是一种分组密码，它采用56比特长的密 钥将64比特的数据加密成64比特的密文。
▪ DES完全公开了加密、解密算法。因而是一 个最引人注目的分组密码系统。
（1）初始置换与逆置换
58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 IP： 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7
《密码技术基础》课件
密码分析安全性建议
提供针对密码分析的安全性建议，如选择强密码 、定期更换密码、使用加盐哈希等。
密码协议原理
密码协议分类
介绍密码协议的分类，如认证协议、密钥协 商协议、安全通信协议等。
常见密码协议
介绍常见的密码协议，如Kerberos、 SSL/TLS、IPSec等。
密码协议安全性分析
分析密码协议的安全性，包括协议的假设、 攻击模型和安全性证明等。
混合加密技术
01
结合对称加密和非对称加密的优势，提高加密效率和安全性。
量子密码学
02
利用量子力学的特性，设计出无法被量子计算机破解的密码系
统。
可信计算
03
通过硬件和软件的集成设计，提高计算机系统的安全性和可信
度。
密码技术的创新与应用前景
区块链技术
利用密码学原理保证交易的安全性和不可篡改性 ，在金融、供应链等领域有广泛应用前景。
加密算法原理
介绍加密算法的基本原理，包括对称加 密算法和非对称加密算法，如AES、 RSA等。
密钥管理原理
阐述密钥的生成、分发、存储和更新 等过程，以及密钥管理的安全策略和
最佳实践。
加密模式原理
解释加密模式的工作方式，如ECB、 CBC、CFB、OFB等，以及它们的特 点和适用场景。
加密算法安全性证明
和人民利益的重要手段。
网络安全防护技术
网络安全防护技术包括防火墙、入 侵检测、安全审计、漏洞扫描等， 这些技术可以有效地提高网络的安 全性。
网络安全法律法规
各国政府都制定了一系列网络安全 法律法规，对网络犯罪进行打击， 保护网络空间的安全和稳定。
05
密码技术的挑战与未来发展
密码技术的安全挑战