公钥密码体制的核心思想是
信息安全中的密码-sunrui1
几个术语（续）
加密算法：对明文进行加密时所采用的一组规 则或变换。 解密算法：对密文进行解密时所采用的一组规 则或变换。 加密和解密通常都是在一组密钥的控制下进行 的，分别称为加密密钥和解密密钥。 一个密码系统（或称为密码体制或简称为密码） 由算法以及所有可能的明文、密文和密钥（分 别称为明文空间、密文空间和密钥空间）组成。
分组算法设计原则（续）
必须结合预定的实现方法进行考虑。 硬件实现：高速率。此时，加密与解密可以
用同样的器件实现。为了适应超大规模集成电路 的实现途径，分组密码应该具有标准的组件结构。
软件实现：灵活、代价小。此时，分组密码
的运算在子模块上通过简单的运算进行。这些子 模块的大小应该能够适应软件编程的特点，同时， 这些运算也应该是软件编程容易实现的运算（例 如一些标准的加法、乘法、移位等基本指令）。
网络中的加密普遍采用双钥和单钥 密码相结合的混合加密体制
加解密: 采用私钥密码 密码传送:采用公钥密码
既解决了密钥管理的困难，又解决 了加解密速度慢的问题。
密码分析
Kerckhoff假设： 假定密码分析者知道所使用的密码系统。
不应该将密码系统的安全性建立分析者不 知道密码系统的前提下，在设计一个密码系统 时，我们的目的是在 Kerckhoff 假设的前提下 实现安全。
间的依赖关系进行破译，密码的设计应该保证这种依赖 关系足够复杂。
扩散原则——为避免密码分析者对密钥逐段破译，密
码的设计应该保证密钥的每位数字能够影响密文中的多 位数字；同时，为了避免避免密码分析者利用明文的统 计特性，密码的设计应该保证明文的每位数字能够影响 密文中的多位数字，从而隐藏明文的统计特性。 乘积密码对两种或更多的简单密码进行逐次应用，是 一种实现上述混乱原则和扩散原则的有效方法。
公钥密码体制公钥密码体制
首次公开提出了“公开密钥密码编码学”的概念。
这是一个与对称密码编码截然不同的方案。
提出公开密钥的理论时，其实用性并没有又得到证明：
❖ 当时还未发现满足公开密钥编码理论的算法； ❖ 直到 1978 年，RSA 算法的提出。
2.基本特征
❖ 加密和解密使用两个不同的密钥 公钥PK：公开，用于加密，私钥SK：保密，用作解密 密钥
3.优点
❖ 密钥管理
加密密钥是公开的； 解密密钥需要妥善保存； 在当今具有用户量大、消息发送方与接收方具有明显的信息不对称
特点的应用环境中表现出了令人乐观的前景。 新用户的增加只需要产生一对公共/私有密钥。
❖ 数字签名和认证
只有解密密钥能解密，只有正确的接收者才拥有解密密钥。
缺点：公共密钥系统的主要弱点是加密和解密速度慢。
加密与解密由不同的密钥完成； 知道加密算法，从加密密钥得到解密密钥在计算上是不可行的； 两个密钥中任何一个都可以作为加密而另一个用作解密。
6.公钥密码算法
除RSA算法以外，建立在不同计算问题上的其他公钥密码算法 有：
基于因子分解问题的Rabin算法； 椭圆曲线公钥算法； 基于有限域中离散对数难题的ElGamal公钥密码算法 基于代数编码系统的McEliece公钥密码算法； 基于“子集和”难题的Merkle-Hellman Knapsack（背包）公钥密码算 法； 目前被认为安全的Knapsack型公钥密码算法Chor-Rivest。
实际应用中的加密方式
❖ 混合加密技术 对称密码体制：密钥分发困难 公钥体制：加解密效率低 将对称加密算法的数据处理速度和公钥算法对密钥的保 密功能相结合 利用对称加密算法加密传输数据 利用非对称加密算法交换会话密钥
实际应用中的加密方式
信息安全试题（一）
信息安全试题（一）一、单项选择题（每小题2分，共20分）1．信息安全的基本属性是＿＿＿。
A. 保密性B.完整性C. 可用性、可控性、可靠性D. A，B，C都是2．假设使用一种加密算法，它的加密方法很简单：将每一个字母加5，即a加密成f。
这种算法的密钥就是5，那么它属于＿＿＿。
A. 对称加密技术B. 分组密码技术C. 公钥加密技术D. 单向函数密码技术3．密码学的目的是＿＿＿。
A. 研究数据加密B. 研究数据解密C. 研究数据保密D. 研究数据的加密与解密4．A方有一对密钥（KA公开，KA秘密），B方有一对密钥（KB公开，KB秘密），A方向B方发送数字签名M，对信息M加密为：M’= KB公开（KA秘密（M））。
B方收到密文的解密方案是＿＿＿。
A. KB公开（KA秘密（M’）） B. KA公开（KA公开（M’））C. KA公开（KB秘密（M’）） D. KB秘密（KA秘密（M’））5．数字签名要预先使用单向Hash函数进行处理的原因是＿＿＿。
A. 多一道加密工序使密文更难破译B. 提高密文的计算速度C. 缩小签名密文的长度，加快数字签名和验证签名的运算速度D. 保证密文能正确还原成明文6．身份鉴别是安全服务中的重要一环，以下关于身份鉴别叙述不正确的是＿＿。
A. 身份鉴别是授权控制的基础B. 身份鉴别一般不用提供双向的认证C. 目前一般采用基于对称密钥加密或公开密钥加密的方法D. 数字签名机制是实现身份鉴别的重要机制7．防火墙用于将Internet和内部网络隔离＿＿＿。
A. 是防止Internet火灾的硬件设施B. 是网络安全和信息安全的软件和硬件设施C. 是保护线路不受破坏的软件和硬件设施D. 是起抗电磁干扰作用的硬件设施二、填空题（每空1分，共20分）2．古典密码包括代替密码和置换密码两种，对称密码体制和非对称密码体制都属于现代密码体制。
传统的密码系统主要存在两个缺点：一是密钥管理与分配问题；二是认证问题。
密码学习题——精选推荐
密码学习题1.下⾯有关保密通信说法错误的是（D ）A) 原始的消息称为明⽂B) 经过加密的消息称为密⽂C) ⽤来传输消息的通道称为信道D) 消息的接收者称为信源2.费吉尼亚密码属于（）A) 单表替代密码B) 多表替代密码C) 移位密码D) 仿射密码3、RSA使⽤不⽅便的最⼤问题是（）A）产⽣密钥需要强⼤的计算能⼒B）算法中需要⼤数C）算法中需要素数D）被攻击过许多次4.下列哪个不属于DES要⽤到的基本运算（ B ）A) 初始置换IP B) ⾏移位变换C) S-盒运算D) P-置换5、在密码学中，需要被变换的原消息被称为（ D ）A）密⽂ B）加密算法C）密码 D）明⽂6.与RSA算法相⽐，DSS不包括（C ）A)数字签名B)鉴别机制C)加密机制D)数据完整性7.ELGamal密码体制的困难性是基于（A ）A) 有限域上的离散对数问题B) ⼤整数分解问题C) 欧拉定理D) 椭圆曲线上的离散对数问题8、密码学（cryptology）是研究秘密通信的原理和破译密码的⽅法的⼀门科学，依此密码学的包含两个相互对⽴的分⽀有（D）A）对称密码和⾮对称密码 B）密码技术和散列函数C）密码技术和数字签名 D）密码分析和密码编码学9、加密技术不能提供⼀下哪种安全服务（ D ）A）鉴别 B）机密性C）完整性 D）可⽤性10、在密码学中，下列对RSA的描述正确的是（B ）A）RSA是秘密密钥算法和对称密钥算法B）RSA是⾮对称密钥算法和公钥算法C）RSA是秘密密钥算法和⾮对称密钥算法D）RSA是公钥算法和对称密钥算法11、AES的密钥长度不可能多少⽐特（ B ）A）192 B）56C）128 D）25612.1976年，⾸次提出了公钥密码体制思想的是（ B ）A) 戴维·卡恩B) 迪菲和赫尔曼C) ⾹农D) 沙⽶尔13、通常使⽤下列哪种⽅法来实现抗抵赖性（C ）A）加密 C）时间戳B）数字签名 D）数字指纹14.DES的分组长度为（ D ）A) 128位B) 256位C) 16位D) 64位15.下列哪个不属于AES要⽤到的基本运算（A ）A) 初始置换IP B) ⾏移位变换C) 字节替换变换D) 列混合变换16.不属于公钥密码体制的是（A ）A) DES B) RSAC) ELGamal D) ECC17.下⾯有关AES说法错误的是（D ）A) 属于迭代型密码B) 轮密钥的长度由加解密轮数决定C) 安全性强于DES D) 实现代价⾼于DES18.下⾯有关盲签名说法错误的是（ B ）A) 消息的内容对签名者是不可见的B) 在签名被公开后，签名者能够追踪签名C) 消息的盲化处理由消息拥有者完成D) 满⾜不可否认性19.AES的分组长度为（D ）A) 64位B) 256位C) 16位D) 128位20.使密码学成为⼀门真正的科学的著作是（C ）A) 《破译者》B) 《密码学新⽅向》C) 《保密系统的通信理论》D) 《学问的发展》21.⾸次提出公钥密码体制的概念的著作是（ B ）A) 《破译者》B) 《密码学新⽅向》C) 《保密系统的通信理论》D) 《学问的发展》22.⾸次提出公钥密码体制的概念的著作是（B ）A) 《破译者》B) 《密码学新⽅向》C) 《保密系统的通信理论》D) 《学问的发展》23.恺撒密码的密钥K为（A ）A) 3 B) 2C) 4 D) 624恺撒密码属于（A ）A) 移位密码B) 多表替代密码C) 置换密码D) PLAYFAIR密码25.不属于对称密码体制的是（）A) DES B) ECCC) AES D) IDEA26.根据明⽂对信息的处理⽅式，可将密码体制分为（C ）A) 对称密码和⾮对称密码B) 单向函数密码和双向变换密码C) 分组密码和序列密码D) 确定性密码和概率性密码27.下⾯有关数字签名说法错误的是（ D ）A) 签名是不可伪造的B) 签名是不可抵赖的C) 签名是不可篡改的D) 签名是可复制的28.散列函数（SHA）的作⽤（）A) 求消息的散列码B) 消息加密C) 消息解密D) 消息签名29.下⾯有关对称密码体制的特点说法错误的是（C ）A) 加密密钥和解密密钥相同B) 加、解密处理速度快C) 密钥管理简单D) 算法安全性⾼30.恺撒密码出现在（）A)古典密码时期 B)近代密码时期C)现代密码时期 D)以上都不是31.RSA密码体制的困难性是基于（ B ）A) 有限域上的离散对数问题B) ⼤整数分解问题C) 欧拉定理D) 椭圆曲线上的离散对数问题32.数字签名不能实现的安全性保证为（ D）A) 防抵赖B) 防伪造C) 防冒充D) 保密通信33.下⾯关于密码算法的阐述不正确的是（）A)对于⼀个安全的密码算法，即使是达不到理论上的不破的，也应当实际上是不可破的。
密码学竞赛题1
模拟练习•多项选择题•判断题一.单项选择题（共40题，每题1分）1.Vigenere密码是由法国密码学家（A）提出来的。
•?A.Blaise de Vigenere•?B.Charles Wheatstone •?C.Lyon Playfair•?D.Lester Hill2.对于分组密码，Kaliski和（ D）提出了多线性逼近方法•?A.Shannon •?B.Shamir•?C.Rivest•?D.Robshaw3.英国海军部的“_____”在第一次世界大战中帮助英国破译了约15000份德国密电，使得英国海军在与德国海军的交战中屡次占得先机并取得胜利。
（ C）•?A.20号房间•?B.30号房间•?C.40号房间•?D.50号房间4.通常使用下列哪种方法来实现抗抵赖性（ B）。
•?A.加密•?B.数字签名•?C.时间戳•?D.数字指纹5.凯撒密码体制是一种加法密码，现有凯撒密码表，其密钥为k=3，将密文mldrbxnhsx解密后，明文为（C）。
•?A.jiaoyukepx•?B.ijaoyukepu•?C.jiaoyukepu•?D.aojuyukepu6. 一种密码攻击的复杂度可分为两部分，即数据复杂度和（ B）•?A.时间复杂度•?B.处理复杂度•?C.空间复杂度•?D.计算复杂度7.背包体制的安全性是源于背包难题是一个（ C）问题•?A.NP•?B.离散对数•?C.NPC•?D.P8.目前公开密钥密码主要用来进行数字签名，或用于保护传统密码的密钥，而不用于数据加密的原因有（ B）。
•?A.公钥密码的密钥太短•?B.公钥密码的效率比较低•?C.公钥密码的安全性不好•?D.公钥密码抗攻击性比较差9. 代换密码是把明文中的各字符的(B)得到密文的一种密码体制。
•?A.位置次序重新排列•?B.替换为其他字符•?C.增加其他字符•?D.减少其他字符10.希尔变化的思想是利用Z26上的（A）把n个连续的明文字母替换为n个密文字母。
基于RSA的公钥密码理论分析
基于R SA的公钥密码理论分析张萍萍(滨州学院教学与信息科学系山东滨州256603)；●●[摘要】对R S^公钥密码体制的理论进行分析，介绍R s^公钥密码体制的特点和算法以及R s^的应用与发展，并分析攻击l i SA算法的可能性。
[关键词】R S A公开密钥密码体制加密算法攻击中图分类号：T P3文献标识码：^文章编号t1671—7597(2009)1210037-02所谓密码技术，就是对信息进行重新编码．从而达到隐藏信息内容使非法用户无法获取信息真实内容的一种手段。
密钥，是密码体制的关键。
公开密钥密码体制是由St a ndf a m d大学的研究人员Di f f i e和Hel l m an于1976年提出的．即使用不同的加密密钥和解密密钥，是一种由已知加密密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的密码体制，公开密钥密码体制的产生主要是由于常规密钥密密体制的密钥分配问题和数字签名的需求。
D i f i e和H e l m a n所提出的方法是使用一个加密算法E和一个解密算法D；对于所选的E和D，即使完全知道了E也不可能从其推导出D，此算法有三个条件需要满足[1]：(1)D(E(P))=P；(2)从E导出D极其困难；(3)由一段明文不可能破译出E．如果满足上述条件，就没有任何理由不公开E．D i f i f e和H e l ni a n方法的基本思想是：任何想要接收报文的个人或单位首先要设计两个算法即E和D。
这两个算法必须满足上述的三个条件。
然后。
公开加密算法E(或密钥)．这就是公开密钥加密算法名称的由来．i、公开密钥密码体一的特点公开密钥加密系统采用的加密钥匙(公钥)和解密钥匙(私钥)是不同的。
由于加密钥匙是公开的，密钥的分配和管理就很简单，比如对于具有n个用户的网络，仅需要2n个密钥。
公开密钥加密系统还能够很容易地实现数字签名．因此，最适合于电子商务应用需要。
这些算法有以下重要特性：(1)仅仅知道密码算法和加密密钥而要确定解密密钥，在计算上是不可能的．(2)两个相关密钥中任何一个都可以用作加密而让另外一个用作解密．毗占垒t一■■醵，‘■■，硅一置一茸E，图l公开密钥加密过程图1给出了公开密钥加密过程。
密码学基本原理综述
密码学基本原理综述作者：王秋红来源：《科技资讯》 2011年第33期王秋红（海口经济学院海南海口 571127）摘要：在人类的历史上密码已使用了上千年，本文在曾经出现过的密码做了一个概括的总结，对未来密码学的研究方向做了一个预测。
概括了各种常用密码的基本原理。
关键字：传统密码对称密码公钥密码量子密码中图分类号：TN918 文献标识码： A 文章编号：1672-3791（2011）11（c）-0000-00密码学是研究密码技术的重要学科，是保障信息安全的核心手段。
密码技术在古代就有广泛的应用，如狼烟，消息数等；但应用也仅限于外交和军事等重要领域。
一直到20世纪中期都才逐渐形成密码学理论基础。
随着计算机技术的快速发展，密码技术正在不断向更多其他领域渗透，应用越来越广。
密码学是集数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的交叉学科。
从历史发展的角度来分，密码技术主要分为传统密码技术和现代密码技术。
1 传统密码技术一般认为的传统密码技术是指没有理论，凭直观想象的密码技术，主要有以下几种方式。
1.1 替代密码替代密码又有单表替代密码和多表替代密码之分。
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。
例：a-C b-D c-E d-F……s-U……z-B，则明文的computer可变为密文的EQORWVGT。
多表替代密码又称周期替代密码或维吉尼亚（Vigenere）密码。
1.2 换位密码换位密码是采用移位法进行加密的。
它把明文中的字母重新排列，本身不变，但位置变了。
如：把明文中的字母的顺序倒过来写，然后以固定长度的字母组发送或记录。
1.3 简单异或异或（XOR）在C语言中是“^”操作，或者用数学表达式⊕表示。
1.4 一次密码本有一种理想的加密方案，叫做一次密码本（One-Time Pad）。
一次密码本是一个大的不重复的真随机密钥字母集，这个密钥字母集被写在几张纸上，并被粘成一个密码本。
对称加密和公钥加密算法的基本原理
对称加密和公钥加密算法的基本原理对称加密和公钥加密算法是现代密码学中常用的两种加密方式。
它们都具有保护数据安全的重要作用，但在原理和应用方面有所不同。
一、对称加密算法的基本原理对称加密算法也称为私钥加密算法，其基本原理是使用相同的密钥进行加密和解密。
在对称加密中，发送方和接收方共享一个密钥，发送方使用该密钥对数据进行加密，接收方使用相同密钥对加密数据进行解密。
对称加密算法的加密过程如下：1. 发送方选择一个密钥，并将该密钥与明文数据一起进行加密操作。
2. 加密后的数据通过网络传输到接收方。
3. 接收方使用相同的密钥对收到的加密数据进行解密操作，还原出明文数据。
对称加密算法的核心是密钥的安全性。
由于发送方和接收方使用相同的密钥，因此如果密钥被泄露，攻击者就能够轻易地解密密文数据。
为了确保密钥的安全，对称加密算法通常要求在密钥的传输和存储过程中采取特定的安全措施。
常见的对称加密算法有DES（Data Encryption Standard）、AES （Advanced Encryption Standard）等。
它们在保证数据安全性的具有高效性和速度快的特点。
对称加密算法主要应用于保护大量数据传输的场景，如文件传输、数据库加密等。
二、公钥加密算法的基本原理公钥加密算法也称为非对称加密算法，与对称加密算法不同，它使用一对密钥进行加密和解密，这对密钥分别称为公钥和私钥。
公钥可以公开传输和分享，用于加密数据；私钥则保密并由接收方使用，用于解密数据。
公钥加密算法的加密过程如下：1. 接收方生成一对密钥：公钥和私钥。
私钥保密，而公钥可以发布给任何人。
2. 发送方使用接收方的公钥对数据进行加密操作。
3. 加密后的数据通过网络传输到接收方。
4. 接收方使用自己的私钥对收到的加密数据进行解密操作，还原出明文数据。
公钥加密算法的核心是数学上的难题，如大素数的因数分解、离散对数等。
这些问题在计算上是难以求解的，保证了数据的安全性。
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公钥密码体制的核心思想是：加密和解密采用不同的密钥。这是公钥密码体制和传统的对
称密码体制最大的区别。对于传统对称密码而言，密文的安全性完全依赖于密钥的保密
性，一旦密钥泄漏，将毫无保密性可言。但是公钥密码体制彻底改变了这一状况。在公钥
密码体制中，公钥是公开的，只有私钥是需要保密的。知道公钥和密码算法要推测出私钥
在计算上是不可行的。这样，只要私钥是安全的，那么加密就是可信的。
显然，对称密码和公钥密码都需要保证密钥的安全，不同之处在于密钥的管理和分发上
面。在对称密码中，必须要有一种可靠的手段将加密密钥（同时也是解密密钥）告诉给解
密方；而在公钥密码体制中，这是不需要的。解密方只需要保证自己的私钥的保密性即
可，对于公钥，无论是对加密方而言还是对密码分析者而言都是公开的，故无需考虑采用
可靠的通道进行密码分发。这使得密钥管理和密钥分发的难度大大降低了。
加密和解密:发送方利用接收方的公钥对要发送的明文进行加密,接受方利用自己的
私钥进行解密,其中公钥和私钥匙相对的,任何一个作为公钥,则另一个
就为私钥.但是因为非对称加密技术的速度比较慢,所以,一般采用对称
加密技术加密明文,然后用非对称加密技术加密对称密钥,即数字信封 技术.
签名和验证:发送方用特殊的hash算法，由明文中产生固定长度的摘要，然后利用
自己的私钥对形成的摘要进行加密，这个过程就叫签名。接受方利用
发送方的公钥解密被加密的摘要得到结果A，然后对明文也进行hash操
作产生摘要B.最后,把A和B作比较。此方式既可以保证发送方的身份不
可抵赖，又可以保证数据在传输过程中不会被篡改。
首先要分清它们的概念:
加密和认证
首先我们需要区分加密和认证这两个基本概念。
加密是将数据资料加密，使得非法用户即使取得加密过的资料，也无法获取正确的资
料内容，所以数据加密可以保护数据，防止监听攻击。其重点在于数据的安全性。身份认
证是用来判断某个身份的真实性，确认身份后，系统才可以依不同的身份给予不同的权
限。其重点在于用户的真实性。两者的侧重点是不同的。
公钥和私钥
其次我们还要了解公钥和私钥的概念和作用。
在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是非对称密钥密
码系统，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥
是公开的，不需要保密，而私钥是由个人自己持有，并且必须妥善保管和注意保密。
公钥私钥的原则：
一个公钥对应一个私钥。
密钥对中，让大家都知道的是公钥，不告诉大家，只有自己知道的，是私钥。
如果用其中一个密钥加密数据，则只有对应的那个密钥才可以解密。
如果用其中一个密钥可以进行解密数据，则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。
非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证，而公钥加密的过程和公钥认证
的过程是不一样的，下面我就详细讲解一下两者的区别。
事例说明下:
例如:比如有两个用户Alice和Bob，Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob，
Bob有一对公钥和私钥，那么加密解密的过程如下：
Bob将他的公开密钥传送给Alice。
Alice用Bob的公开密钥加密她的消息，然后传送给Bob。
Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。
那么Bob怎么可以辨认Alice是不是真人还是冒充的.我们只要和上面的例子方法相反就可
以了.
Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件签名。
Alice将签名的文件传送给Bob。
Bob用Alice的公钥解密文件，从而验证签名。
通过例子大家应该有所了解吧!