现代密码学第10讲：密码协议
现代密码学-绪论
在网络中插入伪造的消息冒充消息发送者，在文件中插入伪造记录等 重放、假冒、诽谤、中间人攻击（Man-in-the-Middle，简称“MITM”）
主动攻击很难完全防止，因为它是不断变化的
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第一章 绪论 ：1.1 信息安全面临的威胁
*** 安全威胁的来源
安全威胁主要来自于黑客(又称入侵者)和恶意代码(包括病 毒)的非法入侵
各种自然灾害(洪水，雷电等)，恶劣的场地环境(漏水，烟火，粉 尘，温湿度失调，害虫)、电磁辐射与干扰，系统故障(网络设备 自然老化、电源、软硬件故障、通讯故障)等等。
对信息系统具有摧毁性，故障性，秘密泄漏。
人为威胁：
对信息及信息系统的人为攻击 ▪ 通过寻找系统的弱点，以便达到破坏，欺骗，窃取数据等目的 ▪ 人为威胁可区分为有意和无意两种
犯罪分子
非法窃取系统资源，对数据进行未授权的修改或破坏计算机系统。 如盗用信用卡号和密码，银行转帐，网络钓鱼等
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第一章 绪论 ：1.1 信息安全面临的威胁
*** 安全威胁的来源
威胁来源之恶意代码
恶意代码指病毒、蠕虫等恶意程序，往往是黑客编写使用的工具或 者具有独立执行能力的病毒等软件
恶意代码可分为两类：
*** 安全威胁的来源
从黑客性质上又可分为如下几种：
无恶意的人(白帽子、灰帽子)
仅仅是破译和进入一个计算机系统，为了展示自己在计算机网络 方面的才能，满足某种心理需求(病毒编写者，黑客软件编写者和 使用者)
心怀不轨，有报复心理的人
对计算机系统实施破坏，以达到某种心理平衡。比如不满的雇员， 竞争的对手
、密钥的窃取等等都是现实的威胁
安全漏洞(Vulnerability)是信息及信息系统产生安全问题 的内因
现代密码学课后题答案
《现代密码学习题》答案第一章判断题×√√√√×√√选择题1、1949年，（ A ）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。
A、ShannonB、DiffieC、HellmanD、Shamir2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥5部分组成，而其安全性是由（ D）决定的。
A、加密算法B、解密算法C、加解密算法D、密钥3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限，利用已有的最好方法破译它的所需要的代价超出了破译者的破译能力（如时间、空间、资金等资源），那么该密码系统的安全性是（ B ）。
A无条件安全B计算安全C可证明安全D实际安全4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不通，密码分析一般可分为4类：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击，其中破译难度最大的是（ D ）。
A、唯密文攻击B、已知明文攻击C、选择明文攻击D、选择密文攻击填空题：5、1976年，和在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想，从而开创了现代密码学的新领域。
6、密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的保密系统的通信理论和公钥密码思想。
7、密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分析学。
8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 5部分组成的。
9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为对称和非对称。
10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列密码。
第二章判断题：×√√√选择题：1、字母频率分析法对（B ）算法最有效。
A、置换密码B、单表代换密码C、多表代换密码D、序列密码2、（D）算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。
A仿射密码B维吉利亚密码C轮转密码D希尔密码3、重合指数法对（C）算法的破解最有效。
A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码，其密码体制采用的是（C ）。
密码技术基础知识ppt课件
公钥基础设施
PKI系统组成
证书发布系统 证书发布系统负责证书的发放，如可以通过用户自己
，或是通过目录服务器发放。目录服务器可以是一个组织中现 存的，也可以是PKI方案中提供的。
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公钥基础设施
PKI的应用
PKI的应用非常广泛，包括应用在web服务器和浏览器 之间的通信、电子邮件、电子数据交换(EDI)、在Intenet上的 信用卡交易和虚拟私有网(VPN)等。
对称加密算法相比非对称加密算法来说，加解密的效率要高得 多。但是缺陷在于对于秘钥的管理上，以及在非安全信道中通讯时， 密钥交换的安全性不能保障。所以在实际的网络环境中，会将两者混 合使用。
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目录
公钥基础设施
简介 PKI系统组成 PKI的应用
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公钥基础设施
简介
PKI是“Public Key Infrastructure”的缩写，意为“公钥基础 设施”。简单地说，PKI技术就是利用公钥理论和技术建立的提供信息 安全服务的基础设施。公钥体制是目前应用最广泛的一种加密体制， 在这一体制中，加密密钥与解密密钥各不相同，发送信息的人利用接 收者的公钥发送加密信息，接收者再利用自己专有的私钥进行解密。 这种方式既保证了信息的机密性，又能保证信息具有不可抵赖性。
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数字摘要技术
数字摘要的常用技术
4、Base64 Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法 ，由于2的6次方等于64，所以每6位为一个单元，对应摸个可打印字 符，三个娭毑有24位，，对应4个Base64单元，即三个字节需要用4个 打印字符来表示。
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数字摘要技术
数字摘要的应用
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密钥管理技术
密钥的分配
谈现代密码学的教学
第33卷第9期湖南科技学院学报V ol.33 No.9 2012年9月 Journal of Hunan University of Science and Engineering Sep.2012谈现代密码学的教学黄琼郭艾侠（华南农业大学 信息学院，广东 广州 510642）摘 要：密码学是实现信息安全的一个重要工具。
文章就如何提高现代密码学课程的教学效率、激发学生的兴趣，阐述几点感觉和体会。
在教学中应注重理论与应用、攻击与防御的紧密结合，以应用入手，带出理论，再辅之以理论在实际中的具体应用。
关键词：信息安全；密码学；数学；教学思想中图分类号：G642文献标识码：A 文章编号：1673-2219（2012）09-0171-020 引 言近年来，随着计算机、网络、通信等的信息技术迅速发展，出现了大量的电子、计算机设备和应用系统，以及网络信息系统，例如电子商务、电子政务、网上银行、移动通信 等。
这些设备和系统与人们的日常生活的联系越来越紧密，成为人们生活中不可或缺的部分。
虽然社会的信息化程度越来越高，这些设备和系统在我们的生活中起着越来越重要的作用，但是随之而来的安全问题却不容小觑。
近几年信息安全事件频繁发生，信息泄漏给人们的生活造成诸多不良影响和困扰，使得人们对信息安全的关注度也越来越高。
如何保障信息安全也成为了一个热点研究问题。
然而，无论是过去、现在还是将来，信息安全保障技术以数学和计算机科学为基础，需要相关专业的毕业生来开发并实现这些防护技术。
因此，许多高校都开设了信息安全或相关专业，培养优秀毕业生，将来从事信息安全建设工作。
保障信息安全的一个重要手段是密码学。
密码技术可以用于实现数据的保密性、完整性、不可篡改性、可用性、不可抵赖性等，也可以用于控制对数据的访问。
密码学的重要基础是数学，如抽像代数、数论等，理论性强，是一门相对比较难学的学科。
许多学生对如何使用理论知识来解决实际问题还不是很清楚[1]。
密码学导论
计算机单机，专人操作
网络时代 • 需要自动工具来保护存储在计算机
中的文件及其它信息
• 需要可靠措施来保护网络和通信链
接中的数据传输
计算机安全：单机数据安全
网络安全：传输过程中的数据安全
密码学导论--中国互科联学技网术安大全学 ：全网络上的数据安全
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一个通信安全的例子
❖ Alice与Bob通信
Alice
密码编码学与网络安全：原理与实践(第六版 •William Stallings, 电子工业出版社，2006年
❖ 参考书：
)
应用密码学——协议、算法与C源程序
•Bruce Schneier, 机械工业出版社，2001
密码编码学和密码分析
•机械工业出版社，吴世忠等译，2001年
密码学与计算机网络安全
•卿斯汉，清华大学出版社，2001年
密码学导论中国科学技术大学绪论经典技术与理论经典密码密码学理论基础密码算法分组密码流密码公开密钥密码媒体内容安全基础安全技术消息认证及其算法数字签名与认证密码应用密钥管理与应用密码协议
本章目录
第一节 复杂的信息安全
• 信息安全的复杂性 • 安全框架与模型
第二节 密码学的历史
第三节 密码学基本概念
• 基本术语、基本模型、基本原则、基本参数 • 安全的种类、密码分析基本类型 • 密码体制分类
多方协议，……
密码学导论--中国科学技术大学
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网络访问安全模型
用户
访问通道
看门 函数
❖ 使用网络访问安全模型需要：
选择合适的看门函数识别用户 实现安全控制，确保仅授权用户可以使用指定信息或资源
❖ 可信计算机系统有助于实现此模型
信息系统
现代密码学杨波课后习题讲解
习题
第四章 公钥密码
习题
1.证明以下关系：
(1)(a mod n) (b mod n),则a b mod n (2) a b mod n,则b a mod n
(3) a b mod n,b c mod n,则a c mod n
解：（1）设 a mod n ra ,b mod n rb ，由题意得 ra rb ，且存在 整数 j, k ，使得a jn ra ,b kn rb ,可得 a b ( j k)n, 即n | (a b), 证得a b mod n
习题
习题
习题
习题
第五章密钥分配与密钥管理
习题
2.Diffie-Hellman密钥交换协议，中间人攻击，详细实施过程。
ECB模式：每个明文组独立地以同一密钥加密 CBC模式：加密算法的输入是当前明文组与前一密文组的异或
习题
习题
4. 在 8 比特 CFB 模式中，如果在密文字符中出现 1 比特的错误， 问该错误能传播多远。
CFB模式：每次只处理输入的j比特，将上一次的密文用作 加密算法的输入以产生伪随机输出，该输出再与当前明文 异或以产生当前密文。
，(ab mod 2n ) (abdiv2n )
1，(ab mod 2n ) (abdiv2n )
注意：(ab mod 2n)相当于 ab 的 n 个有效最低位，(ab div 2n) 是 ab 右移 n 位。
IDEA：明文、分组、密钥、8轮迭代（不是传统的feistel）、 输出变换
习题
习题
Elgamal：y,p,g,x；密文对 解：(1) C1≡gk mod p = 72 mod 71 = 49，
C2≡yBk M mod p = (32×30) mod 71= 57 密文为 C=(C1, C2)=(49, 57)。
现代密码学：第50讲 Diffie-Hellman密钥交换协议
现代密码学第五十讲Diffie-Hellman 密钥交换信息与软件工程学院第五十讲Diffie-Hellman 密钥交换Diffie-Hellman密钥交换协议Diffie-Hellman密钥交换中的安全问题☐密钥交换是实现安全通信的基础✓商用加密算法AES和DES需要在安全通信之前，实现通信双方的密钥共享。
☐密钥交换的方法：✓基于RSA的密钥交换；✓基于KDC技术(Key Distributed Center，密钥分发中心)；✓Diffie-Hellman密钥交换（简称：DH算法）；✓基于物理层的密钥交换。
DH算法是不安全信道下实现安全密钥共享的一种方法，由W.Diffie和M.Hellman在1976年提出的第一个公开的公钥密码算法。
Whitfield Diffie Martin Hellman用户A用户B DH算法第五十讲Diffie-Hellman 密钥交换Diffie-Hellman密钥交换协议Diffie-Hellman密钥交换中的安全问题除了破获密钥，攻击者还有其他的攻击方式吗？☐DH算法存在的安全问题：✓容易遭受阻塞攻击：因为幂运算是计算密集性的，当敌手发起大量的密钥请求，受攻击者将花费较大计算资源来做幂运算；✓容易遭受中间人攻击：敌手可分别冒充用户A和B中的一方，与另一方交换密钥（敌手就可以监听和传递A和B的秘密信息而不被发现）。
用户A 用户B 敌手C 中间人攻击Diffie-Hellman密钥交换中的安全问题☐课后调研：✓了解一下奥克利（Oakley）协议是什么？✓Oakley协议是如何解决DH协议所面临的几个安全问题的？•密钥交换是实现安全通信的基础✓基于RSA:证书颁发机构CA(Certificate Authority)；✓基于DES/AES: 密钥分发中心KDC (Key Distributed Center)。
密钥分发中心KDC•端到端密钥交换随着物联网的兴起，端到端的安全通信成为必然需求。
密码学基本概念
密码学起源
传说，古时候有一对夫妻，男的名叫李石匠，女的叫张小 花。李石匠靠手艺赚钱，张小花在家纺纱织布。一年，李 石匠参加修建石桥，因工程紧张，十一个月也没回家一次。 张小花独自在家只有纺车做伴。一天石匠工地回来一个工 友路过她家，她托这个工友给丈夫带去一封书信。
密码学起源
第六十回 吴用智赚玉麒麟 梁山泊义军头领宋江久慕卢俊 义的威名，一心想招取卢俊义上山坐第一把交椅，共图大 业，替天行道。智多星吴用扮成一个算命先生，利用卢俊 义正为躲避“血光之灾”的惶恐心里，口占四句卦歌，并 让他端书在家宅的墙壁上。 卢花滩上有扁舟，俊杰黄昏独自游。义到尽头原是命，反 躬逃难必无忧。 这四句诗写出后，被官府拿到了证据，大兴问罪之师，到 处捉拿卢俊义，终于把他逼上梁山。
密码学起源
大约在1793年，当时的美国总统托马斯杰斐逊发明了一 种轮子密码机。转动轮子使明文中的所有字母全排在一 条直线上为止．这时圆柱体的其他25行字母也因这一行 的固定而被固定了．任选这25行中的一行发出去即为密 文．
密码学起源
“谜”（ENIGMA）密码最初是由一个叫胡戈· 科赫的荷兰人 发明的。起初主要提供给想保护自己生意秘密的公司使用， 但其商界的销路一直不理想。后来德国人将其改装为军用型， 使之更为复杂可靠。德国海军于1926年开始使用 “ENIGMA”，陆军则于1928年开始使用。1933年，纳粹最 高统帅部通信部决定将“ENIGMA”作为德国国防军新式闪击 部队的通信装置。德国人在战争期间共生产了大约10多万部 “谜”密码机。1940年，经过盟军密码分析学家的不懈努力， “恩尼格玛”密码机被动攻破，盟军掌握了德军的许多机密， 而德国军方却对此一无所知。
保密通信的功罪