第五讲序列密码
《网络安全》第5-6讲(2.4)
2.4 公钥（非对称）密码体制
2.4.2 公钥密码体制的原理
公钥密码体制的基本数学方法和基本原理如下所述。 2．用于构造公钥密码的常用单向函数 1）多项式求根 有限域GF(p)上的一个多项式
f ( x) ( x anmod p
当给定多项式的系数和x、p以后，利用Honer算法，最多进行 n次乘法，n-1次加法，就可以求得y的值。但已知多项式的系数a 和y、p以后，要求x，就需要对高次方程求根，至少要进行不小 于n2(lbp)2的整数次乘法，当n、p很大时很难求解。
定n以后求p、q的问题称为RSA问题。求n=p×q分解问题有以下几种形式：
（1）分解整数n为p、q； （2）给定整数M、C，求d使得Cd≡M mod n； （3）给定整数k、C，求M使得Mk≡C mod n； （4）给定整数x、C，决定是否存在y使得x≡y2mod n（二次剩余问题）。
遵义师范学院
给定x求y是容易的，但是当p很大时，从x=logby中要计算x是非常困难 的。如b=2，p=2100，给定x求y，只需作100次乘法，利用高速计算机可 在0.1ms内完成。而给定y求x，所需计算量为1600年。可见，有限域 GF(p)中的指数函数f(x)=bx是一个单向函数。
x=logby
遵义师范学院
遵义师范学院
2.4 公钥（非对称）密码体制
2.4.1 公钥密码体制的基本概念 3.电子签证机关
电子签证机关（即CA）是负责颁发数字证书的权威机构。CA自 身拥有密钥对，可以使用私钥完成对其他证书的数字签名，同时也拥 有一个对外开放的证书（内含公钥）。网上的公众用户通过验证CA的 数字签名建立信任，任何人都可以得到CA的证书（含公钥），用以验 证它所签发的其他证书。如果用户想建立自己的证书，首先要向CA提 出申请证书的请求。在CA判明申请者的身份后，便为他分配一个密钥 对，并且CA将申请者的公钥与身份信息绑在一起，在为之完成数字签 名后，便形成证书发给那个用户（申请者）。如果一个用户想鉴别数 字证书是否为假冒的，可以用证书发证机构CA的公钥对该证书上的数 字签名进行验证，数字签名验证的过程是使用CA公钥解密的过程，验 证通过的证书就被认为是有效的。CA在公开密码体系中非常重要，负 责签发证书以及证书和密钥的管理等必要工作。CA相当于网上公安机 构，专门发放、验证电子身份证。
加密算法ppt
保密通信系统的模型
密码分析
密码分析学是在不知道密钥的情况下，恢复出明文 的科学。密码分析也可以发现密码体制的弱点。
常见的密码分析攻击有四类：
唯密文攻击（ciphertext-only attack） 密码分析者有一 些密文，这些消息都是用一加密算法加密。 已知明文攻击（know-plaintext attack）密码分析这不仅 可以得到一些消息的密文，而且也知道这些消息的明文。 选择明文攻击（chosen-plaintext attack）分析这不但可 以得到一些消息的明文，而且它们可以选择被加密的明文。 如果分析员能够以某种方式让源系统向系统加入一条他所选 的消息，那么就有可能发生选择明文（choose-plaintext） 攻击。
只有相对较弱的算法才难以抵抗仅有密文的攻击。通 常可以设计加密算法来抵抗已知明文的攻击。
密码分析
由密码方案产生的密文满足下面的条件才是 计算机安全的方案： 解开密码的代价超过所加密的信息的价值。 解密所需的时间超过信息的有用生命期。
常见的蛮力攻击方法就是一直尝试各种可能 的密钥。
加密设备的位置
在使用加密的时候，需要确定对什么进行加密， 以及加密装置的位置。有两个选择：链路加密（ link encryption）和端到端加密（end-to-end encryption）。
链路加密：在每个易受攻击的通信链路的两端都 配备了加密设备。因此，所有通信链路上的通信 都是安全的。在大型网络中就需要大量的加密设 备。能提供高度的安全性。
旋转替换法
假设有一个由两个同心圆所组成的密码转盘，如下所示：
密码转盘图
旋转后的密码转 盘
古典加密技术分析
两个基本组成部分：替换与变换 (substitution and transposition)
信息安全概论课后答案
四45五3六57十4十一34十二47没做“信息安全理论与技术"习题及答案教材:《信息安全概论》段云所，魏仕民，唐礼勇，陈钟，高等教育出版社第一章概述（习题一,p11)1.信息安全的目标是什么?答:信息安全的目标是保护信息的机密性、完整性、抗否认性和可用性；也有观点认为是机密性、完整性和可用性，即CIA(Confidentiality，Integrity，Availability)。
机密性（Confidentiality)是指保证信息不被非授权访问;即使非授权用户得到信息也无法知晓信息内容，因而不能使用完整性(Integrity）是指维护信息的一致性，即信息在生成、传输、存储和使用过程中不应发生人为或非人为的非授权簒改。
抗否认性（Non—repudiation)是指能保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为,是针对通信各方信息真实同一性的安全要求.可用性(Availability）是指保障信息资源随时可提供服务的特性.即授权用户根据需要可以随时访问所需信息。
2.简述信息安全的学科体系。
解：信息安全是一门交叉学科,涉及多方面的理论和应用知识.除了数学、通信、计算机等自然科学外，还涉及法律、心理学等社会科学.信息安全研究大致可以分为基础理论研究、应用技术研究、安全管理研究等。
信息安全研究包括密码研究、安全理论研究；应用技术研究包括安全实现技术、安全平台技术研究；安全管理研究包括安全标准、安全策略、安全测评等.3. 信息安全的理论、技术和应用是什么关系？如何体现？答：信息安全理论为信息安全技术和应用提供理论依据。
信息安全技术是信息安全理论的体现,并为信息安全应用提供技术依据。
信息安全应用是信息安全理论和技术的具体实践.它们之间的关系通过安全平台和安全管理来体现。
安全理论的研究成果为建设安全平台提供理论依据.安全技术的研究成果直接为平台安全防护和检测提供技术依据.平台安全不仅涉及物理安全、网络安全、系统安全、数据安全和边界安全，还包括用户行为的安全,安全管理包括安全标准、安全策略、安全测评等。
对称密码
英文字母频率分布
16
英文字母频率分布
• 单字母按照出现频率的大小可以分为下面5类： (1) e：出现的频率大约为0.127 (2) t, a, o, I, n, s, h, r：出现的频率大约在0.06-0.09之间 (3) d, l：出现的频率约为0.04 (4) c, u, m, w, f, g, y, p, b：出现的频率大约在0.015-0.028 之间 (5) v, k, j, x, q, z：出现的频率小于0.01 • 双字母和三字母组合都有现成的统计数据，常见的双字母 组合和三字母组合统计表能够帮助破解密文。 • 频率最高的30个双字母（按照频率从大到小排列）： th he in er an re ed on es st en at to nt ha nd ou ea ng as or ti is et it ar te se hi of • 频率最高的20个3字母（按照频率从大到小排列）： the ing and her ere ent tha nth was eth for dth hat she ion int his sth ers ver
11
密码分析
•密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全保密 的科学. 密码编码学(Cryptography): 主要研究对信息 进行编码,实现对信息的隐蔽. 密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消 息的破译或消息的伪造.
12
密码分析
按手头的分析资源分类 （1）唯密文攻击 攻击者有用同一加密算法、同一密钥加密的密文，密码分析的任务 就是尽可能多地恢复明文，或推导出密钥，即： 已知：C1 = EK(M1)，C2 = EK(M2)，…，Ci = EK(Mi) 求：M1，M2，…，Mi或K。 （2）已知明文的攻击 已知：M1，C1 = EK(M1)，M2，C2 = EK(M2)，…，Mi，Ci = EK(Mi) 求：K或一个能由Ci+1 = EK(Mi+1)推导出Mi+1的算法。 （3）选择明文的攻击 已知：M1，C1 = EK(M1)，M2，C2 = EK(M2)，…，Mi，Ci = EK(Mi) ，其中M1，M2，…，Mi由攻击者选择。 求：K或一个能由Ci+1 = EK(Mi+1)推导出Mi+1的算法。
计算机安全技术第5章
5.3 常用加密技术介绍
5.3 常用加密技术介绍
5.3 常用加密技术介绍
IDEA密码系统在加密和解密运算中，仅仅使用作用于16比特子块对的 一些基本运算，因此效率很高。IDEA密码系统具有规则的模块化结构， 有利于加快其硬件实现速度。由于IDEA的加密和解密过程是相似的，所 以有可能采用同一种硬件器件来实现加密和解密。
5.3 常用加密技术介绍
从上述要求可以看出，公开密钥密码体制下，加密密钥不等于解密密钥。加密 密钥可对外公开，使任何用户都可将传送给此用户的信息用公开密钥加密发送， 而该用户唯一保存的私有密钥是保密的，也只有它能将密文恢复为明文。虽然解 密密钥理论上可由加密密钥推算出来，但实际上在这种密码体系中是不可能的， 或者虽然能够推算出，但要花费很长的时间而成为不可行的，所以将加密密钥公 开也不会危害密钥的安全。
5.3.2 IDEA算法
国 际 数 据 加 密 算 法 IDEA（International Data Encryption Algorithm）是瑞士的著名学者提出的。IDEA是在DES算法的基础 上发展起来的一种安全高效的分组密码系统。
IDEA密码系统的明文和密文长度均为64比特，密钥长度则 为128比特。其加密由8轮类似的运算和输出变换组成，主要有异 或、模加和模乘三种运算。其加密概况如图所示：
在上例中，因为质数选择得很小，所以P必须小于33，因此，每个明文块只能包 含一个字符。结果形成了一个普通的单字母表替换密码。但它与DES还是有很大区 别的，如果p，q的选择为10100 ，就可得到n= 10200 ，这样，每个明文块就可多达 664比特，而DES只有64比特。
[密码学——基础理论与应用][李子臣][电子课件] 第6讲---祖冲之序列密码算法
![[密码学——基础理论与应用][李子臣][电子课件] 第6讲---祖冲之序列密码算法](https://img.taocdn.com/s3/m/ace9007058fb770bf78a55fe.png)
2020\3\17 Tuesday
密码学---基础理论与应用
13
密钥和初始向量会扩展成16个长度为31位的整数， 加载到每个记忆单元si中。 在LFSR里，si=ki‖di‖IVi（0≤i≤15），其中ki和IVi长度 为8位一个字节，di长度为15位。
128位的密钥K和初始向量IV表示成16个字串级联的 形式k=k0‖k1‖K2‖…‖k15,IV=IV0‖IV1‖IV2‖…‖Iv15 ，16 个di已知字符串级联成一个240位的长字符串 D=d0‖d1‖d2‖L‖d15。
d8 1001101011110002, d9 0101111000100112, d10 1101011110001002, d11 0011010111100012, d12 1011110001001102, d13 0111100010011012, d14 1111000100110102, d15 1000111101011002.
第六章 祖冲之序列密码 （ZUC）
2020\3\17 Tuesday
密码学---基础理论与应用
1
目录
6.1 ZUC算法的概念与原理 6.2 ZUC机密性算法和完整性算法 6.3 ZUC算法的安全性分析 6.4 ZUC算法案例
2020\3\17 Tuesday
密码学---基础理论与应用
2
祖冲之序列密码算法（简称ZUC算法）是由我国自 主设计的密码算法，包括祖冲之算法、加密算法 128-EEA3和完整性算法128-EIA3。
11
接着算法进入产生密钥流阶段，也就是说，将下 面的操作运行一次就会输出一个32位的字Z：
KeystreamGeneration()
（1）Bitreorganization();
典型密码算法
14
m1 m2…………m64
初始置换
Round1
K1
迭 代
： ： ：
16
圈
Round16
K16
逆初始置换
C1 C2……C64
DES加密框图
15
二 圈函数
DES算法的第 i(i=1,2, … ,15) 圈加密结构图
圈变换的数学描述如下: Li-1 (32位) Ri-1 (32位)
Li=Ri-1
F
Ri=Li-1 F(Ri-1, Ki)
8
5、典型的密码算法
序列密码：RC4、A5、E0； 分组密码：AES、DES、IDEA； 公钥密码：RSA、ECC； HASH函数：MD5、SHA-1；
9
DES分组密码算法
(Data Encipher Standard)
DES算法概述 圈函数 密钥生成算法
10
一、DES算法概述
DES算法是迭代型分组密码算法。 基本参数:
3 0 1 10 13 00 06 09 08 07 0 4 15 14 0 3 11 05 0 2 12
0 0 7 13 14 03 00 06 0 9 10 01 02 08 0 5 11 12 0 4 15
S4
1 2
13 0 8 11 05 0 6 15 00 03 04 07 0 2 12 0 1 10 14 09 10 06 09 0 0 12 11 0 7 13 15 01 0 3 14 05 02 08 04
b6
b1 b 2 b 3 b 4 b5 b6
行:b1 b6 =112=3
1100112
列:b2b3b4b5=10012=9
即: S6 (1100112)=11102
武汉大学密码学课件-张焕国教授
以其为连接多项式的线性移位寄存器的输出序列
为100110101111000··· ，它是周期为2 4-1=15的m
序列。
0001 0101
0010 1011
0100 0111
g0=1 g1=1 g2=0
S0
S1
S2
g3=0 S3
g4=1 1001 1111 0011 1110 0110 1100
1101 1000
18、总复习/检查：综合实验
一、序列密码的基本概念
①明文、密文、密钥以位（字符）为单位加
解密；
②模型
种子密钥
明文: m1,m2,…
密钥序列 产生器
密钥序列： k1,k2,… 密文: c1,c2,…
Ci = mi⊕ki
一、序列密码的基本概念
③人们用序列密码模仿 “一次一密 ” 密码； ④加密运算最简单，而且是对合运算； ⑤安全取决于密钥序列产生算法； ⑥理论和技术都十分成熟； ⑦核心密码的主流密码。
• 一般模型
F(s0,s1,…,sn－1)
输出
S0 S1
Sn-2 Sn－1
二、线性移位寄存器序列密码
1、线性移位寄存器（Linear Sift Registor） • 图中s0 ，s1 ，...，sn-1 组成左移移位寄存器，
并称每一时刻移位寄存器的取值为一个状态。
• 移位寄存器的输出同时要送入sn-1，其值要通过函
1010
二、线性移位寄存器序列密码
1、线性移位寄存器
• m序列具有良好的随机性：
游程：称序列中连续的i个1为长度等于i 的1游程，同样，称序列中连续的i个0为 长度等于i的0游程。 ①在一个周期内，0和 1出现的次数接近 相等，即0出现的次数为2 n - 1 -1，1出现 的次数为2 n-1 ；
祖冲之序列密码算法(ZUC算法)
祖冲之序列密码算法欧阳家百（2021.03.07）第1部分：算法描述1范围本部分描述了祖冲之序列密码算法，可用于指导祖冲之算法相关产品的研制、检测和使用。
2术语和约定以下术语和约定适用于本部分。
比特 bit二进制字符0和1称之为比特。
字节 byte由8个比特组成的比特串称之为字节。
字 word由2个以上（包含2个）比特组成的比特串称之为字。
本部分主要使用31比特字和32比特字。
字表示 word representation本部分字默认采用十进制表示。
当字采用其它进制表示时，总是在字的表示之前或之后添加指示符。
例如，前缀0x指示该字采用十六进制表示，后缀下角标2指示该字采用二进制表示。
高低位顺序 bit ordering本部分规定字的最高位总是位于字表示中的最左边，最低位总是位于字表示中的最右边。
3符号和缩略语3.1运算符+ 算术加法运算mod 整数取余运算⨁按比特位逐位异或运算⊞模232加法运算‖字符串连接符∙H取字的最高16比特∙L取字的最低16比特<<<k 32比特字左循环移k位>>k32比特字右移k位a b向量a赋值给向量b，即按分量逐分量赋值3.2符号下列符号适用于本部分：s0,s1,s2,…,s15线性反馈移位寄存器的16个31比特寄存器单元变量X0,X1,X2,X3比特重组输出的4个32比特字R1, R2非线性函数F的2个32比特记忆单元变量W非线性函数F输出的32比特字Z算法每拍输出的32比特密钥字k初始种子密钥iv初始向量D用于算法初始化的字符串常量3.3缩略语下列缩略语适用于本部分：ZUC祖冲之序列密码算法或祖冲之算法LFSR 线性反馈移位寄存器BR 比特重组F 非线性函数4算法描述4.1算法整体结构祖冲之算法逻辑上分为上中下三层，见图1。
上层是16级线性反馈移位寄存器（LFSR）；中层是比特重组（BR）；下层是非线性函数F。
图1祖冲之算法结构图4.2线性反馈移位寄存器LFSR4.2.1概述LFSR包括16个31比特寄存器单元变量s0, s1, …, s15。
章义伍巜流程密码第五章主要讲解内容
章义伍巜流程密码第五章主要讲解内容下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!章义伍的《流程密码》是一本深入探讨企业流程管理的专著，其第五章主要聚焦在“流程优化与创新”这一核心主题上。