现代密码学课件_现代密码学第一讲
计算机网络与信息安全课件-第4章密码学
计算机⽹络与信息安全课件-第4章密码学第四章密码学密码学的起源可追溯到⼈类语⾔的出现。
当⼈们想确保他们通信的机密的时候，密码学的诞⽣就是不可避免了。
古希腊⼈的斯巴达⼈可能是最早有意识地使⽤⼀些技术⽅法来加密信息的⼈。
他们的加密设备是⼀根叫σκυτ?λη的棍⼦。
写信⼈先将⼀个纸条绕在棍⼦上，然后把要写的信在棍⼦表⾯上按照与纸条缠绕⽅向垂直的⽅向写在纸上，接着将纸条取下，送给收信⼈。
如果不知道棍⼦的宽度（这⾥作为密钥）是不可能解密信⾥⾯的内容的。
后来，罗马的军队⽤凯撒密码（三个字母表轮换）进⾏通信。
在随后的19个世纪⾥⾯，主要是发明⼀些更加⾼明的加密技术，这些技术的安全性通常依赖于⽤户赋予它们多⼤的信任程度。
在19世纪Kerchoffs写下了现代密码学的原理。
其中⼀个重要的原理是：加密体系的安全性并不依赖于加密的⽅法本⾝，⽽是依赖于所使⽤的密钥。
⼀般说来为了实现保密的通信必须提供下⾯三种服务：数据保密传输的信息除了指定的接收者其他⼈⽆法解密。
⾝份鉴别传输通信的双⽅能够相互鉴别⾝份。
保证数据完整性保证接收者收到的信息与发送者发送的信息相同，并且能够检测到信息被破坏。
密码学的研究⽬标就是设计能够实现上述三种服务的各种算法。
在本章介绍的算法包括：分组加密算法、公开密钥加密算法、⽂摘算法。
通过组合使⽤这些算法可全部实现这些服务。
4.1密码理论与技术研究现状及发展趋势现代密码学主要包括两部分，即基于数学的密码理论与技术（包括公钥密码、分组加密算法、流加密算法、认证码、数字签名、Hash函数、⾝份识别、密钥管理、PKI技术等）和⾮数学的密码理论与技术（包括信息隐形，量⼦密码，基于⽣物特征的识别理论与技术）。
⾃从1976年公钥密码的思想提出以来，国际上已经出现了许多种公钥密码体制，但⽐较流⾏的主要有两类：⼀类是基于⼤整数因⼦分解问题的，其中最典型的代表是RSA；另⼀类是基于离散对数问题的，⽐如ElGamal公钥密码和椭圆曲线公钥密码。
12密码学和信息加密精品PPT课件
密码算法：用于加密和解密的数学函数；
保密的加密算法：通过保密的加密算法，实现 对消息的加密；加密算法是不公开的；
密钥加密：加密算法是公开的，密钥是不公开 的；
明文
密钥 加密
密文
EK(M)=C
密钥 解密
原始明文
DK(C)=M
1.3 密码技术简介－算法和密钥
加密密钥和解密密钥
明文
加密密钥 K1 (公钥) 密文
加密密钥是公开的，所以也叫公有密钥（公 钥），任何人可以使用公钥；
解密密钥是保密的，所以也叫私有密钥（私 钥）；
公钥和私钥是成对出现的：
公钥加密的信息必须用私钥解密； 私钥加密的信息必须用公钥解密；
如果有方法可以从公钥导出私钥来，则这种算 法即告被破解；
3 非对称加密算法－公开密钥
目前比较流行的公钥密码体制主要有两类: 一类是基于大整数因子分解问题的,其中最典
密码学和信息加密
主要内容
密码学的主要概念 对称加密算法
DES加密
非对称加密算法－公钥加密算法
RSA加密
摘要算法－哈希算法
MD5加密
数字签名的原理，数字水印的基本概念
1. 密码学概述
计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及 其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科；
随着计算机网络和计算机通信技术的发展，计 算机密码学得到了前所未有的重视并迅速普及 和发展；
加密
EK1(M)=C
解密密钥 K2 （私钥） 原始明文
解密
DK2(C)=M
1.3 密码技术简介－加密分类
对称加技术
摘要算法－哈希算法
MD5算法
2 对称加密算法
在对称算法中，加解密的密钥是相同的； 对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，
现代密码学概述
现代密码学概述现代密码学是研究保护信息安全的科学，它使用密码算法来加密和解密数据，以防止未经授权的访问和篡改。
密码学在现代社会中扮演着至关重要的角色，它保证了电子通信、互联网交易和数据存储的安全性。
一、密码学的基本概念和原理1.1 加密和解密在密码学中，加密是将明文转换为密文的过程，而解密则是将密文还原为明文的过程。
加密和解密的过程需要使用特定的密钥和密码算法。
1.2 对称密码和非对称密码对称密码算法使用相同的密钥进行加密和解密，加密和解密的速度较快，但密钥的分发和管理比较困难。
非对称密码算法使用一对密钥，分别用于加密和解密，密钥的管理更为灵活，但加密和解密的速度较慢。
1.3 数字签名和数字证书数字签名是在数字信息中添加的一种类似于手写签名的标识，用于验证数据的完整性和真实性。
数字证书则是由可信的第三方机构颁发的用于验证签名者身份的证书。
二、现代密码学的应用领域2.1 网络安全现代密码学在网络安全中扮演着重要的角色。
它通过对通信数据进行加密，保护用户的隐私和数据的安全，防止信息被窃听、篡改和伪造。
2.2 数据存储密码学被广泛应用于数据存储领域，如数据库加密、文件加密和磁盘加密等。
通过对数据进行加密，即使数据泄露也不会造成重大的损失。
2.3 电子支付现代密码学在电子支付领域也有广泛的应用。
它通过使用数字签名和加密技术，确保支付过程的安全性和可信度，防止支付信息被篡改和伪造。
三、常见的密码学算法3.1 对称密码算法常见的对称密码算法有DES（Data Encryption Standard）、AES （Advanced Encryption Standard）和RC4等。
这些算法在加密和解密的速度上都较快，但密钥的管理较为困难。
3.2 非对称密码算法常见的非对称密码算法有RSA、DSA和ECC等。
这些算法在密钥的管理上更为灵活，但加密和解密的速度较慢。
3.3 哈希函数算法哈希函数算法用于将任意长度的数据转换为固定长度的摘要值。
密码学基础ppt课件
2019
29
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
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密码学
密码学（Cryptology）
• 研究信息系统安全保密的科学。由两个 相互对立、相互斗争，而且又相辅相成 、相互促进的分支科学所组成的，分别 称为密码编码学（Cryptography）和密码 分析学（Cryptanalysis）。
2019
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密码编码学 Vs. 密码分析学
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（ Cryptanalysis ） • 主要研究加密消息的破译或消息的伪造。
加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进 行的,分别称为加密密钥(Encryption Key) 和解密密钥 (Decryption Key)。
2019 23
密码算法
密码算法（Cryptography Algorithm）：用于加密 和解密操作的数学函数。 加密算法（Encryption Algorithm）：发送者对明 文进行加密操作时所采用的一组规则。 解密算法（Decryption Algorithm）：接收者对密 文进行解密操作时所采用的一组规则。
90年代，逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法。
公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通 信成为可能！
2019 14
什么是密码学
密码学基本概念 密码体制分类 密钥管理
密码学概论PPT课件
密码学的发展历史(3)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
二战中美国陆军和海军使用的条形密 码设备M-138-T4。根据1914年Parker Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条 按照预先编排的顺序编号和使用，主 要用于低级的军事通信。
10/3/2020
Kryha密码机大约在1926年由
密码分析在外交、军事、公安、商业等方面都 具有重要作用，也是研究历史、考古、古语言 学和古乐理论的重要手段之一。
26 10/3/2020
密码分析
密码设计和密码分析是共生的、又是互逆的，两 者密切有关但追求的目标相反。两者解决问题的 途径有很大差别
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、语言学等知识外， 还要靠经验、统计、测试、眼力、直觉判断能力……，有 时还靠点运气。
Alexander vo Kryha发明。这是
一个多表加密设备，密钥长度为
442，周期固定。一个由数量不
等的齿的轮子引导密文轮不规则
运动。
9
密码学的发展历史(4)
❖ 两次世界大战大大促进了密码学的发展。
转轮密码机ENIGMA，由Arthur Scherbius于1919年发明，面板 前有灯泡和插接板；4轮 ENIGMA在1942年装备德国海军， 英国从1942年2月到12月都没能 解读德国潜艇的信号。
❖ 密码由军事走向生活
电子邮件 自动提款机 电话卡
4 10/3/2020
美国电报电话公司的弗纳姆发明了弗纳姆密码
11010 + 11101
00111
00111 + 11101
11010
5 10/3/2020
3. 现代密码学概论_图文_百度文库
② B对接收到的信息的处理首先B用自己的私钥对信息解密，得到接收到的mk 和 Dka 用A的公钥解密Dka得到mk的消息摘要m 计算接收到的mk的消息摘要，并和m进行比较如果相同进行下面的步骤．用B的公钥分解成混沌系统的初始值，用混沌系统对 mk进行解密运算得到原始消息m. 方案应用了现代加密算法的融合，实现了信息的安全交换，又能够实现对消息传输的不可否认
性． Information Security College of Software, Nankai University T.G. Gao 36
总结 1. 了解公钥密码体制和私钥密码体制的区别 2. 能够用简单的公钥系统解释信息的安全交换原理． 3. 单向散列函数的性质 4. 一些常见的加密算法属性 5. DES加密算法的核心是什么 Information Security College of Software, Nankai University T.G. Gao 37。
第07章现代加密技术精品PPT课件
到目前为止还没有人给出攻击三重DES 的有效方法 对其密钥空间中密钥进行蛮干搜索，由于空间太大实际上
不可行
若用差分攻击的方法相对于单一 DES 来说复杂性以指数 形式增长要超过 1052
2021/2/5
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三重DES（DES-
EDE2 ）
采用级联方式，在 不同的密钥作用下， 连续多次对一组明 文进行加密
密钥长度为56×2 ＝112比特
缺点是开销为原来 的三倍 2021/2/5
明文
加密
图密文表 6 解密
密文
图表
加密
4 明图文表 5
密钥 K1 密钥 K2
图表 2
1980年，DES 成为美国标准化协会 (ANSI) 标准
1984年2月，ISO 成立的数据加密技术委员会 (SC20)在DES基础上制定数据加密的国际标准工作
2021/2/5
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DES 加密算法的原理
DES 算法大致可以分成四个部分： （1）初始置换 （2）迭代过程 （3）逆置换 （4）子密钥生成
基础：1967 年美国 Horst Feistel 提出的理论
产生：美国国家标准局（NBS）1973年5月到1974 年8月两次发布通告，公开征求用于电子计算机的加 密算法。经评选从一大批算法中采纳了 IBM 的 LUCIFER 方案
标准化：DES 算法 1975年3月公开发表，1977年1 月15日由美国国家标准局颁布为数据加密标准 （Data Encryption Standard），于 1977年7月15 日生效
通过初始置换的逆置换（IP-1）生成64比特的 密文
第4章-第1讲 单钥加密体制(一)精品PPT课件
二、密码分析（破译）
4、攻击的复杂性决定了密码算法的安全性
数据复击输入所需要的数据
处理复杂性 （processing complexity）
完成攻击所发需展要开的端时间
存储需求
进行攻击所需要的数据量
（storage requirement）
二、密码分析（破译）
15 17 14 2 4 4 3 12 4 4 19 6 14 11 3 6 14 11 3 6 14 11 21 5 25 5 10 18 14 15 10 18 4
8 13 6 0 18 0 3 6 14 11 3 6 11 19 20 11 21 6
密文为：vfzfkso pkseltu guchkr
C=E(P, k), P=D(C, k)
C=E(P, k), P=D(C, k) 基本技术
替换、置换和移位
五、传统密码学（对称算法）
2、对称密钥体制的加密过程
对称密码技术又称单钥密码技术，即同用一 个密钥去加密和解密数据。
相同
abc
#@&
abc
明文
加密器
密文
解密器
明文
五、传统密码学（对称算法）
3、对称密钥体制中的密钥管理
四、古典密码
4、古典密码——置换密码 用加密置换去对消息进行加密 举例：
E =（1，2，3，4） D =（2，1，4，3） M =“置换密码” C = E(M) = “换置码密”
四、古典密码
5、古典密码——多表密码
维吉尼亚密码是多表密码中最知名的密码。令密钥串是gold， 利用编码规则A=0, B=1, C=2, …, Z=25。这个密钥串的数字表 示是: ( 6, 14, 11, 3 )。设明文为：proceed meeting as agreed
《密码学》课件
THANKS
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使用复杂密码
鼓励用户使用包含大写字母、小写字 母、数字和特殊字符的复杂密码。
使用密码管理工具
推荐用户使用密码管理工具，如 LastPass、1Password等，以方便管 理和存储多个密码。
05 经典密码学应用
网络安全
01
保障数据传输安全
通过加密技术对网络传输的数据 进行保护，防止数据被窃取或篡 改。
《经典密码学》ppt课件
contents
目录
• 密码学简介 • 加密算法 • 经典密码体制 • 密码破解与防御 • 经典密码学应用 • 未来密码学展望
01 密码学简介
密码学定义
密码学是一门研究保护信息安全的科 学，它涉及到信息的编码、传输、存 储和访问等各个环节的安全保密问题 。
密码学通过使用加密算法和密钥管理 等技术手段，对信息进行加密、解密 、认证和保护，以确保信息的机密性 、完整性和可用性。
密码学的重要性
01
02
03
保护国家安全
密码学在国家安全领域中 发挥着至关重要的作用， 如军事通信、情报传递等 。
保障商业利益
商业组织需要保护商业机 密和客户数据，避免商业 利益受到损失。
维护个人隐私
个人隐私的保护是社会文 明进步的体现，密码学能 够防止个人信息被非法获 取和滥用。
密码学的发展历程
密钥派生函数
使用密钥派生函数从原始密钥生成多个派生 密钥，以提高安全性。
多重哈希
使用多种哈希算法对密码进行多次哈希，增 加破解难度。
加密存储
使用加密算法将密码存储在安全环境中，只 有通过解密才能获取原始密码。
密码管理策略
定期更换密码
《密码学基础》课件第1章
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1
qwe来自rt2
y
u
i/j
o
p
3
a
s
d
f
g
4
h
dkey(y)= k11 (y-k2) mod 26 其中，k11 表示k1在Z26中的乘法逆，gcd(k1，26)=1表示k1与26
保密是密码学的核心。密码学的基本目的是面对攻击者 Oscar，在被称为Alice和Bob的通信双方之间应用不安全的信道 进行通信时，设法保证通信安全。密码学研究对通信双方要传 输的信息进行何种保密变换以防止未被授权的第三方对信息的 窃取。此外，密码技术还可以用来进行信息鉴别、数据完整性 检验、数字签名等。
图1-1给出了保密通信的一般机制。根据加密和解密过程 所采用密钥的特点可以将加密算法分为两类：对称加密算法和 公开密钥加密算法。
图1-1 保密通信的一般机制
对称加密算法也称为传统加密算法，是指解密密钥与加密 密钥相同或者能够从加密密钥中直接推算出解密密钥的加密算 法。通常在大多数对称加密算法中解密密钥与加密密钥是相同 的，所以这类加密算法要求Alice和Bob在进行保密通信前，通 过安全的方式商定一个密钥。 对称加密算法的安全性依赖于密 钥的选择。
公开密钥加密算法也称为公钥加密算法，是指用来解密的 密钥不同于进行加密的密钥，也不能够通过加密密钥直接推算 出解密密钥的加密算法。一般情况下，加密密钥是可以公开的， 任何人都可以应用加密密钥来对信息进行加密，但只有拥有解 密密钥的人才可以解密出被加密的信息。在以上过程中，加密 密钥称为公钥，解密密钥称为私钥。