现代密码学之密码协议.
现代密码学之密码协议
比特承诺
利用基于单向函数的比特承诺方案如下：
Alice和 Bob共同选定一个单向函数，如Hash函数 Alice生成两个随机数和承诺比特串，计算单向函 数值并将结果（哈希值）和其中一个随机数发送 给Bob。 当Alice向Bob出示消息时，她把承诺比特串与另 一个随机数一起发送给Bob。 Bob计算hash值，并与第②步收到的值做比较以检 验消息的有效性。
平均薪水问题
平均薪水问题
共同兴趣问题
假设Alice与Bob已协商好各种嗜好编码和某个单向函数： 1)Alice使用一个单向函数，将自己的嗜好编码映射为7 位数字 2)Alice用这7位数字作为电话号，拨号。若有人接听， 则Alice给Bob留下一条消息；若无人接听，则Alice将这 7位数代入单向函数再找下去，直到有人接听。 3)Alice告诉Bob她进行了几次单向函数迭代 4)Bob从自己的嗜好出发，进行同样次数的单向函数迭 代，将结果的7位数作为电话号，拨号，询问是否有人 给他留言 分析： Bob可以进行穷举攻击
不经意传输
情景2： Alice有两个秘密，想用100元的价格卖给Bob。而 Bob只有50元，只能买一个秘密。两人协商的结果是，Bob 付50元并能得到其中任意一个秘密，而Alice对Bob得到的 是哪个消息并不知情。 扩展：Alice传送一组消息给Bob，Bob收到其中一个子集， Alice不知道Bob收到的是哪个子集 。
现代密码学之密码协议方案
Alice.
3)二因次为剩 ap余 ，11同215 时1也和是 aq模 q的11295二 次1，剩所余以，a所是以模Apl的ice
验证得出a是模n的二次剩余；求出 x2 125 mod 209
的四个根是 x1 31, n x1 178, x2 64, n x2 145
当需要Alice承诺时，她将密钥和承诺的比特发送 给Bob。
Bob利用密钥解密，并利用他的随机串检验比特的 有效性。
比特承诺
利用基于单向函数的比特承诺方案如下：
Alice和 Bob共同选定一个单向函数，如Hash函数 Alice生成两个随机数和承诺比特串，计算单向函
数值并将结果（哈希值）和其中一个随机数发送 给Bob。 当Alice向Bob出示消息时，她把承诺比特串与另 一个随机数一起发送给Bob。 Bob计算hash值，并与第②步收到的值做比较以检 验消息的有效性。
分析：考虑到Alice可以用解密结果加密同一份消息，而欺 骗Bob；Bob如何知道Alice没有欺诈？
解决办法：Alice将两份私钥发给Bob，以便验证她没有欺 诈。但此时Bob将有能力获得第二份消息，怎么办？使用 仲裁可以解决这个问题。（注意：协议结束后引入的仲裁 不同于协议当中引入的可信第三方，是可以接受的。）
参与者希望保持某种安全性，如机密性与正确性 等。
现代密码学原理与协议课后答案
现代密码学原理与协议课后答案
1.密码学原理：僵尸攻击
答案：僵尸攻击是一种攻击技术，它通过向大量受感染计算机之间传
播恶意软件，将其控制在一个网络中，从而实现攻击者的恶意目的。
2.密码学原理：哈希算法
答案：哈希算法是一种用于验证数据完整性的数学算法，它能够快速
地生成一个固定长度的散列值，这个值反映了输入数据的内容和长度，所
以不同的输入会生成不同的散列值。
3.密码学原理：公钥基础设施
答案：公钥基础设施（PKI）是管理公钥密码学系统中的证书等信息
的独立机构，它保证了数字证书的安全性，同时还保护使用公钥密钥将信
息加密和解密的用户的隐私。
4.密码学原理：数字签名
5.密码学原理：RSA算法
答案：RSA算法是一种非对称密码加密算法，它使用一对相关的密钥
来加密和解密信息，其中一个密钥用于加密信息，另一个则用于解密信息。
6.密码学原理：对称加密
答案：对称加密是一种加密算法，它只使用一个密钥来加密和解密信息。
ctf 现代密码
ctf 现代密码
CTF（Capture The Flag）是一种网络安全竞赛，旨在测试和提升参赛者的网络安全技能。在现代密码学中，CTF比赛通常涉及各种密码学挑战，要求参赛者运用现代密码学的原理和技巧来解决问题。
现代密码学是网络安全领域的重要分支，它研究如何保护信息的机密性、完整性和可用性。在CTF比赛中，现代密码学知识是解决挑战的关键。参赛者需要了解各种密码算法、协议和加密技术，以便在比赛中迅速应对各种挑战。
在CTF比赛中，现代密码学挑战通常涉及以下几个方面：
1.加密算法：参赛者需要了解各种加密算法的原理和实现，如对称加密算法
（如AES）、非对称加密算法（如RSA）和哈希函数等。他们需要分析给定的加密文本，并尝试解密或破解它。
2.协议分析：CTF比赛中的挑战可能涉及各种网络协议，如HTTP、FTP、SMTP
等。参赛者需要了解这些协议的细节，并分析其中的加密和认证机制，以确定如何获取或篡改信息。
3.密钥管理：在CTF比赛中，参赛者需要关注密钥管理的重要性。他们需要了
解如何生成、分发、存储和管理密钥，以确保信息的安全性。
4.数字签名和身份认证：数字签名和身份认证是确保网络通信安全性的重要机
制。在CTF比赛中，参赛者需要分析数字签名的原理和验证方法，并尝试伪造或篡改签名。
解决现代密码学挑战需要参赛者具备扎实的理论知识和丰富的实践经验。在CTF比赛中，参赛者可以通过不断地学习和实践来提高自己的技能水平。同时，他们还可以与其他参赛者交流和分享经验，共同提高网络安全水平。
总之，现代密码学在CTF比赛中发挥着重要作用。通过学习和掌握现代密码学的原理和技巧，参赛者可以更好地应对各种网络安全挑战，提高自己的网络安全技能水平。
现代密码学代码实现
现代密码学代码实现
现代密码学是一门研究如何保护信息安全的学科，它涵盖了许多不同的密码算法和协议。在实际应用中，我们可以使用编程语言来实现这些密码算法和协议。下面我将从几个常见的现代密码学算法和协议的实现角度来回答你的问题。
1. 对称加密算法：
对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法包括AES、DES和3DES。在代码实现中，你需要引入相应的密码库或者模块，然后使用库中提供的函数或方法来进行加密和解密操作。例如，在Python中，你可以使用`cryptography`库来实现AES加密算法，通过调用库中的函数来进行加密和解密操作。
2. 非对称加密算法：
非对称加密算法使用一对密钥，分别是公钥和私钥。常见的非对称加密算法包括RSA和ECC。在代码实现中，你需要生成密钥对，并使用公钥进行加密，私钥进行解密。同样，你需要引入相应的密码库或者模块，然后使用库中提供的函数或方法来进行加密和
解密操作。例如，在Java中，你可以使用`java.security`包来实现RSA算法，通过调用包中的类和方法来进行加密和解密操作。
3. 哈希函数：
哈希函数是一种将任意长度的输入映射为固定长度输出的函数。常见的哈希函数包括MD5、SHA-1和SHA-256。在代码实现中，你需要引入相应的密码库或者模块，然后使用库中提供的函数或方法来计算哈希值。例如，在C++中，你可以使用`openssl`库来实现SHA-256哈希函数，通过调用库中的函数来计算哈希值。
4. 数字签名：
数字签名是一种用于验证消息完整性和身份认证的技术。常见的数字签名算法包括RSA和ECDSA。在代码实现中，你需要生成密钥对，并使用私钥进行签名，使用公钥进行验证。同样，你需要引入相应的密码库或者模块，然后使用库中提供的函数或方法来进行签名和验证操作。例如，在C#中，你可以使用
现代密码学-2016-3资料
段桂华 计算机楼413 duangh@csu.edu.cn
中南大学信息科学与工程学院计算机系 段桂华
2016年3月
1 引言
2 现代密码算法 2.1密码机制分类 2.3序列密码算法 2.5公钥密码算法
3 经典的密码协议 3.1基本的密码协议 3.3高级协议
4 加密模式 4.1概述 4.3CBC模式 4.5OFB模式
现代密码学
1 2 3 4 … 63 64
f = 40 8 48 16 … 57 19
-1 IP 置换
2016年3月
现代密码学
乘积变换
乘积变换是DES算法的核心部分.将经过IP置换后的数据分成32位的左右两 组,在迭代过程中彼此左右交换位置.每次迭代时只对右边的32位进行一系列的 加密变换,然后把左边的32位与右边得到的32位逐位进行异或操作,作为下一 轮迭代时左边的段.
中南大学信息科学与工程学院计算机系 段桂华
2016年3月
对称密码
类似保险柜: 密钥为保险柜密码 加密文件---将文件放入保险柜,设置密码锁上 解密文件---用密码打开保险柜,取出文件 解密密钥
现代密码学
加密密钥
中南大学信息科学与工程学院计算机系 段桂华
2016年3月
公钥密码
类似邮箱: 加密文件---将文件发到邮箱duangh@csu.edu.cn 解密文件---用邮箱密码打开邮箱,取出文件 解密密钥,保密
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？
现代密码学 学习心得
混合离散对数及安全认证
摘要：近二十年来，电子认证成为一个重要的研究领域。其第一个应用就是对数字文档进行数字签名，其后Chaum希望利用银行认证和用户的匿名性这一性质产生电子货币，于是他提出盲签名的概念。
对于所有的这些问题以及其他的在线认证，零知识证明理论成为一个非常强有力的工具。虽然其具有很高的安全性，却导致高负荷运算。最近发现信息不可分辨性是一个可以兼顾安全和效率的性质。
本文研究混合系数的离散对数问题，也即信息不可识别性。我们提供一种新的认证，这种认证比因式分解有更好的安全性，而且从证明者角度看来有更高的效率。我们也降低了对Schnorr方案变形的实际安全参数的Girault的证明的花销。最后，基于信息不可识别性，我们得到一个安全性与因式分解相同的盲签名。
1．概述
在密码学中，可证明为安全的方案是一直以来都在追求的一个重要目标。然而，效率一直就是一个难以实现的属性。即使在现在对于认证已经进行了广泛的研究，还是很少有方案能兼顾效率和安全性。其原因就是零知识协议的广泛应用。
身份识别：关于识别方案的第一篇理论性的论文就是关于零知识的，零知识理论使得不用泄漏关于消息的任何信息，就可以证明自己知道这个消息。然而这样一种能够抵抗主动攻击的属性，通常需要许多次迭代来得到较高的安全性，从而使得协议或者在计算方面，或者在通信量方面或者在两个方面效率都十分低下。最近，poupard和stern提出了一个比较高效的方案，其安全性等价于离散对数问题。然而，其约减的代价太高，使得其不适用于现实中的问题。
几年以前，fiege和shamir就定义了比零知识更弱的属性，即“信息隐藏”和“信息不可分辨”属性，它们对于安全的识别协议来说已经够用了。说它们比零知识更弱是指它们可能会泄漏秘密消息的某些信息，但是还不足以找到消息。具体一点来说，对于“信息隐藏”属性，如果一个攻击者能够通过一个一次主动攻击发现秘密消息，她不是通过与证明者的交互来发现它的。而对于“信息不可分辨”属性，则意味着在攻击者方面看来，证据所用的私钥是不受约束的。也就是说有许多的私钥对应于一个公钥，证据仅仅传递了有这样一个私钥被使用了这样一个信息，但是用的是哪个私钥，并没有在证据传递的信息中出现。下面，我们集中考虑后一种属性，它能够提供一种三次传递识别方案并且对抗主动攻击。Okamoto 描述了一些schnorr和guillou-quisquater识别方案的变种，是基于RSA假设和离散对数子群中的素数阶的。
简述密码学的分类
简述密码学的分类.
密码学是研究如何保护信息安全和数据隐私的学科。密码学根据不同的目标和方法可以分为以下几个分类：
1. 传统密码学：也称为古典密码学，是密码学的起源，主要研究传统的手工密码系统，如凯撒密码、替代密码和置换密码等。传统密码学主要侧重于对消息的加密和解密技术。
2. 现代密码学：现代密码学是密码学的发展阶段，通过使用更强大和更复杂的数学算法来进行加密。现代密码学主要包括对称加密算法和非对称加密算法。
a. 对称加密算法：又称为共享密钥加密算法，使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法有DES、AES等。
对称加密算法适用于对大量数据进行高速加密。
b. 非对称加密算法：又称为公钥加密算法，使用一对不同的密钥，即公钥和私钥，来进行加密和解密。常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。非对称加密算法适用于安全通信和数
字签名等场景。
3. 散列函数：散列函数是一种将任意长度的数据映射为固定长度散列值的算法，它主要用于数据完整性验证和数字签名等应用。常见的散列函数有MD5、SHA1、SHA256等。
4. 密码协议：密码协议是一种基于密码学原理和算法的通信协议，用于在不安全的通信环境中实现安全的数据传输。常见的
密码协议有SSL/TLS、SSH、IPSec等。
5. 认证和身份验证：密码学也被广泛应用于用户身份验证和访问控制等领域。这包括使用密码、密码哈希、双因素认证、数字证书和生物识别等技术来确认用户身份。
综上所述，密码学根据不同的应用和算法可以进行分类和细分，但这些分类都是为了保护信息安全和数据隐私而进行研究和应用的。
《现代密码学基础》课件
• SSL/TLS协议 • IKE协议 • Kerberos协议
密码学安全
密码学安全是指信息在传输和存储过程中的安全性，需要防止各种攻击方式。
1 密码学安全概述
密码学安全是指信息在传输和存储过程中的安全性，包括保护密钥、抵御攻击和密码算 法的安全性。
2 常见的攻击方式
• 暴力破解 • 字典攻击 • 中间人攻击
消息认证码用于验证消息的完整性和真实性， 通常包括消息摘要和密钥。
• HMAC算法 • CMAC算法 • GMAC算法
密码学协议
密码学协议用于实现安全的通信和身份认证，常用于保护网络通信和数据传输的安全性。
1 密码学协议定义
2 常用的密码学协议
密码学协议用于实现安全的通信和身份认证， 通常包括密钥协商、身份认证和数据加密等 功能。
总结
通过此课件，我们回顾了现代密码学的基础知识，并推荐了后续学习的方向。
对称加密算法使用相同的密钥对信息进行加 密和解密，加密和解密过程效率高，但密钥 管理复杂。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2 常用的对称加密算法
• DES算法 • 3DES算法 • AES算法
公钥加密算法
公钥加密算法使用不同的密钥对信息进行加密和解密，具有更高的安全性。
1 公钥加密算法概述
公钥加密算法使用不同的密钥对信息进行加密和解密，提供更高的安全性和密钥管理的 便利。
现代密码学原理与协议
现代密码学原理与协议
现代密码学原理与协议模板
一、引言
本协议旨在确定双方之间的信息安全和隐私保护原则，以确保数
据的机密性和完整性。本协议依据现代密码学原理设计，旨在提供高
度保密的通信和数据传输方式。
二、协议概述
本协议所涉及的密码学原理包括对称加密、公钥加密、散列函数、数字签名等。
三、安全通信
1.双方将使用基于对称加密算法的加密手段，在通信过程中保证数
据的机密性。
2.双方应密钥交换协议（如Diffie-Hellman协议）进行安全密钥
的交换，以确保通信过程中密钥的机密性。
3.双方可以使用公钥加密算法进行密钥协商，以加强通信的安全性。
四、数据传输保护
1.双方将使用加密的数据传输协议（如TLS/SSL），以确保数据在
传输过程中的机密性和完整性。
2.双方将对数据进行数字签名，并采用消息认证码（MAC）确保数
据完整性。
五、密钥管理
1.双方将定期更换会话密钥，以降低密码被破解的风险。
2.对于非对称加密算法，双方将设计有效的密钥管理机制，确保私
钥的安全性。
3.双方将使用密码学安全的随机数生成器生成密钥和初始化向量。
六、安全性审计
1.双方将定期进行安全性审计，包括对协议的实现和网络基础设施
的评估。
2.双方将修复可能存在的安全漏洞，并提供安全更新，以确保系统
的安全性。
七、争议解决
双方同意，任何与本协议相关的争议应通过友好协商解决。如果协商不成，双方可以寻求法律途径解决争议。
八、协议的解释和修改
1.本协议的解释和修改应经双方书面同意。
2.双方同意，协议的修改将在双方达成一致后生效。
九、协议的终止
1.任一方可在提前通知对方后终止本协议。
现代密码学教学大纲
现代密码学教学大纲
现代密码学是网络空间安全的核心基础。通过本门课程的学习，能够了解现代密码学基本理论，掌握现代密码学基本技术，理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求，培养信息安全意识，掌握安全需求分析的方法，并了解现代密码学的未来发展方向。
课程概述
本课程共分为9章，第1章概述，介绍密码学的基本概念、密码学的发展简史和古典密码算法。第2章到第6章是按照密码算法的设计思路和功能不同来划分，分别是流密码、分组密码、公钥密码、杂凑函数、数字签名，第7章密码协议主要介绍Diffie-Hellman密钥交换和Shamir秘密分享方案，更复杂的一些密码协议可在后续“网络安全协议”课程中学习。第8章将介绍可证明安全理论的初步知识。第9章将介绍一些密码学研究的前沿方向，比如属性基加密、全同态加密、后量子密码学等。
授课目标
1、掌握分析保密通信系统中安全需求分析的方法。
2、理解密码学的基本概念、基本原理和一些典型的密码算法的原理。
3、理解各类密码算法的应用场景和相关的安全需求。
课程大纲
第一章概述
1.1 密码学的基本概念
1.2 中国古代密码艺术
1.3 外国古代密码艺术
1.4 密码学发展简史
1.5 密码分析学
1.6 古典密码算法
第一章单元测试
第一章单元作业
第二章流密码
2.1 流密码的基本概念
2.2 有限状态自动机
2.3 二元序列的伪随机性
2.4 线性反馈移位寄存器
2.5 m-序列
2.6 m-序列的伪随机性
2.7 m-序列的安全性
2.8 非线性序列1
2.9 非线性序列2
2.10 A5流密码算法
第二章单元测验
2015春秋-现代密码学-密码学概述
保密通信系统模型
–Shannon，1949
17
1.3.1 保密通信系统
密码学中的基本术语
– Cryptology，Cryptography，cryptanalysis – Plaintext，Ciphertext，Encryption，Decryption
保密通信系统模型
–Shannon，1949
第1章 密码学概述
1.1 密码学发展概况
1.2 信息安全威胁与信息安全技术
– 1.2.1 什么是信息安全 – 1.2.2 信息安全威胁 – 1.2.3 信息安全技术体系
1.3 密码学基本概念 1.4 古典密码
第1章 密码学概述
1.1 密码学发展概况
1.2 信息安全威胁与信息安全技术
– 1.2.1 什么是信息安全 – 1.2.2 信息安全威胁 – 1.2.3 信息安全技术体系
CIA，CIA+N，CIA+N+A+C = A2C2IN
Βιβλιοθήκη Baidu
第1章 密码学概述
1.1 密码学发展概况
1.2 信息安全威胁与信息安全技术
– 1.2.1 什么是信息安全 – 1.2.2 信息安全威胁 – 1.2.3 信息安全技术体系
1.3 密码学基本概念 1.4 古典密码
1.2.2 信息安全威胁
信息安全威胁，攻击 信息安全威胁的分类
现代密码学知识点整理：
第一章 基本概念
1. 密钥体制组成部分：
明文空间，密文空间，密钥空间，加密算法，解密算法 2、一个好密钥体制至少应满足的两个条件：
（1）已知明文和加密密钥计算密文容易；在已知密文和解密密钥计算明文容易； （2）在不知解密密钥的情况下，不可能由密文c 推知明文 3、密码分析者攻击密码体制的主要方法： （1）穷举攻击 （解决方法:增大密钥量）
（2）统计分析攻击（解决方法：使明文的统计特性与密文的统计特性不一样） （3）解密变换攻击（解决方法：选用足够复杂的加密算法） 4、四种常见攻击
（1）唯密文攻击：仅知道一些密文
（2）已知明文攻击：知道一些密文和相应的明文
（3）选择明文攻击：密码分析者可以选择一些明文并得到相应的密文 （4）选择密文攻击：密码分析者可以选择一些密文，并得到相应的明文
【注：①以上攻击都建立在已知算法的基础之上；②以上攻击器攻击强度依次增加；③密码体制的安全性取决于选用的密钥的安全性】
第二章 古典密码
（一）单表古典密码
1、定义：明文字母对应的密文字母在密文中保持不变
2、基本加密运算
设q 是一个正整数，}1),gcd(|{};1,...,2,1,0{*
=∈=-=q k Z k Z q Z q q q
（1）加法密码 ①加密算法：
κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;对任意，密文为：q k m m E c k m od )()(+== ②密钥量：q （2）乘法密码 ①加密算法：
κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;*
对任意，密文为：q km m E c k m od )(== ②解密算法：q c k c D m k mod )(1
现代密码学教程 第三版
现代密码学教程第三版
现代密码学教程（第三版）主要涵盖了现代密码学的基本概念、原理和应用。以下是其主要内容：
1. 密码学概述：介绍密码学的发展历程、基本概念和原理，以及在现代信息技术中的作用和重要性。
2. 加密算法：详细介绍各种现代加密算法，如对称加密算法（如AES）、非对称加密算法（如RSA），以及混合加密算法等。
3. 数字签名与身份认证：介绍数字签名的原理、算法和应用，以及身份认证的常用技术，如基于密码的身份认证、基于生物特征的身份认证等。
4. 密码协议：介绍各种密码协议，如密钥协商协议、身份认证协议、安全协议等。
5. 密码分析：介绍密码攻击的类型和防御措施，如侧信道攻击、代数攻击等，以及密码分析的常用方法和技术。
6. 网络安全：介绍网络安全的基本概念、原理和技术，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网等。
7. 实践与应用：通过实际案例和实践项目，让读者更好地理解和应用现代密码学的原理和技术。
第三版相对于前两版，在内容上更加深入、全面，同时也增加了一些新的技术和应用，以适应现代信息技术的发展和变化。对于对密码学感兴趣的学生和专业人士来说，是一本非常值得阅读的教材。
现代密码学知识点整理：
第一章 基本概念
1. 密钥体制组成部分：
明文空间，密文空间，密钥空间，加密算法，解密算法
2、一个好密钥体制至少应满足的两个条件：
（1）已知明文和加密密钥计算密文容易；在已知密文和解密密钥计算明文容易；
（2）在不知解密密钥的情况下，不可能由密文c 推知明文
3、密码分析者攻击密码体制的主要方法：
（1）穷举攻击（解决方法:增大密钥量）
（2）统计分析攻击（解决方法：使明文的统计特性与密文的统计特性不一样）
（3）解密变换攻击（解决方法：选用足够复杂的加密算法）
4、四种常见攻击
（1）唯密文攻击：仅知道一些密文
（2）已知明文攻击：知道一些密文和相应的明文
（3）选择明文攻击：密码分析者可以选择一些明文并得到相应的密文
（4）选择密文攻击：密码分析者可以选择一些密文，并得到相应的明文
【注：✍以上攻击都建立在已知算法的基础之上；✍以上攻击器攻击强度依次增加；✍密码体制的安全性取决于选用的密钥的安全性】
第二章 古典密码
（一）单表古典密码
1、定义：明文字母对应的密文字母在密文中保持不变
2、基本加密运算
设q 是一个正整数，}1),gcd(|{};1,...,2,1,0{*=∈=-=q k Z k Z q Z q q q
（1）加法密码
✍加密算法：
κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;对任意，密文为：q k m m E c k m od )()(+== ✍密钥量：q
（2）乘法密码
✍加密算法：
κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;*对任意，密文为：q km m E c k m od )(==
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
公平掷币协议
例：
1) Alice选择p=11,q=19, 然后把n=11*19=209发送 给Bob. 2) Bob在 Z* 中随机选取x=31<(209/2),计算 209 a x2 mod n 312 mod 209 125并把a=125发送给 Alice. a 125 a 125 1，所以a是模p的 3) 因为 p 1和 q 19 11 二次剩余，同时也是模q的二次剩余，所以Alice 验证得出a是模n的二次剩余；求出 x2 125 mod 209 的四个根是 x1 31, n x1 178, x2 64, n x2 145 假设Alice猜测Bob选取的是 x2 ，则把1发送给 Bob.
不能见面的两个人通过网络或者电话完成
⑴ Alice和Bob各有50%的机会获胜；
⑵ 任何一方欺骗则认为其在博弈中失败；
⑶ 协议执行结束后，Alice和Bob都知道结果
公平掷币协议
1) Alice发送一对大素数p,q的乘积n=p*q给Bob.
N应该为 Blum数
2) Bob在 Zn 中随机选取一个小于n/2的x,然后发送 a x 2 mod n 给Alice. 3) Alice校验 a 是否是模n的二次剩余，即是否满足
公平掷币协议
4) Bob收到1后将第2）步中选择的 x x1 31 发送给Alice. * Z 5) Alice检验x属于 209 ，且 x x1 31 ，现在 Alice知道她的猜测是错误的，也就是说在博 弈当中Alice失败了，然后Alice将p=11,q=19 传送给Bob. 6) Bob检验p,q是两个不同的素数，且满足 n=p*q=11*19=219. Bob根据3）步Alice传给他 的数值1知道Alice猜测错了.
基于对称密码算法的比特承诺方案如下： Alice和 Bob共同选定某种对称加密算法。 Bob产生一个随机比特串并发送给Alice。 Alice随机选择一个密钥，同时生成一个她欲承诺 的比特串(也可以是一个比特)，然后利用对称加 密算法对“和”加密，最后将加密后的结果发送 给验证者Bob。 当需要Alice承诺时，她将密钥和承诺的比特发送 给Bob。 Bob利用密钥解密，并利用他的随机串检验比特的 有效性。
a 勒让德符号 p 1和
a q 1 ，若满足则计算
x 2 a(mod n) 的四个根：x1 , n x1 , x2 , n x2 ，其中 n x1 x 2 x ,x 2 。然后Alice随机猜测Bob选取的是 1 2 中的哪一个，并把猜测结果0或1发送给Bob（事先规 定大的用1表示，小的用0表示）.
国家级精品课程
现代Байду номын сангаас码学
灾备技术国家工程实验室 北京邮电大学信息安全中心
上一讲内容回顾
有特殊性质的签名方案
盲签名 群签名与环签名 多重签名 聚合签名 代理签名 不可否认签名 一次签名 失败即停签名 „„
《现代密码学》第十讲
密码协议
3
本章主要内容
密码协议概念 比特承诺 公平抛币协议 安全多方计算 电子货币 电子选举 匿名协议
比特承诺
利用基于单向函数的比特承诺方案如下：
Alice和 Bob共同选定一个单向函数，如Hash函数 Alice生成两个随机数和承诺比特串，计算单向函 数值并将结果（哈希值）和其中一个随机数发送 给Bob。 当Alice向Bob出示消息时，她把承诺比特串与另 一个随机数一起发送给Bob。 Bob计算hash值，并与第②步收到的值做比较以检 验消息的有效性。
本章主要内容
密码协议概念 比特承诺 公平抛币协议 安全多方计算 电子货币 电子选举 匿名协议
13
公平掷币协议
分蛋糕问题：Alice切蛋糕，Bob优先选， 所以Alice要把蛋糕分得尽量均匀
抛币： Alice抛币 Bob猜测是花还是字
如果由一个人来完成，他可以作弊
公平掷币协议
密码协议概念
密码协议的目的是参与协议的各方根据协
议中采用的密码算法，执行一系列规定的步 骤和操作，最终完成某项任务或达成一致的
意向。
本章主要内容
密码协议概念 比特承诺 公平抛币协议 安全多方计算 电子货币 电子选举 匿名协议
8
比特承诺
生活实例 股市预测
Alice想对Bob承诺一个比特(也可以是一个 比特序列)，但不告诉Bob她的承诺，也就 是不向Bob泄露她承诺的比特值，直到某个 时间以后才提示(或公开)她的承诺；另一 方面，Bob可证实在Alice承诺后，她没有 改变她的承诺。
公平掷币协议
4) Bob收到后0或1后将第2)步中选择的 x 发送给 Alice. * 5)Alice检验 x 是否属于 Z n ，是否属于 {x1 , x2 } ， 现在Alice根据第3)步和接收到x的可以知道她 的猜测是否正确，然后将p,q值传送给Bob. 6) Bob检验p,q是否是两个不同的素数，且验证 n=p*q是否成立。然后根据 x 2 a(mod p) 和 x 2 a(mod q)计算出 x1 , x 2 ，现在Bob也知道他和 Alice的博弈最终是谁赢了.
4
本章主要内容
密码协议概念 比特承诺 公平抛币协议 安全多方计算 电子货币 电子选举 匿名协议
5
密码协议概念
协议是一系列步骤，它包括两方或多方， 设计它的目的是要完成一项任务。一般包含 了三个方面的含义：
⑴ 协议需要二个或二个以上的主体参与。 ⑵ 参与者按照一定的次序交替地执行一系列的步 骤，在前一步尚未完成之前，后面的步骤不能被执 行。 ⑶ 参与者必须能够协同地完成某项任务，或达成某 种意向。
比特承诺
实例
Alice把消息（承诺）放在一个箱子里并将它 (只 有Alice有钥匙) 锁住送给Bob 等到Alice决定向Bob证实消息时，Alice把消息及 钥匙给Bob Bob能够打开箱子并验证箱子里的消息同Alice出 示的消息相同，且Bob确信箱子里的消息在他保管 期间没有被篡改。
比特承诺