最新密码技术和安全协议
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难以实现认证和防抵赖功能
对称密码算法如何实现保密通信
如何实现？实现思想（思考提问） 如何密钥共享
– 自行交换：不适合大规模使用 – 使用密钥分发中心
使用密钥分发中心的密钥共享
使用密钥分发中心的密钥共享
对称密码算法如何实现真实性
认证的基本思想（思考提问） 对称算法中，通信真实性的基础
– 认证协议
大规模应用？
– PKI
算法、协议和基础设施的关系
算法实现了某种特定的计算方法 协议把算法组织起来实现某种安全要素 基础设施是大规模应用的基础平台
信息安全需要哪些算法？
加密算法 数字摘要算法 数字签名算法 。。。。。。
加密算法分类
对称密钥算法
– 分组密码 – 流密码
DES算法框架
DES对64(bit)位的明文分组M进行 操作，M经过一个初始置换IP置换 成m0，将m0明文分成左半部分和 右半部分m0=(L0,R0)，各32位长。 然后进行16轮完全相同的运算，这 些运算被称为函数f，在运算过程中 数据与密匙结合。经过16轮后，左， 右半部分合在一起经过一个末置换
iyvaedoulo
一次一密
每次采用一个随机的新的密码
– 例如：随机比特流对数据进行异或运算
一次一密是近乎完美的加密方案，因为 它是不可攻破并且每个密钥仅仅使用一 次。但密码无法记忆，要双方“随身携 带”。
例：古代军事消息传递
Байду номын сангаас
现代加密技术的发展
1949年，Claude Shannon发表了《保 密系统的通信理论》，奠定了对称加密 系统的理论基础
1976年，W.Diffie和M.E.Hellman发表 了《密码学的新方向》，提出了公钥密 码理论，是革命性的变革
实现加密的几种方式
现代加密技术：算法+密钥 例 算法保密
– 不适合大规模使用，算法不适合快速传递和 交换
算法公开+密钥保密
– 现代加密算法的基本设计思路
密码技术能实现什么？
DES解密
加密和解密使用相同的算法 DES加密和解密唯一的不同是密匙的次
序相反。如果各轮加密密匙分别是 K1,K2,K3….K16那么解密密匙就是 K16,K15,K14…K1
对称密钥算法的特点
优点:加解密速度快，如果密钥长度足够， 则很难破解
缺点:通信相方需要在通信前交换密钥， 或者事先保存密钥。密钥数量随着用户 数量的增长而急剧增长: Cn2=n(n-1)/2 ， 使用和管理都比较困难
Otway Rees密钥交换与鉴别协议
对称算法体系中如何实现完整性
完整性：摘要算法 如何实现（思考）
非对称密码算法体系
非对称密码算法基本概念
算法公开 加密密钥和解密密钥不同，但成对 一般为分组算法
流密码
– RC4
DES算法简介
DES是Data Encryption Standard（数据加 密标准）的缩写。它是由IBM公司研制的一种 加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它 作为非机要部门使用的数据加密标准
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对 数据加密。它的密匙长度是56位（因为每个第 8位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56 位的数，而且可以任意时候改变。其中有极少 量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。 所以保密性依赖于密钥。
如何实现双方通信的机密性？举例
– 算法+安全协议
如何实现多用户大范围的信息机密性？举例
– 算法+安全协议+PKI体系
密码技术如何实现信息完整性
数字摘要算法 如何利用摘要算法验证完整性？
– 协议
大规模大范围的应用还需要什么？
– 安全基础设施，比如PKI
密码技术如何实现认证
数字签名算法 如何确认信息源并防止抵赖？
在每一轮中，密匙位移位，然后再 从密匙的56位中选出48位。通过一 个扩展置换将数据的右半部分扩展 成48位，并通过一个异或操作替代 成新的32位数据，在将其置换换一 次。这四步运算构成了函数f。然后， 通过另一个异或运算，函数f的输出 与左半部分结合，其结果成为新的 右半部分，原来的右半部分成为新 的左半部分。将该操作重复16次
可通过英文词频统计来猜测密码，如最常见的 字母是e、o、a、n、I，最常见的2字母组合 是th, in, er, re和an。最常用的3字母组合是 the, ing, ion。
置换密码
变换明文符号的顺序，但不隐藏他们
iloveyou
alice
alice 154 2 3 Ilov e Yo u a d
不对称密钥算法（公钥算法，一般都是 分组密码）
对称密码算法体系
对称密码算法的基本概念
采用公开算法 加解密使用同一个密钥，即密钥对称
对称密钥算法加解密流程
明文
A LL BB EE R T ''S
(发送者)
密文
加密
密钥
明文
解密 (接收者)
密文
常用对称密钥算法
分组密码
– 数据加密标准DES – 三重DES：3DES或Triple DES – 国际数据加密算法IDEA – 高级加密标准AES
密码技术和安全协议
引言
安全要素与密码技术的关系 保密通信的基本过程（不同协议层加密
对通信的影响） 实际过程中遇到的问题（密钥共享、密
钥获取、验证、算法协商等）
主要内容
加密技术的思想 对称密钥算法体系 非对称密钥算法体系 其他相关算法 安全协议举例——SSL
加密技术的思想
加密的目的是什么？
保密，还要能解密 可以保密的通信 方便快速的可以跟一个需要认证身份的
从未通信过的人进行保密通信
传统密码技术的起源
军事、外交、日记、情书 替代密码 置换密码
替代密码
就是用不同的比特、字符、字符串来代替原来 的比特、字符、字符串
如Caesar密码，每个字母由字母表中其后的第 三个字母来替换,iloveyouloryhbrx
信息的保密性(Privacy)
– 信息加密
信息的完整性(Integrity)
– 数字摘要
信息源的认证(Authentication)：真实性
– 数字签名、时间戳
密码技术如何实现机密性
如何实现数据的加密？
– 直接使用某种算法加密数据，使明文变成密文 – 应用层加密，使用某种加密算法 – 网络层加密，使用某种加密算法 – 链路层加密，使用某种加密算法
对称密码算法如何实现保密通信
如何实现？实现思想（思考提问） 如何密钥共享
– 自行交换：不适合大规模使用 – 使用密钥分发中心
使用密钥分发中心的密钥共享
使用密钥分发中心的密钥共享
对称密码算法如何实现真实性
认证的基本思想（思考提问） 对称算法中，通信真实性的基础
– 认证协议
大规模应用？
– PKI
算法、协议和基础设施的关系
算法实现了某种特定的计算方法 协议把算法组织起来实现某种安全要素 基础设施是大规模应用的基础平台
信息安全需要哪些算法？
加密算法 数字摘要算法 数字签名算法 。。。。。。
加密算法分类
对称密钥算法
– 分组密码 – 流密码
DES算法框架
DES对64(bit)位的明文分组M进行 操作，M经过一个初始置换IP置换 成m0，将m0明文分成左半部分和 右半部分m0=(L0,R0)，各32位长。 然后进行16轮完全相同的运算，这 些运算被称为函数f，在运算过程中 数据与密匙结合。经过16轮后，左， 右半部分合在一起经过一个末置换
iyvaedoulo
一次一密
每次采用一个随机的新的密码
– 例如：随机比特流对数据进行异或运算
一次一密是近乎完美的加密方案，因为 它是不可攻破并且每个密钥仅仅使用一 次。但密码无法记忆，要双方“随身携 带”。
例：古代军事消息传递
Байду номын сангаас
现代加密技术的发展
1949年，Claude Shannon发表了《保 密系统的通信理论》，奠定了对称加密 系统的理论基础
1976年，W.Diffie和M.E.Hellman发表 了《密码学的新方向》，提出了公钥密 码理论，是革命性的变革
实现加密的几种方式
现代加密技术：算法+密钥 例 算法保密
– 不适合大规模使用，算法不适合快速传递和 交换
算法公开+密钥保密
– 现代加密算法的基本设计思路
密码技术能实现什么？
DES解密
加密和解密使用相同的算法 DES加密和解密唯一的不同是密匙的次
序相反。如果各轮加密密匙分别是 K1,K2,K3….K16那么解密密匙就是 K16,K15,K14…K1
对称密钥算法的特点
优点:加解密速度快，如果密钥长度足够， 则很难破解
缺点:通信相方需要在通信前交换密钥， 或者事先保存密钥。密钥数量随着用户 数量的增长而急剧增长: Cn2=n(n-1)/2 ， 使用和管理都比较困难
Otway Rees密钥交换与鉴别协议
对称算法体系中如何实现完整性
完整性：摘要算法 如何实现（思考）
非对称密码算法体系
非对称密码算法基本概念
算法公开 加密密钥和解密密钥不同，但成对 一般为分组算法
流密码
– RC4
DES算法简介
DES是Data Encryption Standard（数据加 密标准）的缩写。它是由IBM公司研制的一种 加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它 作为非机要部门使用的数据加密标准
DES是一个分组加密算法，他以64位为分组对 数据加密。它的密匙长度是56位（因为每个第 8位都用作奇偶校验），密匙可以是任意的56 位的数，而且可以任意时候改变。其中有极少 量的数被认为是弱密匙，但是很容易避开他们。 所以保密性依赖于密钥。
如何实现双方通信的机密性？举例
– 算法+安全协议
如何实现多用户大范围的信息机密性？举例
– 算法+安全协议+PKI体系
密码技术如何实现信息完整性
数字摘要算法 如何利用摘要算法验证完整性？
– 协议
大规模大范围的应用还需要什么？
– 安全基础设施，比如PKI
密码技术如何实现认证
数字签名算法 如何确认信息源并防止抵赖？
在每一轮中，密匙位移位，然后再 从密匙的56位中选出48位。通过一 个扩展置换将数据的右半部分扩展 成48位，并通过一个异或操作替代 成新的32位数据，在将其置换换一 次。这四步运算构成了函数f。然后， 通过另一个异或运算，函数f的输出 与左半部分结合，其结果成为新的 右半部分，原来的右半部分成为新 的左半部分。将该操作重复16次
可通过英文词频统计来猜测密码，如最常见的 字母是e、o、a、n、I，最常见的2字母组合 是th, in, er, re和an。最常用的3字母组合是 the, ing, ion。
置换密码
变换明文符号的顺序，但不隐藏他们
iloveyou
alice
alice 154 2 3 Ilov e Yo u a d
不对称密钥算法（公钥算法，一般都是 分组密码）
对称密码算法体系
对称密码算法的基本概念
采用公开算法 加解密使用同一个密钥，即密钥对称
对称密钥算法加解密流程
明文
A LL BB EE R T ''S
(发送者)
密文
加密
密钥
明文
解密 (接收者)
密文
常用对称密钥算法
分组密码
– 数据加密标准DES – 三重DES：3DES或Triple DES – 国际数据加密算法IDEA – 高级加密标准AES
密码技术和安全协议
引言
安全要素与密码技术的关系 保密通信的基本过程（不同协议层加密
对通信的影响） 实际过程中遇到的问题（密钥共享、密
钥获取、验证、算法协商等）
主要内容
加密技术的思想 对称密钥算法体系 非对称密钥算法体系 其他相关算法 安全协议举例——SSL
加密技术的思想
加密的目的是什么？
保密，还要能解密 可以保密的通信 方便快速的可以跟一个需要认证身份的
从未通信过的人进行保密通信
传统密码技术的起源
军事、外交、日记、情书 替代密码 置换密码
替代密码
就是用不同的比特、字符、字符串来代替原来 的比特、字符、字符串
如Caesar密码，每个字母由字母表中其后的第 三个字母来替换,iloveyouloryhbrx
信息的保密性(Privacy)
– 信息加密
信息的完整性(Integrity)
– 数字摘要
信息源的认证(Authentication)：真实性
– 数字签名、时间戳
密码技术如何实现机密性
如何实现数据的加密？
– 直接使用某种算法加密数据，使明文变成密文 – 应用层加密，使用某种加密算法 – 网络层加密，使用某种加密算法 – 链路层加密，使用某种加密算法