数据加密 PPT
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加密技术-PPT课件
（7）加密和解密不需要用两种不同的方法。
9
分组密码 的基本设 计思想— Feistel网 络
明 文 （ 2w 位 ）
L 0(w 位 )
⊕
第 1轮 L1
R 0(w 位 )
F
R1
⊕
F
第 ii 轮轮
Li
Ri
⊕
F
第 ni 轮轮
L in
R in
K1
子密钥
生成算法
Ki
Kn
L n+1
R n+1
密 文 （ 2w 位 ）
因为23×7=161= 1×160+1 ⑥公钥KU={7,187} ⑦私钥KR={23,187}
29
RSA
假设给定的消息为：M=88，则
加密:C = 88^7 mod 187 = 11 •解密:M = 11^23 mod 187 = 88
30
RSA
2、RSA的速度及安全性
硬件实现RSA比DES慢大约1000倍，软件 实现RSA比DES慢大约100倍。
2023最新整理收集 do something
第八讲 加密技术（二）
本讲知识点介绍
分组密码学的概念及设计思想 DES算法描述 对称密码的工作模式 RSA算法
2
教学目标
掌握DES算法、RSA算法的基本原理
3
分组密码概述
b1b2b3b4……….划分成长度为n的分组，一个 分组表示为：mi=（bj,bj+1,……bj+n-1），各 个分组在密钥的作用下，变换为等长的数字输 出序列ci=（xj,xj+1,xj+2,……xj+n-1）。
读读
36 School of Computer Science & Technology
9
分组密码 的基本设 计思想— Feistel网 络
明 文 （ 2w 位 ）
L 0(w 位 )
⊕
第 1轮 L1
R 0(w 位 )
F
R1
⊕
F
第 ii 轮轮
Li
Ri
⊕
F
第 ni 轮轮
L in
R in
K1
子密钥
生成算法
Ki
Kn
L n+1
R n+1
密 文 （ 2w 位 ）
因为23×7=161= 1×160+1 ⑥公钥KU={7,187} ⑦私钥KR={23,187}
29
RSA
假设给定的消息为：M=88，则
加密:C = 88^7 mod 187 = 11 •解密:M = 11^23 mod 187 = 88
30
RSA
2、RSA的速度及安全性
硬件实现RSA比DES慢大约1000倍，软件 实现RSA比DES慢大约100倍。
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第八讲 加密技术（二）
本讲知识点介绍
分组密码学的概念及设计思想 DES算法描述 对称密码的工作模式 RSA算法
2
教学目标
掌握DES算法、RSA算法的基本原理
3
分组密码概述
b1b2b3b4……….划分成长度为n的分组，一个 分组表示为：mi=（bj,bj+1,……bj+n-1），各 个分组在密钥的作用下，变换为等长的数字输 出序列ci=（xj,xj+1,xj+2,……xj+n-1）。
读读
36 School of Computer Science & Technology
《数据加密技术》课件
数据加密技术的未来展望
深度学习与加密技术结合
未来数据加密技术将与深度学习等人工智能技术结合，提高加密 算法的效率和安全性。
区块链与加密技术融合
区块链技术的去中心化和安全性特点与数据加密技术相结合，将为 数据安全领域带来新的突破。
跨学科研究与应用
数据加密技术将与密码学、计算机科学、数学等多个学科交叉融合 ，推动相关领域的发展。
混合加密的算法
1
常见的混合加密算法包括AES（高级加密标准） 和RSA（Rivest-Shamir-Adleman算法）的组合 。
2
AES是一种对称加密算法，用于加密数据本身， 而RSA是一种非对称加密算法，用于加密AES的 密钥。
3
通过结合这两种算法，混合加密可以提供更强的 抗攻击能力，同时保持高效的加密和解密速度。
非对称加密的安全性基于数学问题的 难度，使得即使公钥被公开，也无法 从公钥推导出私钥，从而保证数据的 安全性。
非对称加密的算法
RSA算法
是目前应用最广泛的非对称加密算法，基于数论中的一些数学难题，安全性较高。
ECC算法
即椭圆曲线加密算法，利用椭圆曲线密码编码理论实现的非对称加密算法，适用于大数据量的加密和解密操作。
数据加密的分类
对称加密
使用相同的密钥进行加密和解密，加密和解密过程具有相同的算 法。对称加密的优点是速度快、效率高，但密钥管理较为困难。
非对称加密
使用不同的密钥进行加密和解密，一个密钥是公开的，另一个密 钥是私有的。非对称加密的优点是密钥管理简单，但计算量大、
速度慢。
混合加密
结合对称加密和非对称加密的优点，先使用对称加密算法对数据 进行加密，然后使用非对称加密算法对对称密钥进行加密，以提
加密算法ppt
的报文。
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)
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)
《国际数据加密算法》PPT课件
理论上讲，IDEA属于“强”加密算法，至今还
没有出现对该算法的有效攻击算法。
精选ppt
5
IDEA是一种由8个相似圈（Round）和一 个输出变换（Output Transformation）组成的 迭代算法。IDEA的每个圈都由三种函数：模 （216+1）乘法、模216加法和按位XOR组成 。
在加密之前，IDEA通过密钥扩展（Key Expansion）将128bit的密钥扩展为52Byte的加 密密钥EK(Encryption Key），然后由EK计算 出解密密钥DK(Decryption Key）。EK和DK 分为8组半密钥，每组长度为6Byte，前8组密 钥用于8圈加密，最后半组密钥（4Byte）用于 输出变换。IDEA的加密过程和解密过程是一 样的，只不过使用不同的密钥（加密时用EK ，解密时用DK）
输出变换的结构和每一轮开始的 变换结构一样，不同之处在于 输出变换的第2个和第3个输入 首先交换了位置，目的在于撤 销第8轮输出中两个子段的交换 。
第9步仅需4个子密钥，而前面8轮 中每轮需要6个子密钥。
精选ppt
17
子密钥的产生
56个16bit的子密钥从128bit的密钥中生成
前8个子密钥Z1，Z2，…，Z8直接从加密密钥 中取，即Z1取前16比特（最高有效位），Z2取 下面的16比特，依次类推。
类似于DES，IDEA算法也是一种数据块 加密算法，它设计了一系列加密轮次，每轮 加密都使用从完整的加密密钥中生成的一个 子密钥。
精选ppt
3
与DES的不同处在于，它采用软件实现和 采用硬件实现同样快速。
由于IDEA是在美国之外提出并发展起来 的，避开了美国法律上对加密技术的诸多限 制，因此，有关IDEA算法和实现技术的书籍 都可以自由出版和交流，可极大地促进IDEA 的发展和完善。但由于该算法出现的时间不 长，针对它的攻击也还不多，还未经过较长 时间的考验。因此，尚不能判断出它的优势 和缺陷。
RSA和DES加密算法详解 ppt课件
bool pd; int i; for(i = 2;i < m;i++)
if(m % i ==0) break;
if(m == i) pd = 1;
else pd = 0;
return pd;
ppt课件
4
Part 3 R S A 编 程 实 现 （ C 语 言 ）
4、选择一个与φ(n)互质的量e
/* 求最大公约数 */ Elemtype gcd(Elemtype a, Elemtype b)
6
Part 3 R S A 编 程 实 现 （ C 语 言 ）
6．明文X的值应在 0至n-1之间，计算 Xe (mod n)产生密 文Y，完成加密操 作
void encrypt() {
if(flag == 0) {
cout<<"setkey first:"<<endl; produce_key(); } cout<<"请输入明文:"; cin>>m; c = modular_multiplication(m,pu.e,pu.n); cout<<"密文 is:"<<c<<endl; cout<<"请输入下一步操作 "; }
容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以
将乘积公开作为加密密钥。
ppt课件
2
Part 2 R S A 算 法 描 述
1．随机选择两个秘密的质数p、q 2．计算公开的模数，n=p*q 3．计算秘密的φ(n)=(p-1)*(q-1) 4．选择一个与φ(n)互质的量e 5．求K的乘法逆元素，用扩展欧几里得算法，模为φ(n) 6．明文X的值应在0至n-1之间，计算Xe (mod n)产生密 文Y，完成加密操作 7．计算Yd（mod n）产生明文X，完成解密操作
if(m % i ==0) break;
if(m == i) pd = 1;
else pd = 0;
return pd;
ppt课件
4
Part 3 R S A 编 程 实 现 （ C 语 言 ）
4、选择一个与φ(n)互质的量e
/* 求最大公约数 */ Elemtype gcd(Elemtype a, Elemtype b)
6
Part 3 R S A 编 程 实 现 （ C 语 言 ）
6．明文X的值应在 0至n-1之间，计算 Xe (mod n)产生密 文Y，完成加密操 作
void encrypt() {
if(flag == 0) {
cout<<"setkey first:"<<endl; produce_key(); } cout<<"请输入明文:"; cin>>m; c = modular_multiplication(m,pu.e,pu.n); cout<<"密文 is:"<<c<<endl; cout<<"请输入下一步操作 "; }
容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以
将乘积公开作为加密密钥。
ppt课件
2
Part 2 R S A 算 法 描 述
1．随机选择两个秘密的质数p、q 2．计算公开的模数，n=p*q 3．计算秘密的φ(n)=(p-1)*(q-1) 4．选择一个与φ(n)互质的量e 5．求K的乘法逆元素，用扩展欧几里得算法，模为φ(n) 6．明文X的值应在0至n-1之间，计算Xe (mod n)产生密 文Y，完成加密操作 7．计算Yd（mod n）产生明文X，完成解密操作
数据库加密技术PPT
5.2 数据库加密的实现机制
3. 数据库加密实现对比
库内加密模式 库外加密模式
加解密执行者
对数据库应用是否透明
DBMS
是
专门的密码服务器或 客户端 否 基本无影响 专门保护，风险小
影响索引等部分功能
服务器端性能影响 密钥管理
是否影响DBMS功能 密码服务能力
服务器运行负担大 库内存储，风险大
完全不影响
5.3 关键影响因素
6. 密文数据的查询
(1) 不用解密而直接操作密文数据的方法。不用对密文数据进 行解密，就能够直接对它进行常规的数据库操作。这是一种 非常理想的方法，可以大大提高系统性能。（秘密同态加密 技术） (2) 快速解密的方法。能够快速地解密数据库中的密文数据， 从而提高系统的查询性能。（子密钥加密技术、智能卡加密 技术等） (3) 缩小解密范围的方法。只需要对数据库中的部分密文数据 解密，大大地减少解密的工作，从而提高系统的性能。（过 滤技术、索引技术）
emp.eid五个分区的识别器，如：
属性emp.eid的分区和识别函数 函数ident的函数值是唯一的， 即
.用户所持密钥量应较小，但同时又要保证一个用户可存取多
个数据，一个数据可被多个用户存取，存在安全与保证效率 的矛盾。
5.3 关键影响因素
4.密钥管理
(2)分级密钥管理——多级密钥管理体制
.整个系统设置一个主密钥MK，它由系统随机产生， 利用它可以对表密钥进行加密 .每个数据库的表都有一个表密钥TK，用来生成数据 项密钥的密钥加密密钥。表密钥的保护是将表密钥用 MK加密后，以密文的形式存放在数据字典中 .数据项加密密钥是对数据项进行加/脱密的工作密钥， 它由TK以及行列参数通过函数的方法动态生成。
《计算机网络安全(第2版》5数据加密与鉴别ppt
29
❖ 前者也称为传统密钥密码体制，后者称为 公开密钥密码体制。
❖ 相应地，这两种密码体制各有一些典型算 法。对称密钥密码体制的主要算法有DES、 IDEA、TDEA(3DES)、MD5、RC5等， 也叫单密钥算法；公开密钥密码体制的主 要算法有RSA、Elgamal、背包算法、 Rabin、DH等。
41
❖ 按照该密钥加密可得到一个不可理解的新 句子（密文）“密密位码移加对字只明时 文新字重排母序置但位变母化没藏们被它 隐”。解密时只需按密钥362415的数字 从小到大顺序将对应的密文字符排列，即 可得到明文。
42
3 . 一次一密钥密码
❖ 一次一密钥密码是一种理想的加密方案。 就是一个随机密码字母集，包括多个随 机密码，这些密码就好象一个本本，其 中每页上记录一条密码。类似日历的使 用过程，每使用一个密码加密一条信息 后，就将该页撕掉作废，下次加密时再 使用下一页的密码。
CF I L………………………… QTWZ 图5.2 替代加密
(a) 移位映射 (b) 倒映射 (c) 步长映射(步长为3)
35
(2)多字母替代密码 ❖ 多字母替代密码的加密和解密都是将字
母以块为单位进行的，比如，ABA对应 于OST，ABB对应于STL，等等。 ❖ 多字母替代密码是在19世纪中期发明的， 在第一次世界大战中，英国人就采用了 这种对成组字母加密的密码。
30
5．2 传统密码技术
1. 替代密码 2. 移位密码 3.一次一密钥密码
31
1 . 替代密码
❖ 替代也叫置换。替代密码就是明文中的 每个或每组字符由另一个或另一组字符 所替换，即形成密文。
❖ 在经典密码学中，有简单替代、多名码 替代、多字母替代和多表替代加密法。
❖ 前者也称为传统密钥密码体制，后者称为 公开密钥密码体制。
❖ 相应地，这两种密码体制各有一些典型算 法。对称密钥密码体制的主要算法有DES、 IDEA、TDEA(3DES)、MD5、RC5等， 也叫单密钥算法；公开密钥密码体制的主 要算法有RSA、Elgamal、背包算法、 Rabin、DH等。
41
❖ 按照该密钥加密可得到一个不可理解的新 句子（密文）“密密位码移加对字只明时 文新字重排母序置但位变母化没藏们被它 隐”。解密时只需按密钥362415的数字 从小到大顺序将对应的密文字符排列，即 可得到明文。
42
3 . 一次一密钥密码
❖ 一次一密钥密码是一种理想的加密方案。 就是一个随机密码字母集，包括多个随 机密码，这些密码就好象一个本本，其 中每页上记录一条密码。类似日历的使 用过程，每使用一个密码加密一条信息 后，就将该页撕掉作废，下次加密时再 使用下一页的密码。
CF I L………………………… QTWZ 图5.2 替代加密
(a) 移位映射 (b) 倒映射 (c) 步长映射(步长为3)
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(2)多字母替代密码 ❖ 多字母替代密码的加密和解密都是将字
母以块为单位进行的，比如，ABA对应 于OST，ABB对应于STL，等等。 ❖ 多字母替代密码是在19世纪中期发明的， 在第一次世界大战中，英国人就采用了 这种对成组字母加密的密码。
30
5．2 传统密码技术
1. 替代密码 2. 移位密码 3.一次一密钥密码
31
1 . 替代密码
❖ 替代也叫置换。替代密码就是明文中的 每个或每组字符由另一个或另一组字符 所替换，即形成密文。
❖ 在经典密码学中，有简单替代、多名码 替代、多字母替代和多表替代加密法。
数据加密技术
数据加密解密的转换关系
加密与解密转换关系的数学表示，称为密码通信系统模型， 它由以下几个部分组成： M：明文消息空间 E： 密文消息空间 K1和K2：密钥空间 加密变换Ek1 解密变换Dk2
密码通信系统模型
2.1 古典密码介绍
介绍几种古典密码体制，虽然这些密码体 制现在已经很少使用，但对理解和分析现 代密码体制很有意义。
于是得到明文“attackatwomorrow”。
2.1.3 “一次一密”密码
最著名的序列密码是“一次一密”密码，也称为 “一次一密乱码本加密机制”。其中，一次一密 乱码本是一个大的不重复的随机密钥字符集，这 个密钥字符集被写在几张纸上，并粘合成一个本 子，该本子称为乱码本。每个密钥仅对一个消息 使用一次。发送方用乱码本中的密钥对所发送的 消息加密，然后销毁乱码本中用过的一页或用过 的磁带部分。接收方有一个同样的乱码本，并依 次使用乱码本上的每一个密钥去解密密文的每个 字符。接收方在解密消息后销毁乱码本中用过的 一页或用过的磁带部分。新的消息则用乱码本的 新的密钥进行加密和解密。“一次一密”密码是 一种理想的加密方案，理论上讲，实现了“一次 一密”密钥管理的密码是不可破译的。
3.1.2 序列密码和分组密码
根据密码算法对明文处理方式的标准 不同，可以将密码系统分为序列密码 和分组密码两类。
序列密码 序列密码也称为流密码，它是将明文消息 转化为二进制数字序列，密钥序列也为二 进制数字序列，加密是按明文序列和密钥 序列逐位模2相加（即异或操作XOR）进行， 解密也是按密文序列和密钥序列逐位模2相 加进行。
2.1.2 双重置换密码
使用双重转换密码进行加密时，首先将明文写成 给定大小的矩阵形式，然后根据给定的置换规则 对行和列分别进行置换。 例如，对明文“attackattomorrow”写成4×4的 矩阵形式：
2第二讲 数据加密概述
如果密文不仅与最初给定的算法和密钥有关，同时也与明文位置 有关(是所处位置的函数)，则称为序列密码或流密码。
序列密码每次加密一位或一字节的明文。
19
4. 密码体制分类
确定型密码体制和概率密码体制
确定型：当明文和密钥确定后，密文也就唯一地确定了。多数 密码算法属于这一类 概率型：当明文和密钥确定后，密文通过客观随机因素从一个 密文集合中产生，密文形式不确定，称为概率型密码体制。
Dk E k 1 且E k Dk 1
4
1、基本概念
数据加密系统中诸元素的关系
加密密钥Ke 明文P 加密算法E
破坏 传输信道
解密密钥Kd 解密算法D 明文P
窃听
主动攻击 篡改、干扰、假冒
被动攻击 密码分析
分析结果P’
关于算法、消息、密钥、 密码系统及其他先验信息
5
3. 加密的基本原理
4. 密码体制分类
公钥体制特点：
加密和解密能力分开，可实现多个用户加密的信息 只能由一个用户解读（多对一），或者一个用户加密 的信息可以由多个用户解读（一对多）。 前者可以用于公共网络中实现保密通信，后者可用 于认证系统中对信息进行数字签名。由于该体制大大 减少了多用户之间通信所需的密钥数，方便了密钥管 理，这种体制特别适合多用户通信网络。
1234 f 2413
根据给定的置换，按第2列， 第4列，第1列，第3列的次序排 列 ， 就 得 到 密 文 ： NIEGERNENIG 在这个加密方案中，密钥就 是矩阵的行数m和列数n，即m*n ＝3*4，以及给定的置换矩阵。 也就是： k=（m*n，f）
1 2 3 4 E N G I
21
6、加密的应用
加密算法的选择 公开发表的加密算法、政府指定的加密算法、著 名厂家产品、专家推荐的加密算法 通信信道的加密 • 低层链路加密－点到点加密 • 高层连接加密－端到端加密
序列密码每次加密一位或一字节的明文。
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4. 密码体制分类
确定型密码体制和概率密码体制
确定型：当明文和密钥确定后，密文也就唯一地确定了。多数 密码算法属于这一类 概率型：当明文和密钥确定后，密文通过客观随机因素从一个 密文集合中产生，密文形式不确定，称为概率型密码体制。
Dk E k 1 且E k Dk 1
4
1、基本概念
数据加密系统中诸元素的关系
加密密钥Ke 明文P 加密算法E
破坏 传输信道
解密密钥Kd 解密算法D 明文P
窃听
主动攻击 篡改、干扰、假冒
被动攻击 密码分析
分析结果P’
关于算法、消息、密钥、 密码系统及其他先验信息
5
3. 加密的基本原理
4. 密码体制分类
公钥体制特点：
加密和解密能力分开，可实现多个用户加密的信息 只能由一个用户解读（多对一），或者一个用户加密 的信息可以由多个用户解读（一对多）。 前者可以用于公共网络中实现保密通信，后者可用 于认证系统中对信息进行数字签名。由于该体制大大 减少了多用户之间通信所需的密钥数，方便了密钥管 理，这种体制特别适合多用户通信网络。
1234 f 2413
根据给定的置换，按第2列， 第4列，第1列，第3列的次序排 列 ， 就 得 到 密 文 ： NIEGERNENIG 在这个加密方案中，密钥就 是矩阵的行数m和列数n，即m*n ＝3*4，以及给定的置换矩阵。 也就是： k=（m*n，f）
1 2 3 4 E N G I
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6、加密的应用
加密算法的选择 公开发表的加密算法、政府指定的加密算法、著 名厂家产品、专家推荐的加密算法 通信信道的加密 • 低层链路加密－点到点加密 • 高层连接加密－端到端加密
第四章 数据加密技术
4.1.3 密码学与信息安全的关系
信息安全五要素：保密性、完整性、可用性、可 控性、不可否认性。加密技术是保证信息安全要 素的重要手段。 机密性：只允许特定用户访问信息。通过加密数 据实现。 完整性：数据在传输过程中不被篡改。通过数据 加密、单向散列函数实现。 数据源发鉴别：身份识别。通过数字签名实现。 抗抵赖性：阻止用户否认行为。通过数字签名和 时间戳技术实现。
主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密
对称算法通信模型
算法类型 通信模型 数据加密标准（DES） 三重DES（Triple DES） 国际数据加密算法（IDEA） 高级加密标准（AES）
4.3.1 DES算法及其基本思想
20世纪70年代初，非军用密码学的研究处于混乱不堪的状态中。
解密：（66）77 mod 119 = 19
RSA-Tool的使用
4.4.2 RSA算法安全性
密码分析者攻击RSA体制的关键点在于如何分解n，若分解成功使n=pq， 则可以算出φ(n)＝（p-1)(q-1)，然后由公开的e，解出秘密的d。 若使RSA安全，p与q必为足够大的素数，使分析者无法在多项式时间内 将n分解出来，建议选择p和q大约是100位的十进制素数。 模n的长度要求至少是512比特。
二十世纪早期的密码机。 基于转轮的机械加密设备，用来自动处理加密。
4.1.1 密码学的有关概念
解密
明文
加密
密文
密码学的基础就是 伪装，使不被授权的人 无法理解其含义。
明文：P 密文：C 加密函数：E 解密函数：D 密钥：K
加密：EK(P) = C 解密：DK(C) = P
先加密后再解密，原始的明文将恢复：DK(EK(P)) = P
第11课数据备份与加密(优质课件)八年级信息技术上册
数据备份
数据安全是指通过采取必要措施，确保数据处于有效保护和合法利用的状态，以及具备保障持 续安全状态的能力。良好的数据备份机制，可在数据被破坏或造成损失时，在一定范围内尽快地恢复， 减少损失。
数据备份一般包括本地数据备份、异地数据备份等。相对地，本地数据备份比较便捷，备份与 还原的效率高;异地备份对技术和成本要求高，但抵御风险能力比较强，安全性也较高。云备份是异 地备份的一种方式，使用日益广泛。它能实现实时备份与同步，效率较高,对个人来说成本较低，但 仍存在数据泄露的风险。因此，可以根据不同需求来选择相应的备份方式。
02
定期更换密钥，防止泄露和破解
03
制定密钥管理策略，确保密钥的安全存储和分发
04
定期检查加密系统的有效性，确保数据备份与加密的完整性和可靠性
制定应急恢复计划
确定关键数据： 识别需要备份和 加密的数据
01
制定备份策略：确 定备份频率、备份 位置和备份方式
02
定期检查备份：确 保备份数据的完整 性和可用性
03
06
更新应急恢复计划： 根据实际情况和需 求，定期更新应急 恢复计划
05
定期演练：模拟数 据丢失或损坏的场 景，测试应急恢复 计划的有效性
04
制定应急恢复流程： 明确恢复步骤、责 任人和恢复时间要 求
谢
谢
以替代加密法为例，通过将明文中所使用的字母表按照一定的字数“平移”进行加密，其中平移 的字母数量相当于密钥。如表11-1所示，密钥为3的替代加密法，英文字母“A”向后平移3位变成 “D”，“B”变成“E”，“Z”变成“C”，这样就把有意义的明文变成无意义的密文，从而保护数 据安全。
表11-1 密钥为3的替代加密法
数据丢失的风险
网络安全与数据保护培训ppt
建立网络安全管理、监督 和考核机制，确保各项安 全措施得到有效执行。
定期更新安全策略
根据企业业务发展和安全 威胁变化，及时调整和完 善网络安全策略。
网络安全组织架构
设立网络安全管理部门
负责制定和执行网络安全政策，监督 安全措施的执行情况。
培训与考核
定期开展网络安全培训和考核，提高 员工安全意识和技能水平。
组建专业安全团队
负责安全技术研究和安全事件处置， 提高企业整体安全防护能力。
网络安全事件应急响应
建立应急响应机制
制定应急预案，明确应急 流程和责任分工。
监测与预警
通过安全监控和预警系统 ，及时发现和处置安全威 胁。
快速响应与恢复
在发生安全事件时，迅速 启动应急响应，降低损失 并尽快恢复业务运行。
05
VPN部署场景
VPN适用于远程访问、分支机 构互联以及移动办公等场景，
提供安全的远程访问通道。
安全漏洞扫描
安全漏洞扫描概述
安全漏洞扫描是评估网络系统安全性 的重要手段，通过模拟攻击来发现潜 在的安全风险。
漏洞扫描工具
市面上有多种漏洞扫描工具，如 Nessus、OpenVAS等，可根据需求 选择合适的工具。
网络安全法律法规与合规性
国内外网络安全法律法规
国内法律法规
如《中华人民共和国网络安全法 》规定了网络运营者、网络产品 和服务提供者等各方在网络安全 方面的义务和责任。
国外法律法规
如欧盟的《通用数据保护条例》 （GDPR）为数据保护和隐私提 供了严格的框架，违规者将面临 高额罚款。
合规性评估与审计
合规性评估
定期评估组织的网络安全措施是否符 合相关法律法规的要求，确保组织行 为的合法性。
定期更新安全策略
根据企业业务发展和安全 威胁变化，及时调整和完 善网络安全策略。
网络安全组织架构
设立网络安全管理部门
负责制定和执行网络安全政策，监督 安全措施的执行情况。
培训与考核
定期开展网络安全培训和考核，提高 员工安全意识和技能水平。
组建专业安全团队
负责安全技术研究和安全事件处置， 提高企业整体安全防护能力。
网络安全事件应急响应
建立应急响应机制
制定应急预案，明确应急 流程和责任分工。
监测与预警
通过安全监控和预警系统 ，及时发现和处置安全威 胁。
快速响应与恢复
在发生安全事件时，迅速 启动应急响应，降低损失 并尽快恢复业务运行。
05
VPN部署场景
VPN适用于远程访问、分支机 构互联以及移动办公等场景，
提供安全的远程访问通道。
安全漏洞扫描
安全漏洞扫描概述
安全漏洞扫描是评估网络系统安全性 的重要手段，通过模拟攻击来发现潜 在的安全风险。
漏洞扫描工具
市面上有多种漏洞扫描工具，如 Nessus、OpenVAS等，可根据需求 选择合适的工具。
网络安全法律法规与合规性
国内外网络安全法律法规
国内法律法规
如《中华人民共和国网络安全法 》规定了网络运营者、网络产品 和服务提供者等各方在网络安全 方面的义务和责任。
国外法律法规
如欧盟的《通用数据保护条例》 （GDPR）为数据保护和隐私提 供了严格的框架，违规者将面临 高额罚款。
合规性评估与审计
合规性评估
定期评估组织的网络安全措施是否符 合相关法律法规的要求，确保组织行 为的合法性。
第三讲 数据加密-非对称加密算法讲解
解决方法：
一钥一密 定期更换
密钥的管理和分发
密钥的分发
– 问题？ – 改进！
非对称加密算法
算法和密钥
明文M，密文C，加密E，解密D 密钥用K表示
– K可以是很多数值里的任意值，密钥K的可能值的范围叫做 密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥，即运算都依赖 于密钥，并用K作为下标表示，加解密函数表达为： – E（M , k）=C – D（C , k）=M – D（E（M , k）, k）=M，如图所示。
Triple-DES
三重两钥DES（tri-DES/2） 112-bites(equivalent to 34 digits) Any Number between 0 to 5192296858534827628530496329220095
– – – – 两个密钥K1,K2 Encrypt with K1 Decrypt with K2 Encrypt with K1
RSA算法描述1
描述如下： （1）、生成两个大素数p和q。 （2）、计算这两个素数的乘积n=p×q。 （3）、计算欧拉函数φ(n)=(p-1)(q-1)。
– 欧拉函数参见教材p63
（4）、选择一个随机数e满足1<e<φ(n)，并且e和 φ(n)互质，即gcd(b, φ(n))=1。 （5）、计算ed=1 mod φ(n)。
AES
National Security Agency approved AES in june 2003 for pretecting top-level secrets within US gov agencies
密钥的管理和分发
使用同样的密钥的范围
第3章 数据加密技术
图3-4 随机函数
用随机函数来确认数据完整性的运作过程如图 3-5所示。发送端在进行传输之前，会事先计算其随 机值，将此随机值与信息一起送出，接收端收到信 息后，先运用相同的随机函数计算收到信息的随机 值，再与发送端送来的随机值进行比较，如有不同， 便表示信息在传送的过程中有变动，可能受到了干 扰、破坏或篡改。
3.2.2 对称密码体制的不足 （1）密钥使用一段时间后就要更换，加密方 每次启动新密码时，都要经过某种秘密渠道把密钥 传给解密方，而密钥在传递过程中容易泄漏。 （2）网络通信时，如果网内的所有用户都使 用同样的密钥，那就失去了保密的意义。但如果网 内任意两个用户通信时都使用互不相同的密钥，N 个人就要使用N(N-1)/2个密钥。因此，密钥量太大， 难以进行管理。 （3）无法满足互不相识的人进行私人谈话时 的保密性要求。在Internet中，有时素不相识的两 方需要传送加密信息。 （4）难以解决数字签名验证的问题。
假设甲要给乙发送信息，他们互相知道对方的 公钥。甲就用乙的公钥加密信息发出，乙收到后就 可以用自己的私钥解密出甲的原文。由于没别人知 道乙的私钥，从而解决了信息保密问题。 另一方面由于每个人都可以知道乙的公钥，他 们都能给乙发送信息。乙需要确认的却是甲发送的 信息，于是产生了认证的问题，这时候就要用到数 字签名。 RSA公钥体系的特点使它非常适合用来满足上 述两个要求：保密性和认证性。
第3章 数据加密技术
3.1 密码学概述
数据加密技术是为提高信息系统及数据的安全 性和保密性，防止秘密数据被外部破译所采用的主 要技术手段之一，也是网络安全的重要技术。 按作用不同，数据加密技术主要分为数据传输、 数据存储以及数据完整性的鉴别、密钥管理技术4种。
3.1.1 数据加密技术的种类 1. 数据传输加密技术 其目的是对传输中的数据流加密，常用的方法 有线路加密和端－端加密两种。
密码技术PPT课件
20
2.3 对称密码体制
对称密码又分为流密码和分组密码。 流密码的中心思想是以尽可能简单的方 式来生成一个伪随机性尽可能好的周期 序列。流密码体制以简洁、快速的特点， 成为新一代移动通信的主流加密算法； 分组密码是将明文序列划分成等长的分 组，对每一组用同一加密算法和同一密 钥进行加密。
21
2.3 对称密码体制
密码分析学则是研究分析破 译密码的学问。密码分析学 和密码编码学构成了信息安
全的攻防体系
6
密码技术概述
由信息安全的攻防两个方面共同构筑了信息保密系 统的模型，如图所示
流密码
密码系统
单钥体制(对称 密码体制)
分组密码
双钥体制（非对称 密码体制或公钥体制）
7
密码技术概述 Eve
Alice
Bob
信息保密系统模型
2
第二章 密码技术
本章内容提要: 密码技术概述 古典密码体制 对称密码体制 非对称密码体制 椭圆曲线密码体制 密码技术应用案例 密码技术发展趋势
3
2.1 密码技术概述
密码技术的最原始目的是秘 密通信，即研究对于传输信息的 变换技术以避免第三方对于信息 的窃取。可以认为，密码学早在 公元前400多年就产生了。古人 有意识地使用一些简单的方法来 加密信息，以确保他们通信的机 密
解密算法 密钥（Key）
控制加密和解密 算处加法理密操，密密作分钥钥的别和数称解据为密密加码密员时组对所规明采则文用进的行一
5
密码技术概述
密码编码学是对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问， 以保护信息在传递过程中不
被敌方窃取、解读
密码学是研究信息系统安全保密的科学，它包含 两个分支，即密码编码学பைடு நூலகம்Cryptography）和密 码分析学（Cryptanalytics）。
2.3 对称密码体制
对称密码又分为流密码和分组密码。 流密码的中心思想是以尽可能简单的方 式来生成一个伪随机性尽可能好的周期 序列。流密码体制以简洁、快速的特点， 成为新一代移动通信的主流加密算法； 分组密码是将明文序列划分成等长的分 组，对每一组用同一加密算法和同一密 钥进行加密。
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2.3 对称密码体制
密码分析学则是研究分析破 译密码的学问。密码分析学 和密码编码学构成了信息安
全的攻防体系
6
密码技术概述
由信息安全的攻防两个方面共同构筑了信息保密系 统的模型，如图所示
流密码
密码系统
单钥体制(对称 密码体制)
分组密码
双钥体制（非对称 密码体制或公钥体制）
7
密码技术概述 Eve
Alice
Bob
信息保密系统模型
2
第二章 密码技术
本章内容提要: 密码技术概述 古典密码体制 对称密码体制 非对称密码体制 椭圆曲线密码体制 密码技术应用案例 密码技术发展趋势
3
2.1 密码技术概述
密码技术的最原始目的是秘 密通信，即研究对于传输信息的 变换技术以避免第三方对于信息 的窃取。可以认为，密码学早在 公元前400多年就产生了。古人 有意识地使用一些简单的方法来 加密信息，以确保他们通信的机 密
解密算法 密钥（Key）
控制加密和解密 算处加法理密操，密密作分钥钥的别和数称解据为密密加码密员时组对所规明采则文用进的行一
5
密码技术概述
密码编码学是对信息进行编 码实现隐蔽信息的一门学问， 以保护信息在传递过程中不
被敌方窃取、解读
密码学是研究信息系统安全保密的科学，它包含 两个分支，即密码编码学பைடு நூலகம்Cryptography）和密 码分析学（Cryptanalytics）。
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加密过程用数学公式描述如下：
其中f 为加密函数，K1,K2,…,K16组成密钥编排。
⊕表示按位作不进位加法运算，即0 ⊕ 1=1 ⊕ 0 =1 ，1 ⊕1=0 ⊕ 0 = 0
L i-1和R i-1分别是第i-1 次迭代结果的左右两部分， 各32 比特。L0和R0 是初始输入经IP 置换的结果。
s
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+S t
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+n o
t
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c
+u r
e
+ (2) 选出顺序，按列
+ (3) 按字符长度5写出密文
+ TYSNU HPTOR ITETE SOMSC SIERY SC
+ 可见，改变矩阵的大小和选出顺序可以得到不同形式的密码。
+ 其换与位其密它码密比码较相简结单合，，经可不以起得“到已十知分明有文效的地攻密击码”。。但是，将
代替密码
代替密码共有4种：单表代替密码( monalphabetic substitution cipher )、 同音代替密码( homophnic substitution cipher )、多表代替密码 ( polyalphabetic substitution cipher )、和多字母组代替密码( polygram substitution cipher )。 +单表代替密码 将明文中的每个字母用密文中对应的字母取代，在全部 信息加密过程中，明文字母表与密文字母表一一映射。 +同音代替密码 明文字符与密文字符是一多映射，每个明文字符可以变 换成不同的密文字符。 +多表代替密码 用多个映射把明文字符转换为密文字符，其中每个映射 相当于单表代替密码中的一一映射。 +多字母组代替密码 是最一般的，可以对一组字符进行任何方式的代替。
SQL Server加密技术
+ (2)非对称密钥加密
+ 非对称密钥加密使用一组公共/私人密钥系 统，加解密时各使用一种密钥。公共密钥可以 共享和公开。当需要用加密方式向服务器外部 传送数据时，这种加密方式更方便
公钥密码体制Байду номын сангаас
+公钥密码体制将加密密钥与解密密钥分开，并将加密密钥公开，解密 密钥保密。每个用户拥有两个密钥：公开钥（公钥）和秘密钥（私钥）， 所有公开钥均被记录在类似电话号码簿的密码本中。 + 公钥密码思想：每个用户有一个加密用的密钥Ke，还有一个解密用的 密钥Kd，将Ke 公开，kd 保密，且公开Ke 不至于妨碍Kd 的安全。可将各 用户的Ke 集中成公钥文件，像电话本一样公开发给所有用户。 +若A 欲与B 保密通信，查公钥文件得B 的加密用公钥对信息加密如下：
+将c 给B，B 用其自身掌握的解密密钥解密恢复明文m 如下：
+任何第三者截获密文c 后，由于不掌握解密密钥，无法求出明文m。
公钥密码体制原理
+公钥密码体制的安全性体现在：即从已知的公开钥、加密算法 与在信道上截获的密文不能求出明文或密钥。 +由于≠ ，故公钥密码也称为“非对称密码”；与之相对，传统 密码因通信双方用的密钥相同，被称为“对称密码”。
公钥密码体制框图 +公钥密码体制永远不能提供无条件的安全性。
SQL Server加密技术
+⑶ 数字证书 +名工的数将作证字一组书证组”，书公或(I是E钥可T一F)和以种X私使.5非0钥用9对与其版称其生本密拥成3钥(X有证.加5者书0密9相。v，3关) 而规联用范。户。SQ可用L以户Se使可rv用e以r支证对持书它“并使因通用特过外网数部工字生程签成 +这种方法是安全的。
数据加密
5.5.2数据加密
1．数据加密的概念
数据加密是防止数据在存储和传输中失密的有效手段。除了以上安全性措施外，还应该 采用数据加密技术。加密的基本思想是根据一定的算法将原始数据(称为明文)变换为不 可直接识别的格式(称为密文)。加密方法主要有2种方式： ① 替换方法。使用密钥(Encryption Key)将明文中的每个字符转换为密文中的字符。 ② 置换方法。只将明文的字符按不同的顺序重新排列。
SQL Server加密技术
+ ⑴ 对称式加密
+ 对称式加密使加密和解密使用相同的密钥。SQL Server提供RC4、RC2、DES 和 AES加密算法，可以 在SQL Server中存储数据时，利用服务器进行加密 和解密。
+ 在这里我们主要讨论一下DES加密算法
DES 的完整描述：
利用长度为56 的密钥比特串加密长度为64 的明文比特串，从而 得到长度为64 的密文比特串。 +加密时，先进行初始置换IP 的处理，再进行一系列运算，然 后进行逆初始置换IP-1给出加密结果。 +与密钥有关的算法包括：一个加密函数 f 和密钥编排函数KS。 DES 加密的轮廓为： +[1] 初始置换IP：把明文顺序打乱重新排列，置换输出为64 位， 数据置换后的第一位、第二位分别是原来的58 位、50 位。 +[2] 将置换输出的64 位数据分成左右两半，左一半称为L0，右 一半称为R0， 各32 位。 +[3] 计算函数的16 轮迭代。
换位密码
+ 另某一一种顺换序位选密出码矩是阵把 中明 的文 字按 母某 以一 形顺 成序 密排文成，一最个后矩截阵成，固然定后长按度 的字母组。
+ 例 明文为this cryptosystem is not secure.（27个字符）
+ 解：(1) 排成5*6矩阵：
+t h i
scr
+y p
t
o
将这两种方式结合起来就能达到相当高的安全程度。
换位密码
+换位（置换）密码在编制时，是把明文中的字母重 新排列，但字母本身不变，只改变其位置 +最简单的换位密码是把明文顺序倒过来，然后截成 固定长度的字母组作为密文
例： 明文为this cryptosystem is not secure（27个字符） 密文为ERUC ESTO NSIM ETSY SOTP YRCS IHT
K i 是由64 比特的密钥产生的子密钥，长度为48 比特。
[3] f是将32比特的输入转化成32比特的输出。 [4] 最后一次的迭代L16放在右边，R16放在左边。 [5] 再经逆初始置换IP-1，把数据打乱重排，产生
64 位密文。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
DES算法过程
IP置换