第二讲信息安全模型与加密技术
2(1)加密技术
解密
接收方B
明文
网络中的每个端系统都产生一对密钥； 每个系统都通过把自己的加密密钥放进一个
登记本或者文件来公布它，即公开密钥。另 一个密钥则是私有的；
如果A想给B发送信息，就用B的公开密钥加
密这个信息；
B收到该信息后用其私钥解密。
（2）验证模式
A 的 私 钥 明文 加密 发送方A A 的 公 钥 解密 接收方B 明文
明文在内的敏感数据而对密码系统或它的输入输出进行 的分析，即对密码原理、手段或方法的攻击。
密码学（cryptology）
密码编码学和密码分析学两者合并就成为研 究密码技术的密码学。
2、明文与密文、加密与解密
被伪装的消息就称为明文（plaintext）。
所有明文的集合称为明文空间。 明文被变换成另一种隐蔽形式就称为密文
七、 PGP
PGP—Pretty Good Privacy，是一个基于RSA公匙加密体系
1、密码编码学、密码分析学与密码学
密码编码学（cryptography）
密码编码学是研究对数据进行变换的原理、手段和 方法的技术和科学，其目的是掩藏数据的内容，防 止对它作了篡改而不被识别或非授权使用。
密码分析学（cryptanalytics）
密码分析学是研究密码分析的技术和科学。 密码分析（cryptanalysis）就是为了得到秘密信息或包括
密，生成数字信封；
发送方将加密后的消息和保密密钥发送给接收方；
接收方收到信息后，先用自己的私钥解密数字信
封，得到保密密钥；
接收方用该保密密钥解密消息，得到明文。
六、密码分析
试图发现明文或密钥的过程称为密码分析。
加 密 密 钥 明文 加密 密文 解 密 密 钥 明文 解密 明文 密钥
信息安全模型讲义
信息安全模型讲义信息安全模型是指在信息系统中，通过建立安全策略和安全控制措施来保护信息资源的技术体系和理论模型。
它以解决信息系统中的安全问题为目标，为实现信息系统的安全性提供了一种全面、系统的方法和手段。
本篇文章将对信息安全模型进行详细的讲解。
一、信息安全概述信息安全是指保护信息资源不受未经授权的访问、使用、泄露、破坏、篡改或丢失的能力。
在信息化快速发展的今天，信息安全已经成为一个非常重要的问题。
信息资源安全主要包括机密性、完整性和可用性三个方面。
1. 机密性：信息的机密性是指只有经过授权的用户才能访问和使用信息，未经授权的用户无法获取和使用信息。
2. 完整性：信息的完整性是指信息在传输和存储过程中，不受篡改和损坏的保证，保证信息真实、完整和正确。
3. 可用性：信息的可用性是指信息能够在需要的时候正常地使用，不受拒绝服务攻击和其他因素的影响。
二、信息安全模型的基本概念信息安全模型是指在信息系统中，通过建立安全策略和安全控制措施来保护信息资源的技术体系和理论模型。
它以解决信息系统中的安全问题为目标，为实现信息系统的安全性提供了一种全面、系统的方法和手段。
信息安全模型主要包括安全策略、安全目标、访问控制和身份验证等要素。
1. 安全策略：安全策略是指为了保护信息系统中的信息资源安全而制定的一系列规则和措施。
它包括安全目标的确定、安全政策的制定和安全规则的建立等。
2. 安全目标：安全目标是制定和实施安全策略的目的和依据，主要包括保密性、完整性和可用性等安全目标。
3. 访问控制：访问控制是指通过建立安全机制和措施，对信息系统中的用户进行身份验证和授权访问。
它包括访问控制策略、访问控制模型、访问控制机制等。
4. 身份验证：身份验证是确认用户的身份是否合法和可信的过程。
常用的身份验证方式包括用户名和密码、生物特征识别、数字证书等。
三、信息安全模型的分类信息安全模型根据安全策略的不同，可以分为强制访问控制（MAC）、自主访问控制（DAC）和角色访问控制（RBAC）等。
信息安全密码学与加密技术原理
信息安全密码学与加密技术原理在当今数字化的时代，信息如同宝贵的资产在网络的高速公路上飞速流转。
然而，这也带来了严峻的挑战——信息安全。
密码学与加密技术就像是守护信息城堡的坚固防线，保障着我们的隐私、数据的完整性以及系统的安全性。
首先，让我们来理解一下什么是密码学。
简单来说，密码学是研究如何秘密地传递信息的学科。
它不仅仅是设置一个复杂的密码那么简单，而是涉及到一系列的数学原理、算法和技术，以确保信息在传输和存储过程中不被未经授权的人员获取和理解。
加密技术则是密码学的核心应用之一。
它的基本原理是将明文（原始的、可读的信息）通过特定的算法转换为密文（看起来像是无意义的乱码）。
只有拥有正确的密钥（类似于一把特殊的“钥匙”），才能将密文解密还原为明文。
常见的加密算法有对称加密和非对称加密两种。
对称加密算法中，加密和解密使用相同的密钥。
想象一下，这就像是一把钥匙既能锁上宝箱也能打开宝箱。
常见的对称加密算法有 AES（高级加密标准），它被广泛应用于各种领域，如保护个人文件、网络通信等。
对称加密的优点是加密和解密速度快，但密钥的管理和分发是个难题。
如果密钥在传输过程中被窃取，那么加密就失去了意义。
非对称加密算法则解决了密钥分发的问题。
它使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开，任何人都可以用它来加密信息，但只有对应的私钥才能解密。
比如，你想给某人发送一封秘密邮件，你可以获取他的公钥来加密邮件，而他用自己保管的私钥来解密。
RSA 算法就是一种经典的非对称加密算法，常用于数字签名、密钥交换等场景。
除了这两种基本的加密算法，还有哈希函数也是密码学中的重要组成部分。
哈希函数可以将任意长度的输入转换为固定长度的输出，并且这个输出具有不可逆性，也就是说，无法通过哈希值反推出原始输入。
这在验证数据完整性和数字签名中发挥着关键作用。
比如，当你下载一个软件时，网站通常会提供软件的哈希值。
你在下载完成后可以计算软件的哈希值并与提供的哈希值进行对比，如果一致，就说明软件在传输过程中没有被篡改。
信息安全密码学与加密技术原理
信息安全密码学与加密技术原理在当今数字化的时代，信息安全成为了至关重要的问题。
我们在网络上进行交流、购物、工作，大量的个人隐私和重要数据在不断地传输和存储。
而密码学与加密技术就像是守护这些信息的坚固堡垒，为我们的信息安全提供了强有力的保障。
首先，让我们来了解一下密码学的基本概念。
密码学简单来说，就是研究如何保护信息的机密性、完整性和可用性的学科。
它通过一系列的算法和技术，将明文（也就是原始的、未加密的信息）转换为密文（经过加密处理后的信息），只有拥有正确密钥的人才能将密文还原为明文，从而读取到原始的信息。
加密技术是密码学的核心部分。
常见的加密算法可以分为对称加密和非对称加密两大类。
对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密方式。
比如，常见的 AES 算法（高级加密标准）就是一种对称加密算法。
它的加密速度快，效率高，适用于大量数据的加密处理。
想象一下，你有一个装满贵重物品的宝箱，而对称加密就像是一把只有你知道钥匙形状的锁。
只要你保管好这把钥匙，别人就打不开这个宝箱。
然而，对称加密也有它的局限性。
由于加密和解密使用相同的密钥，那么在密钥的分发过程中就存在着安全风险。
如果密钥在传输过程中被窃取，那么加密的信息就不再安全。
这时候，非对称加密算法就派上了用场。
非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开给任何人，用于对信息进行加密；而私钥则只有持有者知道，用于对用公钥加密后的信息进行解密。
例如，RSA 算法就是一种广泛应用的非对称加密算法。
这就好比你有一个邮箱，任何人都可以把信放进这个邮箱（用公钥加密信息），但只有你有邮箱的钥匙（私钥）能够打开并读取信件。
非对称加密解决了密钥分发的问题，但它的加密和解密速度相对较慢，因此通常用于加密少量的关键信息，比如对称加密的密钥。
除了加密算法，数字签名也是密码学中的一个重要概念。
数字签名可以确保信息的来源和完整性。
它就像是一份文件上的手写签名，用于证明这份文件确实是由声称的作者发出，并且在传输过程中没有被篡改。
网络信息安全中的数据加密技术使用教程与注意事项
网络信息安全中的数据加密技术使用教程与注意事项在当今数字化的时代，互联网的迅猛发展给我们带来了无限的便利和可能性，但同时也带来了数据泄露和信息安全的风险。
数据加密技术是保护网络信息安全的关键工具之一。
本文将介绍数据加密的基本原理和常见的加密技术，并提供一些使用教程和注意事项，旨在帮助读者更好地保护自己的数据。
一、数据加密的基本原理数据加密是指将明文转换为密文的过程，通过改变数据的形式，使其难以被未授权的人读取和理解。
数据加密的基本原理是利用密钥对数据进行运算，以改变数据的形式。
常见的数据加密算法有对称加密和非对称加密。
1. 对称加密对称加密是指使用相同的密钥进行加密和解密的过程。
常见的对称加密算法有DES（数据加密标准）、AES（高级加密标准）等。
对称加密的优点是运算速度快，但密钥的安全性要求较高，因为密钥泄露可能带来数据的风险。
2. 非对称加密非对称加密是指使用公钥进行加密，使用私钥进行解密的过程。
公钥可以公开，而私钥必须保密。
常见的非对称加密算法有RSA（Rivest-Shamir-Adleman）等。
非对称加密的优点是密钥安全性较高，但运算速度相对较慢。
二、常见的数据加密技术1. SSL/TLSSSL/TLS（安全套接层/传输层安全）是一种常用的加密技术，它建立了网络通信的安全连接。
通过使用SSL证书，服务器和客户端之间的通信经过加密，保证了数据的安全性。
在浏览器中，可以通过网址前面的锁形状图标来判断是否启用了SSL/TLS加密。
2. VPNVPN（虚拟私人网络）是一种能够建立加密通信隧道的技术，通过在公共网络上建立专用通信管道，实现远程访问和数据传输的安全性。
用户在使用VPN时，可以通过加密通道连接到公司内部网络，实现数据的安全传输。
3. 文件加密对于个人用户来说，保护电脑中的文件和文件夹是非常重要的。
可以使用文件加密软件，如BitLocker（Windows系统自带）、VeraCrypt等，对重要的文件和文件夹进行加密，保护数据的安全。
3.2.1数据加密与安全说课稿高二第2学期高中信息技术(浙教版)必修2
1.对于理解困难的学生，我将通过个别辅导和小组讨论的方式进行针对性讲解。
2.技术问题出现时，我将现场演示解决方法，或指导学生相互帮助解决。
3.提高参与度，我将采用竞赛、角色扮演等多种互动方式，激发学生兴趣。
课后，我将通过以下方式评估教学效果：
1.收集学生的课堂练习和课后作业，分析掌握情况。
4.实践教学：通过动手操作，使学生将理论知识转化为实践技能，增强学习的体验感和成就感。
（二）媒体资源
在本节课中，我将使用以下教具、多媒体资源和技术工具：
1.教具：加密软件、安全证书等实物教具，以便学生直观地理解加密过程。
2.多媒体资源：PPT、教学视频、网络资源等，用于展示加密算法的原理、流程和应用场景，增强视觉效果，提高学生的学习兴趣。
（三）学习动机
为了激发学生的学习兴趣和动机，我拟采取以下策略或活动：
1.创设情境：通过引入真实的网络安全案例，让学生认识到数据加密的重要性，从而激发学习兴趣。
2.互动讨论：组织学生分组讨论加密技术在生活中的应用，鼓励他们发表自己的看法，提高课堂参与度。
3.实践操作：设计实践环节，让学生动手操作加密工具，体验加密和解密的过程，增强学习成就感。
1.概念讲解：通过PPT、实物教具等形式，讲解数据加密的基本概念、目的和作用。
2.知识拓展：详细讲解对称加密、非对称加密、哈希算法等常见加密算法的原理和应用场景。
3.案例分析：结合实际案例，分析加密技术在生活中的具体应用，如数字签名、网络通信加密等。
4.动手实践：组织学生进行分组实践，使用加密软件进行数据加密和解密操作，让学生在实践中掌握加密技术的基本操作。
1.使用不同颜色的粉笔，区分重点和次要点。
2.使用简明的图示和关键词，代替冗长的解释。
保密安全与密码技术-2密码学资料
异或运算（不带进位加法）：
明文: 0 0 1 1
加密：
密钥: 0 1 0 1
密文： 0 1 1 0
C=P K
解密：
密文： 0 1 1 0 密钥： 0 1 0 1 明文： 0 0 1 1
P=C K
已知明文、密文，怎样求得密钥？ K=C P 只知道密文，如何求得密文和密钥？
古典密码学－隐写术
定义：将秘密信息隐藏在其余信息中 举例
保密安全与密码技术
第二讲 密码学基础
密码学基础
密码学概论 古典密码学 现代密码学
对称密码学 非对称密码学 单向散列 数字签名 数字信封
电子商务 安全Email
电子政务 信息安全应用
电子支付 安全Web
访问控制 身份认证 入侵检测 PKI/PMI 防病毒 VPN 操作系统安全 数据库安全 黑客入侵与防范 防火墙
第一次作业
分组学习现代密码学的各种密码算法 内容：
对称密码学：IDEA、SDBI、AES、RC5、 CAST-256
非对称：DSA、ECC、D-H 单向散列：SHA1、RIPE-MD
要求：PPT报告，代表讲解，3-5分钟
古典密码学
古典密码学的起源 早期的密码：隐写术 代换密码术 置换密码术 古典密码学的优缺点
对称密码和非对称密码
非对称密码，又称公开密钥密码算法
加开密，和解解密密密使钥用保不密同：的c=密E钥Kp（(mK)p,,
Ks)，把加密密钥公 m=DKs (c)
常用算法：RSA, DSA, 背包算法，ElGamal , 椭圆曲线等Fra bibliotek 优点：
密钥分配：不必保持信道的保密性
信息安全与加密技术
• 145•ELECTRONICS WORLD・技术交流1.信息安全概述信息安全是门综合型学科，要求学习人员掌握计算机科学，密码学，通信技术等方面的知识，其最大的目标是保护数据的安全，使得网络系统可以健康运转，服务不会突然间中断。
2.密码学2.1 密码学概述密码学借助加密技术对所要传送的信息进行处理，防止其它非法人员对数据的窃取篡改，加密的强度和选择的加密技术、密钥长度有很大的关系。
2.2 密码学的发展历程第一阶段数据的安全主要依赖于算法的保密；第二阶段主要依赖于密钥的保密程度；第三阶段数据加密取得了巨大的成就，通信双方之间支持无密钥的传输。
3.古典加密3.1 古典加密的特点古典加密主要是替代和置换的思想，数据安全主要依赖于算法的安全。
3.2 维吉尼亚密码维吉尼亚密码是多表代换，明文和密文之间并没有固定的对应关系。
利用密钥字母所对应的的x行，明文字母对应的y列共同映射得到加密后的数据。
利用多表代换，即使同样的明文加密后会得到不同的密文，掩盖了单字母出现的频率，破解难度大大增加。
4.现代密码技术现代加密不再关注算法的保密性，算法公开，它的数据安全与密钥的保密程度有很大的关系。
4.1 对称加密4.1.1 对称加密特点（1）对称加密的密码算法思想是替代和代换，运算速快；（2）对称加密的加、解密的密钥一般相同或者通信双方彼此很容易推出来；（3）密钥是私密的，通讯双方通讯之前要传递密钥；（4）在通信双方人数很多时，密钥的管理很困难；（5）Feistel结构是对称加密的通用结构，融合了扩散和混乱的基本思想。
混乱是用于掩盖明文和密文之间的关系，使得密钥和密文之间的统计关系尽可能繁杂，从而导致攻击者无法从密文推理得到密钥，扩散是指把明文的统计特征散布到密文中去，令明文每一位影响密文的多位的值。
4.1.2 DES算法DES是一种分组加密算法，输入的明文分组长度和生成的密文都是64位。
在初始置换中，将输入的64位明文按位重新组合分为左右各32位，经过扩展变换，将右边的32位扩展成为48位，用于和48位的密钥进行计算得到48位的输出结果，这个结果作为S盒的输入，替代成为32位的输出用于增加混乱，这32位的输出经过P盒置换，增加了扩散性，经过16轮迭代后得到64位数据，经过最终逆置换后生成的比特串就是密文。
信息安全密码学与加密技术原理与应用
信息安全密码学与加密技术原理与应用信息安全在如今的数字化时代扮演着至关重要的角色，而密码学与加密技术则是信息安全的核心。
本文将介绍信息安全密码学与加密技术的原理与应用，并探讨其在不同领域中的应用。
一、密码学的基本原理密码学是研究信息安全保护与加密算法的学科，其基本原理包括加密算法、密钥管理和解密算法。
加密算法是保护信息安全的基础，其通过将明文转换为密文，使得未经授权的人无法读取或理解其中的内容。
在加密算法中，常用的有对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法使用相同的密钥对明文进行加密和密文进行解密。
这意味着密钥的保密性尤为重要，一旦密钥泄露，信息的安全性将受到严重威胁。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密。
公钥是可以公开的，而私钥则必须严格保密。
非对称加密算法常用于数字签名和密钥交换等场景中，常见的算法有RSA、ECC等。
密钥管理是保证加密算法安全性的关键，其主要包括密钥生成、密钥分发与密钥更新等环节。
合理的密钥管理可以有效避免密钥泄露和被破解的风险。
二、密码学在信息安全中的应用密码学在信息安全中有着广泛的应用，以下将重点介绍其在网络安全、金融安全和物联网安全等领域中的应用。
1. 网络安全网络安全是指通过各种技术手段保护网络和网络相关资源不受未经授权的访问、破坏、篡改和泄露的威胁。
密码学在网络安全中起到了至关重要的作用。
在网络通信中，密码学可以用于数据加密和身份验证。
数据加密可以保护数据在传输过程中的安全性，防止被窃取或篡改。
身份验证则可以通过加密技术来确保通信双方的身份合法性。
2. 金融安全随着电子支付和网上银行等金融服务的普及，金融安全问题也日益突出。
密码学在金融安全中发挥着重要的作用。
在电子支付中，通过加密技术可以保护用户的支付信息不被盗取。
同时，可以利用密码学中的数字签名技术实现对交易身份的验证和防伪。
3. 物联网安全物联网的兴起给我们的生活带来了便利，同时也带来了诸多安全隐患。
网络安全基础知识密码学与加密技术
网络安全基础知识密码学与加密技术随着互联网的迅猛发展，网络安全问题日益突出。
为了保护个人和组织的信息安全，密码学与加密技术成为网络安全的重要组成部分。
本文将介绍密码学的基本概念，以及常见的加密技术和应用。
一、密码学基础知识密码学是研究信息保密和验证的科学，主要包括加密和解密两个过程。
加密是将明文转化为密文的过程，而解密则是将密文恢复为明文的过程。
密码学基于一系列数学算法和密钥的使用来保证信息的保密性和完整性。
以下是密码学中常见的一些基本概念：1.1 明文与密文明文是指原始的未经加密的信息，而密文则是通过加密算法处理后的信息。
密文具有随机性和不可读性，只有持有正确密钥的人才能解密得到明文。
1.2 密钥密钥是密码学中非常重要的概念，它是加密和解密过程中使用的参数。
密钥可以分为对称密钥和非对称密钥两种类型。
对称密钥加密算法使用相同的密钥进行加解密，而非对称密钥加密算法使用公钥和私钥进行加解密。
1.3 算法密码学中的算法是加密和解密过程中的数学公式和运算规则。
常见的密码学算法包括DES、AES、RSA等。
这些算法在保证信息安全的同时，也需要考虑运算速度和资源消耗等因素。
二、常见的加密技术2.1 对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的算法，也被称为共享密钥加密。
这种算法的特点是运算速度快，但密钥传输和管理较为困难。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
2.2 非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法，也被称为公钥加密。
这种算法的优点是密钥的传输和管理相对简单，但加解密过程相对较慢。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
2.3 哈希算法哈希算法是一种将任意长度数据转换为固定长度摘要的算法。
它主要用于验证数据的完整性和一致性。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。
三、密码学与加密技术的应用3.1 数据加密密码学与加密技术广泛应用于数据加密领域。
通过对敏感数据进行加密，可以防止未经授权的访问和篡改。
数据加密技术与信息安全
数据加密技术与信息安全数据加密技术是信息安全领域中的重要组成部分。
随着互联网的发展以及数字化信息的广泛应用，保护数据安全变得异常重要。
本文将探讨数据加密技术的原理、应用和发展趋势。
一、数据加密技术的原理数据加密是通过使用特定的算法将原始数据转化为密文，以确保只有授权的用户可以解密并读取数据。
加密算法是数据加密技术的核心。
常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密操作。
这种算法加密速度快，适用于大数据量的加密，但安全性相对较低。
常见的对称加密算法有DES、3DES、AES等。
非对称加密算法使用不同的密钥进行加密和解密操作。
通常将一个密钥称为公钥，另一个密钥称为私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
这种算法加密速度较慢，但安全性较高。
常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。
二、数据加密技术的应用数据加密技术广泛应用于各个领域，如电子商务、云计算、物联网等。
在电子商务中，用户的个人信息、交易记录等需要进行加密保护，以避免被盗取或篡改。
通过使用数据加密技术，可以保护用户隐私和数据的安全。
在云计算中，用户的数据存储在云端服务器上，需要进行加密保护，以防止数据泄露。
使用数据加密技术，可以确保用户数据在传输和存储过程中的安全性。
在物联网中，各种设备互相连接，传输的数据需要进行加密，以防止第三方截取和篡改数据。
数据加密技术可以保护物联网系统的安全性。
三、数据加密技术的发展趋势随着计算机技术的不断进步，数据加密技术也在不断发展。
首先，量子加密技术被认为是未来的发展趋势。
量子加密技术利用量子力学的原理，可以实现绝对安全的数据传输。
相比传统的加密技术，量子加密技术的破解难度更高，安全性更强。
其次，多方安全计算成为数据加密技术的研究热点。
多方安全计算是指在多个参与方之间进行安全计算，每个参与方只能获得计算结果，而不能获取其他参与方的私密数据。
多方安全计算在保护数据隐私的同时，实现了特定计算任务的协同完成。
安全第2讲——现代密码学入门
安全第2讲——现代密码学入门上一讲介绍了凯撒加密、单字母替换加密、Vigenere加密三种古典加密方法，在计算机辅助下进行攻击，它们几乎都不堪一击。
但实际上，对程序员们来说，这三种加密方法、或者从它们衍生出的加密方法，依然是经常使用的方法，只不过它们不被用于商用系统，也不被用于对自身机密信息的保护。
我们自己编写一些好玩的小程序，想进行简单鉴权，我们还是会优先想到凯撒加密等算法。
对商用系统，或者对个人机密信息保护的系统，则要求使用现代加密算法。
下面介绍一些现代密码学的入门知识。
1、算法的表示加密方案涉及到三种算法，分别是：（1）密钥产生算法Gen；（2）加密算法Enc；（3）解密算法Dec；2、取值空间的表示取值空间常用手写体的大写字母表示，分别为：（1）明文空间M；（2）密文空间C；（3）密钥空间K；3、具体取值的表示具体取值有三种，用小写字母表示，分别为：（1）明文m；（2）密文c；（3）密钥k；4、随机值的表示随机值也有三种，常用打印体的大写字母表示，分别为：（1）明文随机值M；（2）密文随机值C；（3）密钥随机值K；5、出现概率的表示出现概率有三种，分别为：（1）Pr[K=k]表示密钥k的出现概率，即Gen算法生成k的概率；（2）Pr[M=m]表示明文m的出现概率；（3）Pr[C=c]表示密文c的出现概率；6、算法的使用（1）k:=Gen()，k∈K解释：通过执行Gen算法，我们可以得到密钥k，得到的密钥属于密钥空间K。
（2）对于k∈K、m∈M，则c:=Enc(k, m),c∈C解释：通过执行Enc算法，输入密钥k和原文m，可以得到密文c，得到的密文属于密文空间C。
有的的Enc算法，对于给定的密钥k和原文m，生成固定的密文c；但也有Enc算法，对于给定的密钥k和原文m，每次执行生成的密文c不同。
（3）对于k∈K、m∈M，则m:=Dec(k, Enc(k, m))解释：对于通过Enc，传入参数密钥k和原文m，得到的密文c；我们可以使用Dec，传入参数密钥k和密文c，可以得到原文m。
信息安全技术-加密技术
信息安全技术-加密技术信息安全技术加密技术在当今数字化的时代，信息如同无形的财富在网络的海洋中穿梭。
然而，这片海洋并非风平浪静，存在着各种潜在的威胁，信息安全成为了至关重要的问题。
而在众多的信息安全技术中，加密技术无疑是一道坚固的防线。
加密技术，简单来说，就是将原本可以被直接理解和读取的信息，通过特定的算法和规则进行转换，使其变成难以理解的乱码，只有拥有正确密钥的人才能将其还原成原始的可读信息。
这就好比给珍贵的宝物加上了一把只有特定钥匙才能打开的锁。
想象一下，你要给远方的朋友发送一封包含重要秘密的信件。
如果直接寄出，途中可能被心怀不轨的人截获并偷看。
但如果在寄出前，你使用一种只有你和朋友知道的方法对信件内容进行了变换，那么即使信件被别人拿到，他们看到的也只是一堆毫无意义的符号和文字，无法获取其中的真正含义。
这就是加密技术的基本原理。
加密技术的历史可以追溯到古代。
早在古罗马时期，人们就已经开始使用简单的加密方法来传递军事机密。
比如，通过将字母进行替换或者移位来隐藏信息。
随着时间的推移，加密技术不断发展和完善。
在现代，加密技术主要分为对称加密和非对称加密两种类型。
对称加密，就像是一把相同的钥匙，发送方和接收方都持有它。
双方使用相同的密钥对信息进行加密和解密。
常见的对称加密算法有AES（高级加密标准）、DES（数据加密标准）等。
这种加密方式的优点是加密和解密速度快，效率高，适用于大量数据的加密处理。
但它也存在一个明显的缺点，那就是密钥的分发和管理比较困难。
如果要在多个用户之间进行安全通信，每个用户都需要拥有相同的密钥，而密钥的传递过程很容易被窃取或泄露。
非对称加密则解决了对称加密中密钥分发的难题。
它使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开给任何人，用于加密信息；而私钥则只有接收方自己持有，用于解密信息。
比如，当你要给我发送消息时，你使用我的公钥对消息进行加密，然后将加密后的信息传给我，我再用自己的私钥进行解密。
信息安全与保密ppt课件
威胁源在未经许可的情况下，在系统中产生 出虚假的数据或服务。
5、重放 (replay) ：
在网络通信中重放以前截收到的过时的信息， 使收方落入陷阱。
6、冒充 (impersonation) ：
一个实体假冒另一个实体的身份是一种常 见的网络攻击手段。
5
7、抵赖 ：
信息主要是指存放在信息系统中的数据和 程序。信息安全则是指这些数据和程度在被存 储、处理、执行和传输中的安全，主要包括以 下几个方面。
1、保 密 性
信息的保密性是指信息不能被未得到授权 的用户所获取。即信息在非授权情况下的泄露， 保密性是否安全的一个主要标志。
8
2、完 整 性
信息的完整性是指信息在任何情况下 保持不被篡改，不被破坏和不被丢失的特 性。即保持原型。
可靠性是指系统在运行过程中，抗干 扰（包括人为、机器及网络故障）和保持 正常工作的能力，即保持工作的连续性和 正确性的能力。
11
下面简要介绍在信息系统中保护信息安全的
几种基本技术。
1、访问控制： 基本任务：防止非法用户进入系统及合法用户
对系统资源的非法使用。
解决的问题：识别、确认访问系统的用户，决 定该用户对某一系统资源可进行何种类型的访 问。
隐通道是指两进程以违反系统安全策略的 方式传输信息的隐蔽通道，它可以造成严重的 信息漏洞。在操作系统和数据库系统中都可能 存在隐通道，分析并搜索出系统中存在的隐通 道，对其加以清除或限制是计算机系统安全设 计中的一个难点
14
6、安全管理
计算机信息系统是一个结构复杂、动态变 化的人机系统，仅仅依靠系统提供的安全服务 （它可能是多种安全技术的结合）的支持是不 够的。要想有效地保护信息系统的安全，最大 限度地减少面临的安全风险，还必须有对信息 系统严密的安全管理。
第二讲之第4章公钥密码体制
8．RSA算法的脆弱性
不能证明RSA密码破译等同于大数因子分解 1) 速度问题：增大p•q将使开销指数级增长 2) 至少有9个明文，加密后不变，即me mod n=m 3) 普通用户难于选择p、q。对p、q的基本要求：
1．RSA算法要点
算法产生一对密钥，一个人可以用密钥对中 的一个加密消息，另一个人则可以用密钥对 中的另一个解密消息。同时，任何人都无法 通过公钥确定私钥，也没有人能使用加密消 息的密钥解密。只有密钥对中的另一把可以 解密消息。
2.RSA算法描述
加密： C=Me mod N, where 0≤M<N 解密： M=Cd mod N 公钥为（e，N）， 私钥为（d，N） 必须满足以下条件：
1978年由Ron Rivest、AdiShamir和Len Adleman发明。
➢ “A method for obtaining digital signatures and public key cryptosystem”
是一种块加密算法。
➢ 明文和密文在0~n-1之间,n是一个正整数
应用最广泛的公钥密码算法 只有美国专利，且已于2000年9月到期
总之，RSA对用户要求太苛刻，密钥不能常更换。
9．RSA算法的攻击方法
（1）选择密文攻击
（2）过小加密指数e （3） RSA的公共模数攻击 （4）RSA的计时攻击法
10. RSA的实用性
公开密钥密码体制有优点,但它的运算量大 ,计算复杂。
信息安全的密码算法与加密技术
信息安全的密码算法与加密技术信息安全已经成为当今社会中的重要议题。
数据和信息的保护对于个人、组织和国家来说都至关重要。
在信息传输和存储过程中，密码算法和加密技术起到了关键的作用。
本文将讨论密码算法与加密技术在信息安全中的应用和作用。
一、密码算法的分类与特点密码算法是指用于对信息进行加密和解密的数学算法。
根据密码算法使用的密钥类型不同，密码算法可以分为对称密钥算法和非对称密钥算法。
1. 对称密钥算法对称密钥算法也称为共享密钥算法，它使用相同的密钥进行加密和解密操作。
常见的对称密钥算法有DES、3DES、AES等。
对称密钥算法的特点是加解密速度快，适用于数据量较大的场景，但密钥的分发和管理相对较困难。
2. 非对称密钥算法非对称密钥算法使用一对不同的密钥，分别称为公钥和私钥。
公钥用于加密，私钥用于解密。
常见的非对称密钥算法有RSA、DSA、ECC等。
非对称密钥算法的优点是密钥的分发和管理相对容易，但加解密速度较慢，适用于数据量较小的场景。
二、加密技术的应用领域加密技术广泛应用于各个领域，包括网络通信、电子商务、移动通信、数据库管理等。
1. 网络通信在网络通信中，通过使用密码算法和加密技术，可以对传输的数据进行加密，防止未经授权的访问和数据篡改。
常见的应用有SSL/TLS协议，它使用非对称密钥算法对密钥进行交换，然后使用对称密钥算法对数据进行加密。
2. 电子商务在电子商务中，客户的个人信息和支付信息需要得到保护。
通过使用加密技术，可以对个人隐私和支付信息进行加密，确保数据的安全性。
常见的应用有PGP（Pretty Good Privacy）协议，它使用非对称密钥算法对数据进行加密和签名。
3. 移动通信在移动通信中，通过使用加密技术，可以保护通话和短信的隐私，防止信息被窃听和篡改。
常见的应用有WPA2协议，它使用AES算法对无线通信进行加密。
4. 数据库管理在数据库管理中，通过使用加密技术，可以对保存在数据库中的敏感数据进行加密，确保数据的安全性。
《信息安全技术》PPT课件
•
明文
卫星通信加密Ek
结点 2
密文 Dk1
明文 Ek2 密文
结点
密文 Eki 为加密变2换，Dki 为解密变换密文 密文
结点 3
Dk2
结点 3 解密设备
Dk
明文 明文
•（2）加密方式的选择Ek 为策加密略变换，Dk 为解密变换
• 多个网络互联环境下：端－端加密 • 链路数不多、要求实时通信、不支持端－端加密远程调用通信场合：
•（1）几种常用的加密方式
• 链路－链路加密 • 节点加密 • 端－端加密 • ATM网络加密 • 卫星通信加密
•（2）加密方式的选择策略
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2.2 信息传输中的加密方式
•（1） 几种常用的加密方式
• 链路－链路加密
• 节点加密 结点 1
• 端－明文端加密 Ek1 结点 1
• ATM网络加加密密设备
• 1977年，Rivest, Shamir and Adleman提出了 RSA公钥算法
• 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 • 主要特点：公开密钥算法用一个密钥进行加密，
用另一个进行解密，其中的一个密钥可以公开， 使得发送端和接收端无密钥传输的保密通信成为 可能。
14
2.1.3 信息传输中的加密方式（自学）
链路－链路加密 • 链路较多，文件保护、邮件保护、支持端－端加密的远程调用、实时
性要求不高：端－端加密
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• 需要防止流量分析的场合：链路－链路加密和端－端加密组合
2.2对称加密与不对称加密
•2.2.1 对称加密系统
• 对称加密 • 对称加密算法 • 信息验证码
•2.2.2 不对称加密系统
• 公开密钥加密 • RSA算法 • 加密与验证模式的结合
电子信息安全与加密技术
安全审计是对电子信息安全防护措施进行评估 和审查的过程，以确保安全措施的有效性和合 规性。
安全审计与监控应定期进行，并由专业的安全团 队或第三方机构进行，以确保审计和监控的准确 性和可靠性。
05
加密技术的未来发展
量子计算对加密技术的挑战
量子计算技术的发展对现有的加密技 术构成了威胁，因为量子计算机能够 快速破解目前广泛使用的加密算法。
根据组织的需求和风险评估结果，制定相 应的电子信息安全策略，包括物理安全、 网络安全、数据安全等方面的措施。
实施适当的安全控制措施，如访问控制、 加密技术、防火墙等，以降低安全风险。
安全培训
安全审计与监控
提高员工的安全意识和技能，使其能够遵 循组织的安全政策和操作规程。
定期进行安全审计和监控，及时发现和处 理安全事件，确保电子信息安全的持续有 效性。
常见的防火墙技术包括包过滤、代理服务器和有状态检 测等。
防火墙通过监测、限制和过滤网络流量，保护网络免受 恶意攻击和未经授权的访问。
防火墙应部署在网络的入口处，以最大程度地保护网络 的安全。
数据备份与恢复
数据备份是电子信息安全 防护的重要环节，它能够 在数据丢失或损坏时恢复 数据。
数据恢复通常需要专业的 技术和工具，因此应选择 可靠的备份解决方案和服 务商。
为了应对这一挑战，需要研究和发展 新的加密算法和协议，以确保电子信 息的机密性和完整性。
新型加密算法的研究与发展
针对量子计算技术的发展，研究和发展新型加密算法是当前 的重要任务。
这些新型加密算法应具有更高的安全强度和更低的计算复杂 性，以应对未来可能的攻击。
加密技术在物联网和区块链中的应用前景
随着物联网和区块链技术的普及，加密技术在保障这些系统安全方面将发挥越来 越重要的作用。
信息安全-密码技术
中国地质大学信息安全实习报告课程名称：信息安全—密码技术指导老师：左博新姓名：周俊学号：20111003611专业：信息与计算科学所在院系：数理学院班级：123112班日期：2014年05月14日信息安全-密码技术姓名：周俊学院：数理班级：123112 学号：20111003611 摘要：21世纪是信息的时代，信息成为一种战略资源，信息安全关系到国家和社会的安全，因此，世界发达国家对此都有充分的认识。
近年来，信息安全领域的发展十分迅速，取得了许多重要的成果，信息安全理论和技术内容十分广泛，这里，我主要介绍密码学。
关键字：信息安全, 密码学, 私钥, 公钥, Hash函数Abstract: The 21st Century is the era of information, information has become a strategic resource, information security is related to the security of the state and society.therefore , the developed countries in the world have a full understanding of. In recent years, the development of the field of information security is very rapid, many significant achievements, the content of information security theory and technology is very extensive, here, I mainly introduce cryptography.Key words: Information security, cryptography key, public key, Hash functions一、信息安全定义信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。
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2.2 信息安全机制 2.2.2 加密机制
国际数据加密算法IDEA
IDEA(International Data Encryption Algorithm)由瑞 士联邦技术学院开发。使用128位密钥，提供2^128个可能 的密钥，10亿个/秒，要10^13年来穷尽，且加密运算速度 与DES一样快。被认为是当前最好的、最安全的加密标准 算法。
信 息 安 全
用户
鉴别
授权
2.1.2 安全产品类型
2.1 信息安全模型简介
根据我国目前信息网络系统安全的薄弱环节，近几 年应重点发展安全保护、安全检测与监控类产品，相应 发展应急反应和灾难恢复类产品。
信息保密产品 安全授权认证产品 安全平台/系统 安全检测与监控产品
高 性 密 密 能 码 钥 加 加 管 密 密 理 芯 产 产 片 品 品 产 品
2.2 信息安全机制 2.2.3 数据完整性机制
消息摘要算法MD5
MD5以512bit的分组来处理输入文本，每一分组又划 分为16个32bit的子分组。算法的输出由4个32bit分组组成 ，将它们级联形成一个128bit的散列值。首先填充消息使用 其长度恰好为一个比512的倍数仅小64bit的数。填充方法是 在消息后面附一个1，然后填充上所需要的位数的0，然后 在最后的64位上附上填充前消息的长度值。这样填充后， 可使消息的长度恰好为512的整数倍，且保证不同消息在填 充后不相同。
数 字 签 名 产 品
数 字 证 书 管 理 系 统
用 户 安 全 认 证 卡
鉴 别 智 与 能 授 IC 权 卡 服 务 器
安 全 路 由 安 安 器 全 Web 全 与 数 安 操 虚 据 全 作 拟 库 平 系 专 系 台 统 用 统 网 络 产 品
网 络 病 毒 检 查 预 防 和 清 除 产 品
消 息 H
消 息
附 件
消 息
+
附 件
compare
H
2.2 信息安全机制 2.2.3 数据完整性机制
单向散列函数
单向散列函数（one-way hash function），也叫压缩函 数、收缩函数，它是现代密码学的中心，是许多协议的另 一个结构模块。散列函数长期以来一直在计算机科学中使 用，散列函数是把可变长度的输入串（叫做预映射， preimage）转换成固定长度的输出串（叫做散列值）的一种函 数。 利用单向散列函数生成消息的指纹可以分成两种情况 。一种是不带密钥的单向散列函数，这种情况下，任何人 都能验证消息的散列值；另一种是带密钥的散列函数，散 列值是预映射和密钥的函数，这样只有拥有密钥的人才能 验证散列值。单向散列函数的算法实现有很多种，如 Snefru、N-Hash、MD2、MD4、MD5、SHA-1算法等等。
网 络 安 全 隐 患 扫 描 检 测 工 具
网 络 安 全 监 控 及 预 警 设 备
网 络 信 息 远 程 监 控 系 统
网 情 分 析 系 统
2.1 信息安全模型简介
2.1.2 信息系统安全评估准则
美国国防部计算机安全中心发布的《桔皮书》 （Orange Book），即“可信计算机系统评估标准”。评估 标准主要是基于系统安全策略的制定，系统使用状态的可审 计性及对安全策略的准确解释和实施的可靠性等方面的要求。 系统安全程度分为A、B、C、D四类（无保护级、自主 保护级、强制保护级、验证保护级）。共7个等级。D级最 低。 D级：最低级的安全形式，非保护级，如DOS。 C1级：操作系统上可用的安全级。如用户名和口令。
2.2 信息安全机制
2.2.2 加密机制 对称密钥（单密钥、私钥）算法
加密：Ek(P)=C 解密：Dk(C)=P 序列密码算法（stream cipher）- 手工和机械密码时代 分组密码算法（block cipher） 加密过程主要是重复使用混乱和扩散两种技术，混乱 （confusion）是改变信息块使输出位和输入位无明显的统 计关系。扩散（diffusion）是将明文位和密钥的效应传播 到密文的其它位。 对称密码算法有很多种 ：DES、triple DES、IDEA、RC2 、RC4、RC5、RC6、GOST、FEAL、LOKI 。
2.2 信息安全机制
数据完整性验证
消息的发送者用要发送的消息和一定的算法生成一 个附件，并将附件与消息一起发送出去；消息的接收者 收到消息和附件后，用同样的算法与接收到的消息生成 一个新的附件；把新的附件与接收到的附件相比较，如 果相同，则说明收到的消息是正确的，否则说明消息在 传送中出现了错误。
2.2 信息安全机制 2.2.2 加密机制
非对称加密（公开密钥）算法
公开密钥体制把信息的加密密钥和解密密钥分离，通信 的每一方都拥有这样的一对密钥。其中加密密钥可以像电话 号码一样对外公开，由发送方用来加密要发送的原始数据； 解密密钥则由接收方秘密保存，作为解密时的私用密钥。公 开密钥加密算法的核心是一种特殊的数学函数——单向陷门 函数（trap-door one way function）。即该函数从一个方向 求值是容易的，但其逆变换却是极其困难的，因此利用公开 的加密密钥只能作正向变换，而逆变换只有依赖于私用的解 密密钥这一“陷门”才能实现。
2.2 信息安全机制 2.2.2 加密机制
RC5算法
RC5 是 Ron Rivest 发明的。 RSA实验室对 64bit 分组的 RC5算法进行了很长时间的分析，结果表明对5轮的RC5， 差分攻击需要224个明文；对10轮需要245个明文；对15轮需 要268个明文，而这里最多只可能有264个明文，所以对15轮 以上的RC5的攻击是失败的。Rivest推荐至少使用12轮。 RC5是具有参数变量的分组密码算法，其中可变的参 量为：分组的大小、密钥的大小和加密的轮次。该算法主 要使用了三种运算：异或、加、循环。
2.2 信息安全机制 2.2.2 加密机制
数据加密标准DES
由 IBM 发明， 1976 年批准成为美国政府标准。提供 2^56( 大约 7.2*10^16) 个可能的密钥， 100 万个 / 秒，要 200 多年来穷尽。但有一组Internet用户，在1997年用了3个多 月解决了RSA实验室的DES挑战，攻破了这一算法。
一个密码体制被定义为一对数据变换，其中一个变换应 用于我们称之为明文（Plaintext，记为P）的数据项，变 换后产生的相应数据项称为密文（Ciphertext，记为 C ） ；而另一个变换应用于密文，变换后的结果为明文。 这两个变换分别称为加密变换（Encryption，记为E ）和 解密变换（Decryption，记为D ）。加密变换将明文和一 个称为加密密钥（记为KE）的独立数据值作为输入，输出 密文；解密变换将密文和一个称为解密密钥（记为KD）的 数据值作为输入，输出明文。
第二讲 信息安全模型 与加密技术
2.1 2.2 2.3 2.4 信息安全模型简介 信息安全机制 密钥分配与管理 密码技术的应用实例
学习目标
主要讲述信息加密技术，通过本讲 的学习，应该掌握以下内容： 信息系统安全评估准则 对称与非对称加密机制及算法 数字签名原理与CA认证技术 数据完整性验证的原理及典型算法 PGP的使用
2.2 信息安全机制
加密和解密
KD KE C
P
加密函数
C
解密函数
Pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加密 P：明文 C：密文
解密 KE：加密密钥 KD：解密密钥
2.2 信息安全机制
密码学的发展分为古典密码术、近代密码学与 现代密码体制三个阶段。
古典密码术：依靠手工来完成，有置换（换位）密码、 代换密码。如“凯撒密码”，但英语中的e、t、a、o、i、 n…这些字母在文章中出现的频次依次减少，可用字母频次 统计破译密码。 近代密码学：使用机械密码，由机械式密码机自动完 成。如第二次世界大战中德国政府使用的叫恩尼格玛 （Enigma）的密码机. 现代密码体制：利用计算机技术以及数学原理而形成， 分为对称密钥加密算法和非对称密钥加密算法。 新的领域：量子密码、混沌密码、DNA密码、分布式 密码。
2.1 信息安全模型简介
2.1.1 信息安全构架
信息安全是网络安全体系结构的一个最重要的部分，主 要涉及到信息传输的安全、信息存储的安全以及对网络传输 信息内容的审计三方面，结构框架如下图所示： 信息传输安全 （动态安全） 信息存储安全 （静态安全） 信息的防泄密 数据加密 数据完整 防抵赖 性的鉴别 数据库安全 终端安全 信息内容审计
用RSA公开密钥密码体制算法加密的示例：
1) 选举p和q，为计算方便，假设p=3，q=11； 2) 得出n=p×q=3×11=33；z=（p-1）×（q-1）=20； 3) 由于3和20没有公因子，故设e=3； 4) 用所选值=3，解方程3d=1（mod20），可得d=7； 5) 由C=M （mod(n)）可得出明文M的密文C，接收者根 d 据 M=C （mod(n)）解密。
算法描述：
首先把明文分成若干个64-bit的分组，算法以一个分组 作为输入，通过一个初始置换（IP）将明文分组分成左半部 分（L0）和右半部分（R0），各为32-bit。然后进行16轮完 全相同的运算，这些运算我们称为函数f，在运算过程中数 据与密钥相结合。经过16轮运算后，左、右两部分合在一起 经过一个末转换（初始转换的逆置换IP-1），输出一个64-bit 的密文分组。
2.2 信息安全机制 2.2.2 加密机制
RSA算法
RSA算法的思路如下：为了产生两个密钥，先取两个大 素数， p 和 q 。为了获得最大程度的安全性，两数的长度一 样。计算乘积 n=p*q，然后随机选取加密密钥 e，使 e 和 (p1)*(q-1)互素。最后用欧几里得（Euclidean）扩展算法计算 解密密钥 d ， d 满足 ed≡1 mod (p-1)(q-1) ，即 d≡e-1 mod (p1)(q-1)。则e和n为公开密钥， d是私人密钥。两个大数p和q 应该立即丢弃，不让任何人知道。一般选择公开密钥e比 私 人密钥 d小。最常选用的e值有三个3，17，65537。 加密消息时，首先将消息分成比n小的数据分组（采用 二进制数，选到小于 n 的 2 的最大次幂），设 mi 表示消息分 组，ci表示加密后的密文，它与mi具有相同的长度。 加密过程：ci=mie(mod n) 解密过程：mi=cid(mod n)