第3章 数字加密与认证
加密与认证
解密变换
目的地
秘密通道 密钥源
加/解密原理描述
假设明文字母用P表示，密文字母用C表示,密钥用K表示, 加密变换用E表示，解密变换用D表示，则有： • 1.加密原理
p
加密变换E
C
文字描述：C=Ek(p) • 2.解密原理
解密变换D
C
p
文字描述：p=Dk(C)
1.明文（plaintext) 未加密的信息。 2.密文（ciphertext) 已加密的信息。 3.密钥（key) 控制密码变换操作的符号序列，是保密的核心。 4.加密（encryption） 将明文变换成密文的过程。 5.解密（decryption） 将密文变换成明文的过程。 6.密码算法（cipher algorithm) 密码算法是一些公式、法则或程序，是加密算法和解密算 法的统称, 是密码系统的核心。
• 第二个阶段:1949年到1976年 第二个阶段:1949年到1976年 :1949年到1976
–标志: Shannon 发表”Communication Theory of 标志: 发表” 标志 Secrecy System” –密码学进入了科学的轨道 密码学进入了科学的轨道 –主要技术: 单密钥的对称密钥加密算法 主要技术: 主要技术
加密软件实例—PGP (续)
PGP的使用
（1）安装 PGP的安装非常简单，下面以PGP8.0为例进行说明。由于PGP是免费的，可以从互联网下载得到。 经解压缩后，双击PGP8.0安装文件，出现如图所示：
加密软件实例—PGP (续)
按照提示，反复点击“下一步”，即可安装成功。重新启动计算机后，可 在任务栏中，看到如图所示的PGP小图标：
基本概念（续）
• 在分组密码的设计中用代替、置换手段实现扩散 和混淆功能 。 • 混淆 指加密算法的密文与明文及密钥关系十分复杂， 无法从数学上描述，或从统计上去分析。 • 扩散 指明文中的任一位以及密钥中的任一位，对全体 密文位有影响。经由此种扩散作用，可以隐藏许 多明文在统计上的特性，增加密码的安全
[网络与信息安全基础(第2版)][王颖,蔡毅][电子课件] (1)[28页]
![[网络与信息安全基础(第2版)][王颖,蔡毅][电子课件] (1)[28页]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1458b6587c24028905fc325.png)
1.4.1 关于口令安全性（续1）
不要在不同系统上，特别是不同级别的用户上使用同一口 令。
为防止眼明手快的人窃取口令，在输入口令时应确认无人 在身边。
1.1.2 加强青少年的网络安全意识
1.2 什么是攻击
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4
收集信息的主要方式 攻击的主要手段 入侵仅发生在入侵行为完全完成，且入 侵者已进入目标网络内的行为称为攻击。但更为积极的观 点是：所有可能使一个网络受到破坏的行为都称为攻击。 即从一个入侵者开始在目标机上工作的那个时刻起，攻击 就开始了。
忽或者不配合，那么攻击者就有可能通过这台计算机，从 内部来攻击其他的计算机。
6. 保持简单（Simplicity） 尽量降低系统的复杂度，越复杂的系统越容易隐藏一些
安全问题，建议不要在一台服务器上配置超过两种以上的 应用。
1.5 安全操作系统简介
操作系统是信息系统安全的基础设施，在信息安全方面起 着决定性的作用。信息系统安全在硬件方面关键是芯片， 在软件方面关键是操作系统。本小节主要讨论操作系统方 面的安全问题。
1.2.4 攻击对象排名
主机运行没有必要的服务。 未打补丁的、过时的应用软件和硬件固件。 信息泄露，通过服务如Gopher、Finger、Telnet、SNMP、
SMTP、Netstat等。 盗用信任关系如Rsh、Rlogin、Rexec。 配置不当的防火墙或路由器ACL（Access Control List,访问
1.4.3 广域网安全
1．加密技术 2．VPN技术 3．身份认证技术
数据加密与认证技术
数据加密与认证技术1. 引言在当前信息技术高速发展的时代，数据安全和隐私保护成为了人们越来越关注的问题。
传统的数据存储和传输方式往往存在着安全风险，例如数据泄露、篡改和冒充等问题。
为了保护数据的安全性和完整性，数据加密和认证技术应运而生。
本文将介绍数据加密与认证技术的基本概念、加密算法以及应用场景。
2. 数据加密技术数据加密技术是一种将明文转化为密文的过程，通过使用密码算法对数据进行加密，使得未经授权的人无法获得明文数据。
常见的数据加密算法有对称加密算法和非对称加密算法。
2.1 对称加密算法对称加密算法是一种使用相同的密钥进行加密和解密的算法。
常见的对称加密算法有DES、AES和RC4等。
其中，AES是目前最常用的对称加密算法，其具有高度的安全性和效率。
2.2 非对称加密算法非对称加密算法是一种使用不同的密钥进行加密和解密的算法。
常见的非对称加密算法有RSA和DSA等。
非对称加密算法具有较高的安全性，但在加密和解密过程中消耗的计算资源较多。
3. 数据认证技术数据认证技术是一种用于验证数据完整性和真实性的技术。
通过使用哈希函数和数字签名等方法，可以对数据进行认证，从而防止数据的篡改和冒充攻击。
3.1 哈希函数哈希函数是一种将任意长度的数据映射为固定长度散列值的函数。
常见的哈希函数有MD5、SHA1和SHA256等。
哈希函数具有以下特点：抗碰撞、不可逆和固定输出长度。
3.2 数字签名数字签名是一种用于验证数字信息完整性和真实性的技术。
通过使用私钥对数据进行签名，可以确保数据的完整性和真实性。
常见的数字签名算法有RSA和DSA等。
4. 数据加密与认证技术的应用场景数据加密与认证技术广泛应用于各个领域，其中包括以下几个典型的应用场景：4.1 电子商务在电子商务领域，数据加密和认证技术被广泛应用于保护用户的个人隐私和交易安全。
通过使用数据加密技术，可以确保用户的个人隐私不被泄露。
同时，通过使用数字签名技术，可以验证交易数据的完整性和真实性。
网络安全防护的数据加密与身份认证
网络安全防护的数据加密与身份认证在当前数字化时代，网络安全的重要性日益凸显。
随着各种网络攻击的不断发展和演化，保护用户的数据安全和身份认证已成为互联网世界中最为关切的问题之一。
为了有效抵御黑客和恶意软件的入侵，数据加密和身份认证成为网络安全防护的重要手段之一。
本文将探讨数据加密和身份认证在网络安全防护中的作用及其相关技术。
一、数据加密在网络安全防护中的作用数据加密是指将明文数据通过一定的算法和密钥转化为密文数据，以增加数据传输的安全性。
在网络中，数据加密有以下几方面的作用。
1. 保护数据隐私通过数据加密，可以防止黑客和恶意软件对数据的窃听和篡改。
对于机密性较高的敏感数据，如个人身份信息、财务数据等，加密技术可以将其进行加密处理，即使被黑客窃取或篡改，也很难获得有价值的信息。
2. 防止数据泄露在数据传输过程中，数据可能会经过多个网络节点，存在泄露风险。
通过数据加密，即使在传输过程中被截获，黑客也无法解读其中的内容，从而有效避免数据泄露。
3. 抵御拒绝服务攻击拒绝服务（Denial of Service，简称DoS）攻击是网络攻击的一种常见形式，通过对目标服务器发起大量请求，导致服务器资源耗尽，从而使其无法正常提供服务。
数据加密可以增加传输过程的复杂度，使攻击者进行DoS攻击时需要耗费更多的资源和时间，提高网络安全的鲁棒性。
二、常见的数据加密技术1. 对称加密对称加密又称为共享密钥加密，指加密和解密过程使用相同的密钥。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
对称加密算法的优点是加密解密速度快，适合大量数据的加密保护，但密钥的安全性需要保证。
2. 非对称加密非对称加密又称为公钥加密，使用一对密钥，即公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。
非对称加密算法的优点是密钥的安全性可以较好地保证，但加密解密速度较慢，适合少量数据传输的安全保护。
3. 哈希算法哈希算法是一种将数据转换为固定长度哈希值的算法。
数据加密与认证技术讲义
数据加密与认证技术讲义数据加密与认证技术是信息安全领域的重要组成部分，它们能够有效保护数据的机密性和完整性，防止未经授权的访问和篡改。
本讲义将介绍数据加密与认证技术的基本概念、原理和应用。
一、数据加密技术数据加密是通过一定的算法将原始数据转化为密文，以实现对数据的保护。
常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
1. 对称加密算法：对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密，常见的对称加密算法有DES、3DES和AES等。
对称加密算法的优点是加密解密速度快，但存在密钥分发和管理的难题。
2. 非对称加密算法：非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密，常见的非对称加密算法有RSA、ECC和DSA等。
非对称加密算法的优点是密钥分发和管理相对简单，但加密解密速度较慢。
二、数据认证技术数据认证是验证数据的真实性和完整性，以确保数据在传输和存储过程中没有被篡改。
常用的数据认证技术包括数字签名和消息认证码。
1. 数字签名：数字签名是使用发送者的私钥对数据进行签名，接收者使用发送者的公钥对签名进行验证，以确保数据的完整性和真实性。
2. 消息认证码：消息认证码是使用密钥对数据进行哈希运算得到的固定长度的值，接收者使用相同的密钥对数据进行哈希运算并进行比对，以确保数据的完整性。
三、数据加密与认证技术的应用数据加密与认证技术广泛应用于网络通信、数据库安全、电子商务等领域。
通过使用数据加密算法和认证技术，可以有效防止数据泄露和篡改，保护用户的隐私和数据安全。
在现代信息社会中，数据加密与认证技术的重要性不断凸显，希望通过本讲义的学习，可以让大家更加深入理解数据加密与认证技术的原理和应用，为信息安全工作提供更有力的保障。
数据加密和认证技术在当今信息社会中扮演着至关重要的角色。
随着网络和移动设备的普及，个人和组织面临着更多的风险，数据安全成为了一个日益严峻的挑战。
因此，加强对数据的加密和认证是确保信息安全的一个至关重要的措施。
电子商务数字加密与认证
电子商务数字加密与认证摘要随着电子商务的快速发展，数据安全和用户身份认证成为了一个重要的问题。
本文将介绍电子商务中数字加密和认证的相关概念和技术，包括公钥加密、数字签名、SSL/TLS协议等。
同时还会探讨数字加密与认证在电子商务领域的应用和优势，并对未来的发展进行展望。
引言随着互联网技术的快速发展，电子商务在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
然而，随之而来的问题是数据安全和用户身份认证。
在传统的商业交易中，人们通常会面对面进行交流和交易，从而可以通过直接的方式进行身份和信息的验证。
然而，在电子商务环境下，所有的交流和交易都是通过计算机网络进行的，因此需要采取一些特殊的措施来确保数据的安全性和用户身份的真实性。
数字加密和认证技术就是为了解决这个问题而产生的。
数字加密在电子商务中，数字加密是一项基本的技术，用于保护数据的机密性。
数字加密是将待传输的数据通过一定的算法转化为密文的过程，只有拥有相应解密密钥的人才能解密并获得原始数据。
常见的数字加密算法包括对称加密和非对称加密。
对称加密对称加密是指加密和解密使用相同的密钥的加密方式。
这种方式下，发送方和接收方必须提前共享一个密钥。
在加密过程中，发送方使用密钥将原始数据进行加密，然后将密文发送给接收方。
接收方再使用相同的密钥对密文进行解密，从而得到原始数据。
常见的对称加密算法包括DES、AES等。
对称加密的优势在于加密和解密的速度相对较快，但缺点在于密钥的管理和分发复杂。
由于加密和解密使用相同的密钥，密钥的安全性是非常关键的，一旦密钥泄露，加密的数据将会暴露。
非对称加密非对称加密是指加密和解密使用不同的密钥的加密方式。
这种方式下，拥有一对密钥，包括公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥对原始数据进行加密，然后发送给接收方。
接收方再使用自己的私钥对密文进行解密，从而获得原始数据。
在非对称加密中，公钥可以公开传播，而私钥只有接收方拥有。
非对称加密的优势在于密钥的管理和分发相对简单，只需要保护好私钥即可。
数据加密技术与认证技术
非对称加密技术
总结词
使用不同的密钥进行加密和解密的技术
VS
详细描述
非对称加密技术是指使用不同的密钥进行 加密和解密的技术。这种技术需要一个公 钥和一个私钥，公钥用于加密数据，私钥 用于解密数据。非对称加密算法能够保证 数据传输的安全性，并且能够验证发送方 的身份。常见的非对称加密算法包括RSA 、ECC等。
单向认证通常用于对数据发送者的身份进行确 认，而双向认证则更适用于需要保证数据完整 性的场景，如电子支付、电子合同等。
4
数据认证技术详解
消息摘要认证
总结词
消息摘要认证是一种通过对比数据信息的摘 要值来验证数据完整性和真实性的技术。
详细描述
消息摘要认证利用哈希函数对数据进行处理 ，生成固定长度的摘要值。发送方将数据和 摘要值一起发送给接收方，接收方使用相同 的哈希函数对数据进行处理，对比生成的摘 要值与发送方提供的摘要值是否一致。如果 一致，则说明数据在传输过程中没有被篡改
数据加密技术与认证技术
• 数据加密技术概述 • 数据加密技术详解 • 数据认证技术概述 • 数据认证技术详解 • 数据加密与认证技术的应用场景 • 数据加密与认证技术的未来发展
01
数据加密技术概述
数据加密的基本概念
01
加密是将明文数据转换为不可读 的密文的过程，只有拥有解密密 钥的用户才能将密文还原为原始 的明文数据。
混合加密技术
要点一
总结词
结合对称加密和非对称加密技术的优势
要点二
详细描述
混合加密技术结合了对称加密和非对称加密技术的优势， 以提高数据传输的安全性和效率。在这种技术中，发送方 使用非对称加密算法对对称密钥进行加密，然后使用这个 对称密钥对数据进行加密和解密。接收方使用相应的私钥 解密对称密钥，然后使用对称密钥解密数据。这种技术能 够提供更高级别的安全性，并且适用于大型数据传输。
第3章 信息加密与认证技术(专业教育)
学习目标
了解古典密码技术的分类和基本原理 学习对称密码技术与DES、AES算法 掌握公钥密码技术与RSA、ElGamal、ECC 学习信息认证的概念与作用及其基本原理 了解单向Hash函数与消息认证码的基本概念和原理 掌握数字签名的原理和技术 学习身份认证的典型技术
学习幻灯
3
3.1 密码学技术概述
学习幻灯
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3.2 古典密码技术
代替密码
2）Playfair加密算法 将明文中的双字母组合作为一个单元进行处理，并 将每一个单元转换成双字母的密文组合。Playfair密 码基于一个5×5矩阵，该矩阵采用一个关键词作为 密钥来构造。 构造的方法为：按从左至右，从上至下的顺序依次 首先填入关键词中非重复的字母，然而再将字母表 中剩余的字母按顺序填入矩阵。
2）非对称密钥密码 用于加密数据的密钥与用于解密数据的密钥不相同， 而且从加密的密钥无法推导出解密的密钥。其中一 个密钥是公开的，另一个是保密的，又可称为公开 密钥密码体制。 主要算法有RSA、E1gamnl、Rabin、DH、椭圆曲 线等。
学习幻灯
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3.1 密码学技术概述
密码学的分类
3. 分组密码和序列密码 1）分组密码 密文仅与给定的密码算法和密钥有关，与被处理的 明文数据段在整个明文（或密文）中所处的位置无 关。 分组密码以块为单位，在密钥的控制下进行一系列 线性和非线性变换而得到密文。
学习幻灯
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3.2 古典密码技术
代替密码
3）滚动密钥密码 对于周期多表代替密码，保密性将随周期d的加大而增 加，当d的长度和明文一样长时就变成了滚动密钥密码。 如果其中所采用的密钥不重复就是一次一密体制。 一般密钥可取一本书或一篇报告作为密钥源，可由书 名，章节号及标题来限定密钥的起始位置。
信息加密与认证技术 ppt课件
4）弗纳姆密码 将随机二元数字序列作为密钥，以 k=k1k2...ki...(ki∈F2) 表示，明文字母编成二元向量后也可以表示为二元序 m=m1m2...mi...(mi∈F2)，加密过程就是将k和m逐位异 或，即：ci = miXOR ki，i=1,2,... 译码时，用同样的密钥对密文逐位异或，变可恢复明 文的二元数字序列，即：mi = ciXOR ki，i=1,2,...
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3.1 密码学技术概述
密码学的分类
2. 对称密钥密码和非对称密钥密码 1）对称密钥密码 又称为私密钥密码，加密和解密数据的密钥相同或 者两者之间存在着某种明确的数学关系。 主要算法有DES、IDEA、TDEA、MD5、RC4、 AES等。
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3.1 密码学技术概述
密码学的分类
2）非对称密钥密码 用于加密数据的密钥与用于解密数据的密钥不相同， 而且从加密的密钥无法推导出解密的密钥。其中一 个密钥是公开的，另一个是保密的，又可称为公开 密钥密码体制。 主要算法有RSA、E1gamnl、Rabin、DH、椭圆曲 线等。
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3.2 古典密码技术
代替密码
2、多表代替密码 采用多个密文字母表，使得密文中的每一个字母有 多种可能的字母来代替。 Vigenère密码、Playfair密码、滚动密钥密码、弗 纳姆密码以及Hill密码都是这一类密码。
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3.2 古典密码技术
代替密码
1）Vigenère密码 最著名的多表代换密码，用一个词组作为密钥，每 一个密钥字母都对应一个代替表。密钥循环使用。
密码系统的组成
传统密码体制模型如图所示：
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3.1 密码学技术概述
密码学的分类
1. 古典密码学和现代密码学 1）古典密码学 古典密码学又称为传统密码学，主要依靠人工和机 械进行信息的加密、传输和破译。 加密算法主要有替代加密、置换加密等。
数据加密与认证技术
数据加密与认证技术数据加密与认证技术摘要：数据加密又称密码学，指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文，它利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，从而起到保护信息的安全的作用，可分为对称加密技术和非对称加密技术。
而认证技术则主要可从消息认证和身份认证两方面进行概述。
数据加密又称密码学，它是一门历史悠久的技术，指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。
数据加密目前仍是计算机系统对信息进行保护的一种最可靠的办法。
它利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，从而起到保护信息的安全的作用。
可分为对称加密技术和非对称加密技术。
而认证技术分为很多方面，主要可从消息认证和身份认证两方面进行概述。
采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
需要对加密和解密使用相同密钥的加密算法。
由于其速度快，对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。
所谓对称，就是采用这种加密方法的双方使用方式用同样的密钥进行加密和解密。
密钥是控制加密及解密过程的指令。
算法是一组规则，规定如何进行加密和解密。
因此[1] 加密的安全性不仅取决于加密算法本身，密钥管理的安全性更是重要。
因为加密和解密都使用同一个密钥，如何把密钥安全地传递到解密者手上就成了必须要解决的问题。
在对称加密中，数据发送方将明文（原始数据）和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。
接收方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。
在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密。
在对称加密算法中常用的算法有：DES、3DES、TDEA、Blowfish、RC2、RC4、RC5、IDEA、SKIPJACK、AES等。
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。
《计算机信息安全》教学课件 第3章 数字签名与认证
1．Bob收到的明文是否肯定由Alice发送的。 2．Bob收到的明文是否被篡改。 鉴别过程： 1．Alice用单向散列函数h 从明文M中抽取信 息文摘X，并利用RSA算法和Alice的私人密钥sk 对X加密，得到密文E（X）。
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第3章 数字签名与认证
第3章 数字签名与认证
第3章 数字签名与认证
3.1 数字签名概述 3.2 单向散列函数 3.3 Kerberos 身份验证 3.4 公开密钥基础设施PKI 3.5 用户ID与口令机制 3.6 彩虹表 3.7 生物特征识别技术 3.8 智能卡
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第3章 数字签名与认证
3.1 数字签名概述
在网络通信和电子商务中很容易发生如下问 题字签名与认证
C=C+c D=D+d E=E+e 8．然后再用相同的方法进行下一个分组运 算，直到所有分组都处理完为止。最后将A，B， C，D，E输出，就得到SHA的散列值。
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第3章 数字签名与认证
破解MD5算法网站： 相信吗？
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第3章 数字签名与认证
16 ≤t≤ 79
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第3章 数字签名与认证
6．这样SHA算法四轮共80次循环可以描述为： FOR t = 0 TO 79 DO
TEMP = （a<<<5）+ Ft（b,c,d） + e + Wt + Kt e=d d=c c = b <<< 30 b=a a = TEMP 7．SHA循环结束后将进行：
-4-
第3章 数字签名与认证
8．Bob比较M’与M”，当M’与M”相同时，可 以断定Alice在M上签名。
数字加密与身份认证流程
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3.3身份认证和数据加密教学设计
3.3身份认证和数据加密
一、教学内容
本节课是2022年电子工业出版社出版的七年级下册第三单元第三课。
本节课分为三个活动：“了解身份认证”、“熟悉身份认证方式”、“使用工具加密重要数据”三部内容组成。
学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，迁移生活中的知识，形成信息素养。
二、教学重难点
教学重点：
1、了解身份认证的概念、目的和作用。
2、了解身份认证的过程。
3、了解身份认证的三种方式。
4、了解生物特征识别的特点
教学难点：找寻工具并掌握使用工具加密重要数据。
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- 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)。
息的预定对象称作接收者(receiver)简称为收方。 ❖ （7）解密算法：接收者对密文进行解密时采用的一组规则称作解密算法
(decryption algorithm)。 ❖ （8）加密密钥和解密密钥：加密算法和解密算法的操作通常是在一组密钥（key）的
控制下进行的，分别称为加密密钥(encryption key)和解密密钥(decryption key)。
3.1.2 密码学概述
❖ 在所有著名密码系统中，凯撒密码是一个典型的替代密码。该密码系 统可表达为如下：
❖ M＝｛所有的罗马字母序列｝ ❖ K＝｛i | i是整数，满足0≤i≤25｝ ❖ E＝｛Ek | k∈K且对所有m∈M，Ek（m）＝（m＋k）mod 26｝ ❖ D＝｛Dk | k∈K且对所有c∈C，Ek（c）＝（26＋c－k）mod 26｝ ❖ 每一个Dk仅仅是相应Ek的转换。且有： ❖ C＝M ❖ 因为E明显是一个满射函数。
❖ 端到端加密系统通常不允许对消息的目的地址进行加密，这是因为每一个消息所经过 的结点都要用此地址来确定如何传输消息。由于这种加密方法不能掩盖被传输消息的 源结点与目的结点，因此它对于防止攻击者分析通信业务是脆弱的。
3.1.2 密码学概述
❖ 4．网络加密算法
❖ 根据对明文信息加密方式的不同进行分ห้องสมุดไป่ตู้，网络加密算法可分为分组加密算法和序列 加密算法：
3.1.2 密码学概述 ❖ 2．数据加密模型
3.1.2 密码学概述
❖ 3．网络数据加密的主要方式
❖ 目前，网络数据加密主要有3种方式：链路加密、结点加密、端到端加密。 ❖ 1）链路加密 ❖ 对于在两个网络结点间的某一个通信链路，链路加密能为网上传输的数据提供安全保
证。对于链路加密(又称在线加密)，所有消息在被传输之前进行加密，在每一个结点 对接收到的消息进行解密，然后先使用下一个链路的密钥对消息进行加密再传输。在 到达目的地之前，一条消息可能要经过许多通信链路的传输。 ❖ 2）结点加密 ❖ 与链路加密不同，结点加密不允许消息在网络结点以明文形式存在，它先把收到的消 息进行解密，然后采用另一个不同的密钥进行加密，这一过程在结点上的一个安全模 块中进行。 ❖ 尽管结点加密能给网络数据提供较高的安全性，但它在操作方式上与链路加密是类似 的。两者均在通信链路上为传输的消息提供安全保证；都在中间结点先对消息进行解 密，然后进行加密。因为要对所有传输的数据进行加密，所以加密过程对用户是透明 的。
第3章 数字加密与认证
第3章 数字加密与认证
❖ 加密是为了保证信息安全而采取的一种措施。加密能够有 效地保护数据文件或传输数据的内容，从而减少被非授权 方窃取的可能性。加密可以检测出对数据的偶然或故意的 变动，也能提供对文档作者的验证。
❖ 本章将首先介绍有关密码学的基本概念和典型算法以及密 码管理与分析的相关知识，然后详细介绍数字签名、数字 证书和身份认证、消息认证等技术，最后通过RSA加密算 法分析与 PGP的安装、配置和使用等实践项目加深读者 对本章内容的理解。
3.1.2 密码学概述
❖ 3）端到端加密
❖ 端到端加密允许数据在从源点到终点的传输过程中始终以密文形式存在。采用端到端 加密，消息在到达终点之前不进行解密，在整个传输过程中均受到保护。因此，即使 有结点被损坏也不会使消息泄露。
❖ 端到端加密系统的成本比较低，并且与链路加密和结点加密相比更可靠，更容易设计、 实现和维护。端到端加密还避免了其他加密系统所固有的同步问题，因为每个报文包 均是独立被加密的，所以一个报文包所发生的传输错误不会影响后续的报文包。此外， 从用户对安全需求的直觉上讲端到端加密更自然些。单个用户可能会选用这种加密方 法，以便不影响网络上的其他用户。
❖ （1）分组加密算法：每次只加密一个二进制位。 ❖ （2）序列加密算法：每次对一组进行加密。
根据收发双方的密钥是否相同来进行分类，又可以分为对称式加密算法和非对称式加 密算法： ❖ （1）对称式加密算法：加密和解密使用同一个密钥。 ❖ （2）非对称式加密算法：加密和解密所使用的不是同一个密钥，通常有两个密钥，称 为“公钥”和“私钥”，它们两个必须配对使用，否则不能打开加密文件。 ❖ “公钥”是可以对外公布的，“私钥”只能由持有人知道。采用对称式加密算法的文 件在网络上传输时，如果把文件的密钥告诉对方，不管用什么方法都有可能被别人窃 取。而非对称式加密算法有两个密钥，其中的“公钥”是可以公开的，收件人解密时 只要用自己知道的“私钥”即可，这样就很好地避免了密钥的传输安全性问题。
3.1.2 密码学概述
1.密码系统的定义与相关基本概念
下面对密码系统定义中出现的几个术语和密码学涉及的概念加以解释： ❖ （1）明文：被隐蔽的消息称作明文（plaintext）。 ❖ （2）密文：隐蔽后的消息称作密文（ciphertext）或密报(cryptogram)。 ❖ （3）加密：将明文变换成密文的过程称作加密(encryption)。 ❖ （4）解密：由密文恢复出原明文的过程称作解密(decryption)。 ❖ （5）加密算法：密码员对明文进行加密时采用的一组规则称作加密算法
3.1 密码学基础
❖ 3.1.1 加密的起源及发展
❖ 密码学的发展大致可分为以下3个阶段： ❖ 第一阶段为从古代到1949年。这一时期可以看作是科学密码学的前夜时期，
这阶段的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学。密码学专家常常是 凭知觉和灵感来进行密码设计和分析而不是通过推理和证明。 ❖ 第二阶段为从1949年到1957年。1949年，Shannon发表的《保密系统的信 息理论》为私钥密码系统建立了理论基础，从此密码学成为一门科学。 ❖ 第三阶段为从1976年至今。1978年，Diffie和Hellman发表的文章《密码 学的新动向》一文导致了密码学上的一场革命。他们首先证明了在发送端和 接收端无密钥传输的保密通讯是可能的，从而开创了公钥密码学的新纪元。 此外，排列码加密解密方法使加密强度有了一个飞跃性的提高。