12密码学和信息加密精品PPT课件
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信息的隐藏； 密码分析学(Cryptanalytics)：研究加密消息的破译或者消息
的伪造；
1.2 密码学发展的三个阶段
第一阶段：1949年之前，密码学是一门艺术；
数据的安全基于算法的保密--传统密码学；
第二阶段：1949-1975年，密码学成为一门独 立的科学；
数据安全基于密钥而不是算法的保密，算法是公开 的；
1.1 密码学的发展
密码学历史悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用 密码来保密传递消息；
20世纪70年代以后，现代密码学才得到了空前的发展； 密码学的相关学科：
密码学(Cryptology)：研究信息系统安全保密的学科； 密码编码学(Cryptography)：研究对信息进行编码，实现对
DES－Data Encryption Standard；
2.1 DES对称加密技术的应用
DES算法使用64位的密钥，对64位数据进行 加密；
DES算法中只用到了64位密钥中的56位； DES加密的算法；
64位密钥 64位数据
2.1 DES对称加密技术的安全性
1977年Diffie和Hellman提出制造一个每秒能测试106 个密钥的大规模芯片，大约需要1天就可以搜索DES 算法的密钥空间；
加密
EK1(M)=C
解密密钥 K2 （私钥） 原始明文
解密
DK2(C)=M
1.3 密码技术简介－加密分类
对称加密算法
DES加密技术
非对称加密算法－公钥加密
RSA加密技术
摘要算法－哈希算法
MD5算法
2 对称加密算法
在对称算法中，加解密的密钥是相同的； 对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，
RSA算法是一种基于大数不可能质因数分解假设的公 钥体系；
RSA体制是根据寻求两个大素数容易，而将他们的乘 积分解成两个素数的乘积则极其困难这一原理来设计 的；
所谓质数或Biblioteka Baidu素数，就是一个正整数，除了本身和 1 以外并没有任何其他因子；
3.1 RSA公钥加密简单描述
生成两个大素数p和q；
计算这两个素数的乘积n=p×q； 计算小于n并且与n互质的整数的个数，即欧拉函数Ø(n)=(p-1)(q-
协商一个密钥； 对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意
味着任何人都能对消息进行加解密； 破解：如果有方法可以从密文（C）和算法中
导出密钥（K）或明文（M），则意味这种密 码被破解；
2.1 DES对称加密技术
美国国家标准局1973年开始研究除国防部门以 外的计算机系统的数据加密标准；
1977年1月，美国政府采纳IBM公司设计的方 案作为非机密数据的正式数据加密标准DES；
发送方
明文
加密
密文
接收方
解密
原始明文
1.3 密码技术简介－实现的目的
鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源； 入侵者不可能伪装成他人；
完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过 程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息 代替合法消息；
抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假的否认 他发送的消息；
1.3 密码技术简介－算法和密钥
密码学和信息加密
主要内容
密码学的主要概念 对称加密算法
DES加密
非对称加密算法－公钥加密算法
RSA加密
摘要算法－哈希算法
MD5加密
数字签名的原理，数字水印的基本概念
1. 密码学概述
计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及 其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科；
随着计算机网络和计算机通信技术的发展，计 算机密码学得到了前所未有的重视并迅速普及 和发展；
型的代表是RSA体制； 一类是基于离散对数问题的,如ElGamal公钥密
码体制和影响比较大的椭圆曲线公钥密码体制。
3 非对称加密算法－通信过程
发送方自己生成一对密钥：私钥（KA）和公钥（KPA） 接收方也生成一对密钥：私钥（KB）和公钥（KPB） 其中（KPA）和（KPB）是公开给对方的 发送方用算法：E=ENC(ENC(M,KA),KPB)，进行两次加密 接收方用算法：M=DEC(DEC(E,KB),KPA)，进行两次解密，即
可得到原文
明文
私钥KA 公钥 KPA
发送方A
密文
E=ENC(ENC(M,KA),KPB)
私钥KB 公钥 KPB
原始明文 接收方B
M=DEC(DEC(E,KB),KPA)
3.1 RSA公钥加密技术
1977年，Rivest，Shamir和Adleman三人实现了公开 密钥密码体系，现在称为RSA公开密钥体系；
加密密钥是公开的，所以也叫公有密钥（公 钥），任何人可以使用公钥；
解密密钥是保密的，所以也叫私有密钥（私 钥）；
公钥和私钥是成对出现的：
公钥加密的信息必须用私钥解密； 私钥加密的信息必须用公钥解密；
如果有方法可以从公钥导出私钥来，则这种算 法即告被破解；
3 非对称加密算法－公开密钥
目前比较流行的公钥密码体制主要有两类: 一类是基于大整数因子分解问题的,其中最典
1993年 ，R.Session和M.Wiener给出了一个详细的 密钥搜索机器的设计方案，每秒可以测试5×107个密 钥；
1997年，利用互联网上的计算能力，分段对密钥进行 穷举，大约使用140天就成功找到了密钥；
目前，只能使用穷举搜索法对DES算法 进行攻击；
3 非对称加密算法－公开密钥
密码算法：用于加密和解密的数学函数；
保密的加密算法：通过保密的加密算法，实现 对消息的加密；加密算法是不公开的；
密钥加密：加密算法是公开的，密钥是不公开 的；
明文
密钥 加密
密文
EK(M)=C
密钥 解密
原始明文
DK(C)=M
1.3 密码技术简介－算法和密钥
加密密钥和解密密钥
明文
加密密钥 K1 (公钥) 密文
第三阶段：1976年以后，主要研究公钥密码学；
公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通 信成为可能；
1.3 密码技术简介－现代密码学
计算机技术和计算机网络的广泛发展，产生了 大量的电子数据；
现代密码学主要用于保障电子数据的保密性、 完整性和真实性；
1.3 密码技术简介－消息和加密
消息被称为明文； 用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密； 加了密的消息称为密文； 把密文转变为明文的过程称为解密；
的伪造；
1.2 密码学发展的三个阶段
第一阶段：1949年之前，密码学是一门艺术；
数据的安全基于算法的保密--传统密码学；
第二阶段：1949-1975年，密码学成为一门独 立的科学；
数据安全基于密钥而不是算法的保密，算法是公开 的；
1.1 密码学的发展
密码学历史悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用 密码来保密传递消息；
20世纪70年代以后，现代密码学才得到了空前的发展； 密码学的相关学科：
密码学(Cryptology)：研究信息系统安全保密的学科； 密码编码学(Cryptography)：研究对信息进行编码，实现对
DES－Data Encryption Standard；
2.1 DES对称加密技术的应用
DES算法使用64位的密钥，对64位数据进行 加密；
DES算法中只用到了64位密钥中的56位； DES加密的算法；
64位密钥 64位数据
2.1 DES对称加密技术的安全性
1977年Diffie和Hellman提出制造一个每秒能测试106 个密钥的大规模芯片，大约需要1天就可以搜索DES 算法的密钥空间；
加密
EK1(M)=C
解密密钥 K2 （私钥） 原始明文
解密
DK2(C)=M
1.3 密码技术简介－加密分类
对称加密算法
DES加密技术
非对称加密算法－公钥加密
RSA加密技术
摘要算法－哈希算法
MD5算法
2 对称加密算法
在对称算法中，加解密的密钥是相同的； 对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，
RSA算法是一种基于大数不可能质因数分解假设的公 钥体系；
RSA体制是根据寻求两个大素数容易，而将他们的乘 积分解成两个素数的乘积则极其困难这一原理来设计 的；
所谓质数或Biblioteka Baidu素数，就是一个正整数，除了本身和 1 以外并没有任何其他因子；
3.1 RSA公钥加密简单描述
生成两个大素数p和q；
计算这两个素数的乘积n=p×q； 计算小于n并且与n互质的整数的个数，即欧拉函数Ø(n)=(p-1)(q-
协商一个密钥； 对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意
味着任何人都能对消息进行加解密； 破解：如果有方法可以从密文（C）和算法中
导出密钥（K）或明文（M），则意味这种密 码被破解；
2.1 DES对称加密技术
美国国家标准局1973年开始研究除国防部门以 外的计算机系统的数据加密标准；
1977年1月，美国政府采纳IBM公司设计的方 案作为非机密数据的正式数据加密标准DES；
发送方
明文
加密
密文
接收方
解密
原始明文
1.3 密码技术简介－实现的目的
鉴别：消息的接收者应该能够确认消息的来源； 入侵者不可能伪装成他人；
完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过 程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息 代替合法消息；
抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假的否认 他发送的消息；
1.3 密码技术简介－算法和密钥
密码学和信息加密
主要内容
密码学的主要概念 对称加密算法
DES加密
非对称加密算法－公钥加密算法
RSA加密
摘要算法－哈希算法
MD5加密
数字签名的原理，数字水印的基本概念
1. 密码学概述
计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及 其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科；
随着计算机网络和计算机通信技术的发展，计 算机密码学得到了前所未有的重视并迅速普及 和发展；
型的代表是RSA体制； 一类是基于离散对数问题的,如ElGamal公钥密
码体制和影响比较大的椭圆曲线公钥密码体制。
3 非对称加密算法－通信过程
发送方自己生成一对密钥：私钥（KA）和公钥（KPA） 接收方也生成一对密钥：私钥（KB）和公钥（KPB） 其中（KPA）和（KPB）是公开给对方的 发送方用算法：E=ENC(ENC(M,KA),KPB)，进行两次加密 接收方用算法：M=DEC(DEC(E,KB),KPA)，进行两次解密，即
可得到原文
明文
私钥KA 公钥 KPA
发送方A
密文
E=ENC(ENC(M,KA),KPB)
私钥KB 公钥 KPB
原始明文 接收方B
M=DEC(DEC(E,KB),KPA)
3.1 RSA公钥加密技术
1977年，Rivest，Shamir和Adleman三人实现了公开 密钥密码体系，现在称为RSA公开密钥体系；
加密密钥是公开的，所以也叫公有密钥（公 钥），任何人可以使用公钥；
解密密钥是保密的，所以也叫私有密钥（私 钥）；
公钥和私钥是成对出现的：
公钥加密的信息必须用私钥解密； 私钥加密的信息必须用公钥解密；
如果有方法可以从公钥导出私钥来，则这种算 法即告被破解；
3 非对称加密算法－公开密钥
目前比较流行的公钥密码体制主要有两类: 一类是基于大整数因子分解问题的,其中最典
1993年 ，R.Session和M.Wiener给出了一个详细的 密钥搜索机器的设计方案，每秒可以测试5×107个密 钥；
1997年，利用互联网上的计算能力，分段对密钥进行 穷举，大约使用140天就成功找到了密钥；
目前，只能使用穷举搜索法对DES算法 进行攻击；
3 非对称加密算法－公开密钥
密码算法：用于加密和解密的数学函数；
保密的加密算法：通过保密的加密算法，实现 对消息的加密；加密算法是不公开的；
密钥加密：加密算法是公开的，密钥是不公开 的；
明文
密钥 加密
密文
EK(M)=C
密钥 解密
原始明文
DK(C)=M
1.3 密码技术简介－算法和密钥
加密密钥和解密密钥
明文
加密密钥 K1 (公钥) 密文
第三阶段：1976年以后，主要研究公钥密码学；
公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通 信成为可能；
1.3 密码技术简介－现代密码学
计算机技术和计算机网络的广泛发展，产生了 大量的电子数据；
现代密码学主要用于保障电子数据的保密性、 完整性和真实性；
1.3 密码技术简介－消息和加密
消息被称为明文； 用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密； 加了密的消息称为密文； 把密文转变为明文的过程称为解密；