对称加密原理ppt课件
加密技术-PPT课件
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
对称加密原理ppt课件
• 加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个 • 系统称为非对称加密、或双密钥加密（public-key cipher) 、公钥加密 • 公开密钥算法用一个密钥进行加密, 而用另一个进行解密 • 其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（public key)，简称公钥。解密密
解密过程与加密过程基本相同。规则如下：用密文 作为算法的输入，但以相反顺序使用子密钥Ki
意味着加密和解密不需要用两种不同的方法。
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Feistel结构定义
•加密: Li = Ri-1; Ri = Li-1F(Ri-1,Ki)
•解密: Ri-1 = Li
Li-1 = RiF(Ri-1,Ki)
IDEA,RCx,CAST等
90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael,RC6, MARS,
Twofish, Serpent等出现
2001年Rijndael成为DES的替代者
10
目录
1. 密码学的起源、发展和现状 2. 密码学基本概念 3. Feistel加密结构
11
基本概念
密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全
少的信息就可预言加密的整个结构
29
恺撒密码的改进
已知加密与解密算法
C=E(p)=(p+k)mod(26) p=D(C)=(C-k)mod(26)
25个可能的密钥k 明文的语言是已知的且易于识别
30
置换
通过执行对明文字母的置换，重排明文中的 每一个元素。
若该明文被视为一个比特序列，则置换涉及 到用密文比特模式代替明文比特模式
这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡
对称密码算法的基本原理
对称密码算法的基本原理
对称密码算法是一种使用相同的密钥对数据进行加密和解密的算法。
其基本原理是将明文按照一定规则和密钥进行计算，得到密文；将密文按照相同的规则和密钥进行计算，得到明文。
整个过程中，密钥起到了保密数据的作用。
对称密码算法的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 密钥生成：通信双方在进行加密和解密之前需要共享一个密钥。
密钥可以通过随机数生成算法生成，也可以通过密钥交换协议在通信双方之间进行协商。
2. 加密过程：明文按照一定规则和密钥进行计算，生成密文。
加密算法的设计中通常包括替换、置换、混淆以及迭代等操作，以增强算法的安全性。
3. 解密过程：密文按照相同的规则和密钥进行计算，生成明文。
解密算法与加密算法相反，通过逆向的操作将密文还原为明文。
对称密码算法的优点是计算速度快、实现简单，适用于对大量数据进行加密和解密的场景。
然而，对称密码算法的缺点是通信双方需要提前共享密钥，密钥的管理和分发成为了一个安全性问题。
另外，对称密码算法也不适用于实现安全通信和存储，因为密钥的保密性无法得到保障。
为了解决这些问题，常常将对称密码算法与非对称密码算法相结合，使用非对称密码算法来保证密钥的安全性，然后使用对称密码算法来对通信数据进行加密和解密。
3. 对称密钥加密和非对称密钥加密的基本原理
3. 对称密钥加密和非对称密钥加密的基本原理
对称密钥加密是指使用相同的密钥对数据进行加解密，也就是发送方和接收方使用相同的密钥进行加解密操作。
其基本原理是将明文数据与密钥进行一系列的算法处理，生成密文数据，接收方再使用同样的密钥进行逆向算法操作，将密文数据解密为明文数据。
对称密钥加密算法的优点是速度快，但是缺点是密钥的传输和管理相对复杂，容易被黑客窃取密钥并破解密文。
非对称密钥加密是指使用一对密钥进行加解密，包括公钥和私钥。
发送方使用接收方的公钥对数据进行加密，接收方再使用自己的私钥进行解密。
其基本原理是将明文数据与公钥进行一系列的算法处理，生成密文数据，只有持有私钥的接收方才能使用相应的算法将密文数据解密为明文数据。
非对称密钥加密算法的优点是密钥的传输和管理相对简单，安全性较高，但是缺点是速度较慢。
总的来说，对称密钥加密适用于需要高速加解密操作的场景，而非对称密钥加密适用于对安全性要求较高的场景。
实际应用中，通常会综合使用对称密钥加密和非对称密钥加密，即使用对称密钥加密算法对数据进行加密，再使用非对称密钥加密算法对对称密钥进行加密，以提高安全性。
对称加密和非对称加密的原理
对称加密和非对称加密的原理对称加密和非对称加密，这两个名词听起来有点高深，但其实它们就像一对小情侣，各自有各自的特点和魅力。
先说说对称加密，简单点说就是你和你的好朋友一起玩秘密游戏。
你们俩有一个密码，这个密码就是你们交流的钥匙。
你给他发消息，他用同样的密码解开，这样就能明白你想说啥。
很简单吧？就像你跟好朋友约定一个暗号，别人根本听不懂。
这个加密方式的好处就是速度飞快，省事儿得很，尤其适合大批量的数据传输。
想象一下，如果你们俩在一间小房子里，互相传递纸条，这样小而美的过程简直没谁了。
不过，话说回来，问题也来了。
这种方式最大的麻烦是，密码得保密呀。
如果你们的密码被别人知道了，那就麻烦大了，谁都能看你们的秘密。
这就像是你们的房子被不速之客闯入，瞬间所有秘密都曝光了。
为了防止这种情况，大家需要经常换密码，听起来可麻烦了，但为了保密，总得有点牺牲嘛。
接下来咱们聊聊非对称加密，这个听起来就复杂多了。
想象一下，你们俩不是一个密码，而是有一把公钥和一把私钥。
公钥就像是大大的邮箱，谁都可以投信进去，但只有你自己才能打开那个邮箱。
私钥就是你心里的小秘密，谁也不可以碰。
这种方式好就好在，即使公钥被别人知道，也没事，反正他打不开你的私钥。
这就像你把信放进一个只能你打开的箱子，别人只能干瞪眼。
非对称加密虽然安全，但是速度就慢了，想象一下，你写了信，得先放进去再用私钥打开，感觉像是在慢慢滴水。
对于大数据量的处理，真是让人挠头。
还有就是，公钥和私钥的管理也得小心，别搞丢了，不然可就成了“空箱子”了。
所以，对称加密和非对称加密就像两种不同的饮料，前者是冰镇可乐，爽快又刺激，后者是香醇咖啡，慢慢品味，两者各有千秋。
你想要速度，选择对称加密；想要安全，非对称加密就是你的最佳选择。
就像生活中，有时候你需要快速解决问题，有时候又想保护好自己的隐私。
只要灵活运用这两种方法，你就能在数字世界里如鱼得水，畅通无阻。
对了，网络安全这个大背景下，了解这些加密方式就显得特别重要。
密码技术基础知识ppt课件
公钥基础设施
PKI系统组成
证书发布系统 证书发布系统负责证书的发放，如可以通过用户自己
，或是通过目录服务器发放。目录服务器可以是一个组织中现 存的，也可以是PKI方案中提供的。
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公钥基础设施
PKI的应用
PKI的应用非常广泛，包括应用在web服务器和浏览器 之间的通信、电子邮件、电子数据交换(EDI)、在Intenet上的 信用卡交易和虚拟私有网(VPN)等。
对称加密算法相比非对称加密算法来说，加解密的效率要高得 多。但是缺陷在于对于秘钥的管理上，以及在非安全信道中通讯时， 密钥交换的安全性不能保障。所以在实际的网络环境中，会将两者混 合使用。
12
目录
公钥基础设施
简介 PKI系统组成 PKI的应用
13
公钥基础设施
简介
PKI是“Public Key Infrastructure”的缩写，意为“公钥基础 设施”。简单地说，PKI技术就是利用公钥理论和技术建立的提供信息 安全服务的基础设施。公钥体制是目前应用最广泛的一种加密体制， 在这一体制中，加密密钥与解密密钥各不相同，发送信息的人利用接 收者的公钥发送加密信息，接收者再利用自己专有的私钥进行解密。 这种方式既保证了信息的机密性，又能保证信息具有不可抵赖性。
26
数字摘要技术
数字摘要的常用技术
4、Base64 Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法 ，由于2的6次方等于64，所以每6位为一个单元，对应摸个可打印字 符，三个娭毑有24位，，对应4个Base64单元，即三个字节需要用4个 打印字符来表示。
27
数字摘要技术
数字摘要的应用
40
密钥管理技术
密钥的分配
现代密码学精讲PPT课件
2.1.1 什么是密码学(续)
发送者 Alice
明文m 加密器 Ek
密文c 公 共 信道
密钥k
密钥源
安全 信道
图 2.1 Shannon保密系统
分析者 Eve
解密器 明文m Dk
密钥k
接收者 Bob
4
2.1.1 什么是密码学(续)
通信中的参与者 (1) 发送者(Alice)： 在双方交互中合法的信息发 送实体。 (2) 接收者(Bob)：在双方交互中合法的信息接收 实体。 (3) 分析者(Eve)：破坏通信接收和发送双方正常 安全通信的其他实体。可以采取被动攻击和主动 攻击的手段。 信道 (1) 信道：从一个实体向另一个实体传递信息的 通路。 (2) 安全信道：分析者没有能力对其上的信息进 行阅读、删除、修改、添加的信道。 (3) 公共信道：分析者可以任意对其上的信息进 行阅读、删除、修改、添加的信道。
定义2 一个加密方案可以被破译是指，第三方在 没有事先得到密钥对(e, d)的情况下，可以在适当 的时间里系统地从密文恢复出相对应的明文。 # 适当的时间由被保护数据生命周期来确定。
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2.1.4 现代密码学主要技术(续)
私钥加密 定义3 一个由加密函数集{Ee: eK}和解密函数集{Dd: dK}组成加密方案，每一个相关联的密钥对(e, d) ， 如果知道了e在计算上很容易确定d，知道了d在计算 上很容易确定e，那么，就是私钥加密方案。 # 私钥加密需要一条安全信道来建立密钥对。
2.1.4 现代密码学主要技术(续)
公钥加密实例
A1
Ee(m1)=c1
e
c1
e
A2
Ee(m2)=c2
c2
Dd(c1)=m1 Dd(c2)=m2
对称加密和非对称加密实现原理
对称加密和非对称加密实现原理对称加密和非对称加密是现代密码学中常用的两种加密算法，它们都是为了保护数据的安全性而设计的。
它们的实现原理有所不同，下面将依次介绍对称加密和非对称加密的实现原理。
一、对称加密的实现原理对称加密算法是一种使用相同的密钥加密和解密的算法。
它的实现原理可以简单地分为以下几个步骤。
1.密钥生成：首先需要生成一个随机的密钥，该密钥用于加密和解密过程。
通常情况下，密钥的长度越长，加密的强度就越高。
2.加密过程：在加密过程中，使用该密钥将明文数据转换为密文数据。
对称加密算法通常使用位运算和逻辑运算来实现数据的混淆和重组，以达到加密的目的。
3.解密过程：在解密过程中，使用相同的密钥将密文数据恢复为明文数据。
解密的过程和加密的过程相反，是通过逆向的位运算和逻辑运算来实现的。
对称加密算法的实现原理非常简单和高效，但它也存在一些问题。
其中一个主要的问题是密钥的安全性。
由于对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，因此密钥的保护非常重要。
如果密钥被泄露，那么加密的数据将会受到严重的威胁。
二、非对称加密的实现原理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。
它使用了两个密钥，一个是用于加密的公钥，另一个是用于解密的私钥。
它的实现原理可以简单地分为以下几个步骤。
1.密钥生成：首先需要生成一对公钥和私钥。
公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
公钥是公开的，可以被任何人获取，而私钥是保密的，只有数据的接收方才能知道。
2.加密过程：在加密过程中，使用公钥将明文数据加密为密文数据。
非对称加密算法通常使用数学运算中的一些难解的问题，如大数因子分解和离散对数问题，来实现加密的过程。
3.解密过程：在解密过程中，使用私钥将密文数据解密为明文数据。
解密的过程是基于加密的算法的数学原理，只有拥有私钥的人才能够进行解密操作。
非对称加密算法相较于对称加密算法具有更好的安全性。
由于使用了公钥和私钥进行加密和解密，即使公钥被泄露，也无法破解密文数据，因为只有私钥才能解密。
对称加密和非对称加密的工作原理
对称加密和非对称加密的工作原理
对称加密和非对称加密的工作原理如下：
对称加密的原理是数据发送方将明文（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。
非对称加密的原理是甲方首先生成一对密钥同时将其中的一把作为公开密钥；得到公开密钥的乙方再使用该密钥对需要加密的信息进行加密后再发送给甲方；甲方再使用另一把对应的私有密钥对加密后的信息进行解密，这样就实现了机密数据传输。
非对称加密的加密和解密所使用的不是同一个密钥，需要两个密钥来进行加密和解密。
希望以上信息可以帮到您，如果您对这两种加密方式有更深入的需求，建议您咨询专业的计算机技术人士或查阅相关书籍文献。
数据加密技术-PPT课件精选全文完整版
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密码学历史
❖ 著名的恺撒（Caesar）密码 ➢加密时它的每一个明文字符都由其右边第3个字符代替, 即A由D代替，B由E代替,W由Z代替,X由A代替，Y由B代替， Z由C代替； ➢解密就是逆代换。
7
密码学历史
16世纪，法国人 Vigenere为亨利三世发 明了多字母替代密码
16
一次性密码本（One-Time Pad)
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Running Key Ciphers(运动密钥加密)
❖ 没有复杂的算法 ❖ 利用双方约定的某个秘密
例如 双方约定使用某本书的某页、某行、某列作为秘密消息； 14916C7. 299L3C7 . 911L5C8 表示：
➢第一个字符是第1本书、第49页、第16行、第7列； ➢第二个字符是第2本书、第99页、第3行、第7列； ➢第三个字符是第9本书、第11页、第5行、第8列。
➢ “密码系统中唯一需要保密的是密钥” ➢ “算法应该公开” ➢ “太多的秘密成分会引入更多的弱点”
❖ 密码系统组成
软件、协议、算法、密钥 赞成
算法公开意味着更多 的人可以分析密码系 统，有助于发现其弱 点，并进一步改进。
反对
政府、军 队使用不 公开的算 法
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密码系统的强度
❖ 密码系统强度取决于：
unintelligible to all except recipient ❖ 解密（Decipher/Decrypt/Decode）：to undo cipherment
process ❖ 数学表示
➢ 加密函数E作用于M得到密文C：E（M）= C ➢ 相反地，解密函数D作用于C产生M： D（C）= M ➢ 先加密后再解密消息：D（E（M））= M
对称加密的原理及应用
对称加密的原理及应用对称加密是一种密码学中常用的加密方法，它的原理是使用同一个密钥进行加密和解密。
对称加密算法将明文和密文通过一个密钥进行转换，使除了拥有密钥的人之外的任何人都无法理解密文的真正含义。
对称加密的原理可以简单地理解为一个锁和钥匙的关系。
密钥就像是一把只有一把相同的钥匙可以打开的锁，只有拥有这把钥匙的人才能解密密文，获得明文。
而在加密的过程中，将明文与密钥进行一系列的转换操作，生成相应的密文。
对称加密算法通过几个重要的过程来实现加密和解密。
首先是明文进行分组，将明文按照一定的规则分割成若干个固定长度的分组。
接下来，在加密过程中，对每个分组应用相同的转换算法和密钥进行加密操作，生成相应的密文。
而在解密过程中，通过应用相同的转换算法和密钥对密文进行解密操作，得到相应的明文分组。
最后，将所有的明文分组按照一定的顺序合并，即可得到完整的明文。
对称加密的应用非常广泛。
其中最常见的应用是网络通信中的数据加密。
比如，在互联网上进行数据传输时，为了保护数据的机密性，往往需要使用对称加密算法对数据进行加密。
只有拥有密钥的接收方才能解密数据，确保信息不被未授权方窃取。
此外，对称加密也可以用于存储介质中的数据加密，比如硬盘、U盘等。
另外，对称加密还可以用于身份认证。
在这个过程中，用户首先使用一个密钥对自己的信息进行加密，然后将加密后的信息发送给服务器。
服务器通过解密已知密钥的加密信息，来验证用户的身份是否有效。
对称加密算法有很多，其中最常见的是DES（Data Encryption Standard）和AES（Advanced Encryption Standard）。
DES是一种较早的对称加密算法，采用56位的密钥长度，但随着计算机技术的发展，其安全性逐渐受到质疑。
而AES是目前最常用的对称加密算法，其密钥长度可以是128位、192位或256位，安全性更高。
然而，对称加密算法也存在一些问题。
首先是密钥的管理问题，因为加密和解密使用相同的密钥，所以需要保证密钥的安全，以免被未授权方获得。
AES加密算法原理(图文)
AES加密算法原理（图文）随着对称密码的发展,DES数据加密标准算法由于密钥长度较小(56位),已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求，因此1997年NIST公开征集新的数据加密标准,即AES[1]。
经过三轮的筛选,比利时Joan Daeman和Vincent Rijmen提交的Rijndael算法被提议为AES的最终算法。
此算法将成为美国新的数据加密标准而被广泛应用在各个领域中。
尽管人们对AES还有不同的看法,但总体来说,AES作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和灵活等优点。
AES设计有三个密钥长度:128,192,256位，相对而言，AES的128密钥比DES的56密钥强1021倍[2]。
AES算法主要包括三个方面：轮变化、圈数和密钥扩展。
AES 是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。
明确地说，AES 是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192 和256 位密钥，并且用128 位（16字节）分组加密和解密数据。
与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。
通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。
迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换（permutations ）和替换(substitutions）输入数据。
Figure 1 显示了AES 用192位密钥对一个16位字节数据块进行加密和解密的情形。
Figure 1 部分数据AES算法概述AES 算法是基于置换和代替的。
置换是数据的重新排列，而代替是用一个单元数据替换另一个。
AES 使用了几种不同的技术来实现置换和替换。
为了阐明这些技术，让我们用Figure 1 所示的数据讨论一个具体的AES 加密例子。
下面是你要加密的128位值以及它们对应的索引数组：00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 aa bb cc dd ee ff0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15192位密钥的值是:00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16170 1 2 3 4 5 67 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23Figure 2 S-盒（Sbox ）当AES 的构造函数（constructor）被调用时，用于加密方法的两个表被初始化。
《对称密钥密码体系》课件
目 录
• 对称密钥密码体系概述 • 对称密钥密码体系的基本原理 • 对称密钥密码体系的分类 • 对称密钥密码体系的应用 • 对称密钥密码体系的挑战与解决方案 • 对称密钥密码体系的未来展望
01
对称密钥密码体系概述
定义与特点
定义
对称密钥密码体系是一种加密方式，使用相同的密钥进行加 密和解密。
分组密码
01
分组密码是一种对称密钥密码体系，它将明文分成 固定长度的块，然后对每个块进行加密。
02
分组密码的优点在于其安全性较高，能够抵御各种 攻击。
03
常见的分组密码算法包括DES、AES和IDEA。
块密码
01
块密码是一种对称密钥密码体系，它将明文分成固定
长度的块，然后对每个块进行独立的加密。
对称密钥密码体系的优点
对称密钥密码体系可以提供较高的身份认证安全性，因为 只有知道秘密密钥的用户才能通过认证。由于不需要在网 络中传输用户的敏感信息，对称密钥密码体系可以保护用 户的隐私。
对称密钥密码体系的局限性
对称密钥密码体系需要用户和服务器之间共享秘密密钥， 因此需要在安全的环境中传输和存储秘密信息。如果秘密 信息泄露或被篡改，身份认证的安全性将受到威胁。此外 ，对于大型网络环境，管理大量的共享秘密密钥是一项挑 战。
密体系。
02
对称密钥密码体系的基本 原理
加密算法
对称加密算法
加密和解密使用相同密钥的算 法。常见的对称加密算法有AES
、DES等。
加密过程
明文通过加密算法和密钥转换 成密文，这一过程由发送方执 行。
解密过程
密文通过解密算法和相同的密 钥还原成明文，这一过程由接 收方执行。
《对称加密算法》课件
AES算法
高级加密标准（AES）是 一种对称加密算法，使用 128位、192位或256位密 钥，具有较高的安全性和 性能。广泛应用于各领域。
Blowfish算法
Blowfish算法是一种高速、 灵活的对称加密算法，使 用32位到448位密钥。由 于其安全性和效率，被广 泛应用在许多领域。
对称加密算法的应用
结语
对称加密算法具有加密速度快、适用于大规模数据加密等优点，但也存在密 钥管理的局限性。对称加密算法的发展仍在继续，为保障信息安全提供更多 解决方案。
《对称加密算法》PPT课 件
对称加密算法是一种常见的加密技术，本课件将介绍对称加密算法的定义、 流程、常见算法和应用，与非对称加密算法进行比较，以及对称加密算法的 发展趋势。
什么是对称加密算法
对称加密算法是一种加密技术，使用相同的密钥进行加密和解密。它的流程 包括密钥生成、数据加密和数据解密。
对称加密算法的流程
1 加密通信
对称加密算法用于保护通信中的敏感信息，例如电子邮箱、即时通讯和互联网传输。
2 文件加密
对称加密算法用于保护文件的隐私和机密性，例如加密存储在计算机硬盘上的文件。
3 数据库加密
对称加密算法用于加密数据库中的敏感数据，例如用户个人信息和金融数据。
对称加密算法与非对称加密算法的比较
安全性比较
1
加密流程
1. 生成密钥
2. 将明文与密钥进行加密运算
3. 得到密文
2
解密流程
1. 使用相同的密钥对密文进行解密运算
2. 得到明文
3
对称加密算法的优缺点
优点：加密速度快，适用于大规模的数据加密。
缺点：密钥的安全性依赖于密钥的交换和管理。
对称加密算法原理
对称加密算法原理
对称加密算法是一种常用的加密技术，它使用同一个密钥进行加密和解密过程。
其基本原理如下：
1. 密钥生成：在对称加密中，首先需要生成一个密钥。
密钥的选择非常重要，必须保证其安全性和随机性。
2. 明文加密：在加密过程中，将明文按照一定的算法和密钥进行加密。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
加密算法会对明文进行逐个比特位的处理，通常涉及到替换、移位、异或等操作。
3. 密文传输：经过加密处理后，明文会转变为密文。
密文是通过网络或其他通信渠道进行传输的。
由于对称加密算法使用的是同一个密钥进行加密和解密，因此密钥的保密性非常重要。
4. 密文解密：在接收方收到密文后，需要使用相同的密钥进行解密。
解密过程与加密过程正好相反，通过对密文逐个比特位进行处理，最终得到原始的明文。
对称加密算法的优势是速度快，在传输大量数据时比较高效。
然而，对称加密算法需要确保密钥的安全性，因为一旦密钥泄露，整个加密过程就会被破解。
所以，在实际应用中，对称加密常常与其他技术（如公钥密码）结合使用，以确保数据的安全性。
对称加密的原理
对称加密的原理
对称加密是一种常用的加密方法，其原理是使用相同的密钥对数据进行加密和解密。
具体过程如下：
1. 选择密钥：在对称加密中，发送方和接收方需要提前协商并共享同一个密钥，这个密钥将用于加密和解密数据。
2. 加密过程：发送方使用密钥对要传输的数据进行加密。
加密算法将数据划分为固定大小的数据块，并对每个数据块进行加密操作。
加密后的数据称为密文。
3. 传输过程：将加密后的密文通过网络、存储介质或其他传输方式发送给接收方。
在传输过程中，即使被窃听到了，由于没有密钥，窃听者也无法解密密文。
4. 解密过程：接收方使用与发送方相同的密钥对接收到的密文进行解密。
解密算法将每个数据块进行解密操作，得到被加密前的原始数据。
解密后的数据即为明文。
由于对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，因此速度较快。
然而，密钥的安全性十分重要，一旦密钥泄露，加密信息的安全性将会受到威胁。
因此，在使用对称加密时，需要采取一系列的密钥管理措施来确保密钥的安全性。
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密码编码系统分类
保密内容 密钥数量 明文处理的方式
18
密码算法分类
受限制的（restricted)算法
算法的保密性基于保持算法的秘密
基于密钥（key-based)的算法
算法的保密性基于对密钥的保密
19
密码算法分类
对称密码算法（symmetric cipher)
• 加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个 • 加密系统称为对称加密、或单密钥加密、密钥加密、常规加密
保密的科学.
密码编码学(Cryptography): 主要研究对信
息进行编码,实现对信息的隐蔽.
密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密
消息的破译或消息的伪造.
12
基本概念
明文（Plaintext）：消息的初始形式； 密文（CypherText）：加密后的形式 记：
明文记为P且P为字符序列或二进制， P=[P1,P2,…,Pn] 密文记为C且C为字符序列或二进制, C=[C1,C2,…,Cn] 明文和密文之间的变换记为 C=E(P)及P=D(C) 其中 C表示密文，E为加密算法；P为明文，D为解密算法 我们要求密码系统满足：P=D(E(P))
4
第1阶段－古典密码
Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的CretanMnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表面有明 显字间空格的字母，至今还没有破解。
5
20世纪早期密码机
6
第1阶段－古典密码
1883年Kerchoffs第一次明确提出了编码的原则：加
密算法应建立在算法的公开不影响明文和密钥的安 全。
钥必须保密,又称私人密钥（private key)私钥，简称私钥
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处理明文方式分类
分组密码（block cipher)
将明文分成固定长度的组，用同一密钥和算法对每一 块加密，输出也是固定长度的密文。
流密码（stream cipher)
又称序列密码。序列密码每次加密一位或一字节的 明文。
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1967年David Kahn的《The Codebreakers》 1971-73年IBM Watson实验室的Horst Feistel等几篇技术报告
主要特点：数据的安全基于密钥而不是算法的保密
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第3阶段 1976~
1976年：Diffie & Hellman 的 “New Directions in
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常规加密的安全性
加密算法足够强大：仅知密文很难破译出明文 基于密钥的安全性，而不是基于算法的安全性：基于密
文和加/解密算法很难破译出明文
算法开放性：
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常规加密系统的模型
密码学的目的：Alice和Bob两个人在不安全的信道上进 行通信，而破译者Oscar不能理解他们通信的内容。
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IDEA,RCx,CAST等
90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael,RC6, MARS,
Twofish, Serpent等出现
2001年Rijndael成为DES的替代者
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目录
1. 密码学的起源、发展和现状 2. 密码学基本概本概念
密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全
密码分析
试图破译明文或者密钥的过程称为密码分析。
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密码分析类型
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加密方案的安全性
无条件安全：无论提供的密文有多少，如果由一个加密方案产
生的密文中包含的信息不足以唯一地决定对应的明文
除了一次一密的方案外，没有无条件安全的算法(使用与消息
一样长度的随机密钥，并且没有重复，称为一次一密，它产生 与明文没有任何统计关系的随机输出，是不可破的。)
现实中的安全性体现在：
• 破译的成本超过加密信息的价值 • 破译的时间超过该信息有用的生命周期
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密钥搜索所需平均时间
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古典加密技术
取代 置换
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取代
明文的字母由其它字母或数字或符号代替 若该明文被视为一个比特序列，则取代涉及
到用密文比特模式取代明文比特模式
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恺撒密码
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基本概念
需要密钥的加密算法，记为：C=E(K,P),即密文消息同时
依赖于初始明文和密钥的值。实际上，E是一组加密算法， 而密钥则用于选择其中特定的一个算法。
加密与解密的密钥相同，即：P=D(K,E(K,P)) 加密与解密的密钥不同，则：P=D(KD,E(KE,P))
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常规加密简化模型
Cryptography” 提出了不对称密钥密
1977年Rivest,Shamir & 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
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第3阶段 1976~
1977年DES正式成为标准 80年代出现“过渡性”的“Post DES”算法,如
非对称密钥算法（asymmetric cipher)
• 加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个 • 系统称为非对称加密、或双密钥加密（public-key cipher) 、公钥加密 • 公开密钥算法用一个密钥进行加密, 而用另一个进行解密 • 其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（public key)，简称公钥。解密密
这一原则已得到普遍承认，成为判定密码强度的衡
量标准，实际上也成为传统密码和现代密码的分界 线。
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第2阶段 1949~1975
计算机使得基于复杂计算的密码成为可能 相关技术的发展
1949年Shannon的“The Communication Theory of Secret Systems”
破译以下密文：
wuhdwb lpsrvvleoh TREATY IMPOSSIBLE
对称加密原理
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目录
1. 密码学的起源、发展和现状 2. 密码学基本概念 3. Feistel加密结构
2
密码学发展阶段
1949年之前
密码学是一门艺术
1949～1975年
密码学成为科学
1976年以后
密码学的新方向——公钥密码学
3
第1阶段－古典密码
密码学还不是科学,而是艺术 出现一些密码算法和加密设备 密码算法的基本手段出现，针对的是字符 简单的密码分析手段出现 主要特点：数据的安全基于算法的保密