第3章 信息加密技术
网络安全技术习题及答案第3章信息加密技术
第3章信息加密技术练习题1. 单项选择题（1）就目前计算机设备的计算能力而言，数据加密标准DES不能抵抗对密钥的穷举搜索攻击，其原因是（ B ）A．DES算法是公开的B．DES的密钥较短C．DES除了其中S盒是非线性变换外，其余变换均为线性变换D．DES算法简单（2）数字签名可以做到（ C ）。
A．防止窃听B．防止接收方的抵赖和发送方伪造C．防止发送方的抵赖和接收方伪造D．防止窃听者攻击（3）下列关于PGP(Pretty Good Privacy)的说法中不正确的是（ D ）。
A．PGP可用于电子邮件，也可以用于文件存储B．PGP可选用MD5和SHA两种Hash算法C．PGP采用了ZIP数据压缩算法D．PGP不可使用IDEA加密算法（4）为了保障数据的存储和传输安全，需要对一些重要数据进行加密。
由于对称密码算法（① C ），所以特别适合对大量的数据进行加密。
DES实际的密钥长度是（②A ）位。
①A．比非对称密码算法更安全B．比非对称密码算法密钥长度更长C．比非对称密码算法效率更高D．还能同时用于身份认证②A．56B．64C．128D．256（5）使用TELNET协议进行远程管理时，（ A ）。
A．包括用户名和口令在内，所有传输的数据都不会被自动加密B．包括用户名和口令在内，所有传输的数据都会被自动加密C．用户名和口令是加密传输的，而其它数据则以文明方式传输D．用户名和口令是不加密传输的，其它数据则以加密传输的（6）以下不属于对称密码算法的是( D )。
A．IDEA B．RC C．DES D．RSA（7）以下算法中属于非对称算法的是（B ）。
A．Hash算法B．RSA算法C．IDEA D．三重DES（8）以下不属于公钥管理的方法有（D ）。
A．公开发布B．公用目录表C．公钥管理机构D．数据加密（9）以下不属于非对称密码算法特点的是（D ）。
A．计算量大B．处理速度慢C．使用两个密码D．适合加密长数据2. 填空题（1）______摘要算法_____________的重要性在于赋予给消息M唯一的“指纹”，其主要作用于验证消息M的完整性。
信息加密技术
信息加密技术在当今数字化的时代，信息就如同珍贵的宝藏，而信息加密技术则是守护这些宝藏的坚固锁匙。
从我们日常的网上购物、银行交易，到国家的军事机密、政务信息，信息加密技术都在默默地发挥着至关重要的作用，保障着信息的安全和隐私。
那什么是信息加密技术呢？简单来说，它是一种将原本可以被轻易理解和获取的信息进行处理，使其变得难以识别和解读的技术手段。
就好像我们把一封明文的信件，通过一种特殊的“密码”转化为只有知道解密方法的人才能读懂的“密文”。
信息加密技术的发展可以追溯到古代。
早在几千年前，人们就已经开始尝试使用各种方法来保护信息的机密性。
比如，古罗马时期的凯撒大帝就曾使用过一种简单的替换加密法，将字母按照一定的规律进行替换，只有知道替换规则的人才能解读出真实的信息。
随着时间的推移，加密技术不断演进和发展。
在现代，信息加密技术主要基于数学原理和算法。
其中，对称加密和非对称加密是两种常见的加密方式。
对称加密就像是一把相同的钥匙，加密和解密都使用同一个密钥。
这种方式加密速度快，但密钥的管理和分发是个难题。
想象一下，如果有很多人需要使用加密通信，要确保每个人都能安全地获得并保管好这把相同的密钥，可不是一件容易的事情。
相比之下，非对称加密则要巧妙得多。
它使用一对密钥，一个是公开的公钥，一个是保密的私钥。
用公钥加密的信息，只有对应的私钥才能解密；反过来，用私钥加密的信息，只有公钥能解密。
这就好比我们有一个公开的邮箱（公钥），任何人都可以往里面发信，但只有拥有邮箱钥匙（私钥）的人才能打开读取信件。
非对称加密很好地解决了密钥管理的问题，但由于其计算复杂度较高，加密和解密的速度相对较慢。
信息加密技术的应用场景非常广泛。
在电子商务领域，当我们在网上购物时，输入的信用卡信息会通过加密技术进行传输，防止被黑客窃取。
在金融行业，银行之间的资金转账、客户的账户信息等都进行了严格的加密保护。
在通信领域，电子邮件、即时通讯等也都采用了加密技术来保障信息的安全。
第03章 信息加密技术综述(1)
B也可以换成A或C-Z的任意字母，等等（注意不要重复替换，例如A对
应C和H，这样解密无法进行）。
数学上，现在可以使用26个字母的任何置换与组合，从而得到
25*24*23*…*2＝25！种可能的替换方法
这么多的组合即使利用最先进的计算机也需要许多年才能破解开，解
信息推导。密码分析者获得一些有关密钥或明文的信息。
第三章
信 息 加 密 技 术 概 述
田立勤
加密安全程度：无条件(理论)安全
一个加密算法是无条件安全的，如果无论敌手截获多少密
文、花费多少时间，都不能解密密文。
Shannon指出，仅当密钥至少和明文一样长时，才能达到
无条件安全。也就是说除了一次一密方案外 ，再无其他加
密方案是无条件安全的
第三章
信 息 加 密 技 术 概 述
田立勤
加密安全程度：计算上安全的
加密算法只要满足以下两条准则之一称为计算上安全的： ① 破译密文的代价超过被加密信息的价值。 ② 破译密文所花的时间超过信息的有用期。
第三章
信 息 加 密 技 术 概 述
田立勤
加密基本技术：替换技术与置换技术
信 息 加 密 技 术 概 述
田立勤
保密通信系统
它由以下几部分组成：
（1）明文消息空间M，
（2）密文消息空间C
（3）密钥空间K1
（4）密钥空间K2，在单钥体制下K1=K2=K，此时密钥K需经
安全的密钥信道由发送方传给接收方；
（5）加密变换Ek1：M→C，其中k1∈K1，由加密器完成；
（6）解密变换Dk2：C→M，其中k2∈K2，由解密器实现。
信息加密技术
信息加密技术
• 1.1 加密技术概述
图5-2 加密技术示意图 图5-3 加密和解密的一般过程
1.2对称加密技术
• 加密密钥与解密密钥是 相同的
• 计算开销小，加密速度 快。
• 确保密钥安全交换的问 题，无法鉴别贸易发起 方或贸易最终方，也不 能保证信息传递的完整 性。
图5-4对称密码技术图
常见加密算法
DES、IDEA
RSA
1.4 PGP加密软件
• 基于RSA公匙加密体系的邮件加密软件
• PGP包含：一个对称加密算法（IDEA）、一个非对称加密 算法 （RSA）、一个单向散列算法（MD5）以及一个随机 数产生器（从用户击键频率产生
• 加密密钥可以公开，而 只需秘密保存解密密钥 即可
• 缺点是计算量大，加密 速度慢。
图5-5非对称密码技术如图
表5-1对称加密技术与非对称加密技术对比表
对比项目
对称加密技术
非对称加密技术
技术描述
在对数据加密的过程 中，使用同样的密匙 进行加密和解密
公开密匙/私有密 匙使用相互关联的一 对算法对数据进行加 密和解密
聊天软件的隐私保护和信息加密技术解析
聊天软件的隐私保护和信息加密技术解析第一章背景引言聊天软件的兴起与发展，让人们的交流方式发生了革命性的改变。
然而，在这个信息爆炸的时代，用户隐私和信息安全成为了一个备受关注的问题。
本文将从隐私保护和信息加密技术两个方面来解析聊天软件的安全性能。
第二章隐私保护2.1 用户数据收集与使用许多聊天软件会收集用户的个人信息，如姓名、年龄、性别等。
这些数据的安全性和隐私保护是用户关注的重点。
优秀的聊天软件会明确告知用户数据的收集目的，并遵守相关隐私条款和法规，严格限制用户数据的使用范围，保证用户的隐私权益。
2.2 用户身份验证聊天软件往往需要用户登录或注册才能使用，而用户身份验证是确保软件安全性的重要环节。
采用强大的身份验证机制，如双因素认证、指纹识别等，能有效防止非法登录和账号信息被盗用的情况。
2.3 消息记录与保存聊天软件通常会记录和保存用户的聊天记录，这对于用户来说是非常重要的。
好的聊天软件应当提供可选择的消息记录保存设置，用户可以自主选择是否保存聊天记录，同时要保证保存的聊天记录存储在加密的数据库中，确保数据的安全与隐私保护。
第三章信息加密技术3.1 端到端加密端到端加密是保证聊天通信安全的核心技术之一。
它意味着聊天的两个终端之间的数据传输是通过加密的方式进行的，只有发送者和接收者可以解读信息的内容。
通过使用对称加密和非对称加密等技术手段，端到端加密能够有效抵御中间人攻击和信息窃取等威胁。
3.2 数据加密传输除了端到端加密，聊天软件还需要保证数据在传输过程中的安全性。
通常会采用SSL/TLS等协议来加密数据传输。
这样可以有效防止第三方窃听和截取用户的通信内容，确保用户的信息不会被泄露。
3.3 安全协议与算法安全协议和算法是聊天软件中保证信息安全的关键。
比如使用MD5、SHA-256等算法对密码进行哈希处理，提高密码的安全性；使用公钥加密算法和数字签名算法来验证身份和保护数据的完整性，确保信息不被篡改。
自考计算机网络安全复习资料(第三章 信息加密与PKI)
主要包括认证机构CA、证书库、密钥备份、证书作废处理系统和PKI应用接口系统等。①认证机构CA②证书库③证书撤销④密钥备份和恢复⑤自动更新密钥⑥密钥历史档案⑦交叉认证⑧不可否认性⑨时间戳⑩客户端软件
12、通过学习，你认为密码技术在网络安全实践中还有哪些应用领域？举例说明。（P76）
4、选择凯撒（Caesar）密码系统的密钥k=6。若明文为caesar，密文是什么。密文应为：igkygx
5、DES加密过程有几个基本步骤？试分析其安全性能。
加密过程可表示为：DES(m)IP-1?T16?T15……T2?T1?IP(m)
DES：输入－64bit明文数据－初始置换IP－乘积变换（在密钥控制下16次迭代）－逆初始置换IP-1－64bit密文数据
8、试简述解决网络数据加密的三种方式。（P75）
常见的网络数据加密方式有：①链路加密：对网络中两个相邻节点之间传输的数据进行加密保护。②节点加密：指在信息传输路过的节点处进行解密和加密。③端到端加密：指对一对用户之间的数据连续的提供保护。
9、认证的目的是什么，试简述其相互间的区别。（P77）
认证的三个目的：一是消息完整性认证，即验证信息在传送或存储过程中是否被篡改；二是身份认证，即验证消息的收发者是否持有正确的身份认证符；三是消息的序号和操作时间等的认证，其目的是防止消息重放或延迟等攻击。
10、什么是PKI？其用途有哪些？（P83）
PKI是一个用公钥密码算法原理和技术来提供安全服务的通用型基础平台，用户可利用PKI平台提供的安全服务进行安全通信。PKI采用标准的密钥管理规则，能够为所有应用透明地提供采用加密和数字签名等密码服务所需要的密钥和证书管理。
信息加密技术是利用密码学的原理与方法对传输数据提供保护的手段，它以数学计算为基础，信息论和复杂性理论是其两个重要组成部分。加密体制的分类：从原理上可分为两大类：即单钥或对称密码体制（代表算法：DES算法，IDEA算法）和双钥或非对称密码体制（代表算法：RSA算示，ElGamal算法）。
网络安全技术安全防护体系建设方案
网络安全技术安全防护体系建设方案第一章网络安全概述 (2)1.1 网络安全重要性 (2)1.2 网络安全威胁与风险 (3)1.3 网络安全防护目标 (3)第二章安全策略制定 (3)2.1 安全策略基本原则 (3)2.2 安全策略制定流程 (4)2.3 安全策略实施与监督 (4)第三章信息安全防护 (5)3.1 信息加密技术 (5)3.1.1 对称加密算法 (5)3.1.2 非对称加密算法 (5)3.1.3 混合加密算法 (5)3.2 信息完整性保护 (5)3.2.1 消息摘要算法 (5)3.2.2 数字签名技术 (6)3.2.3 数字证书技术 (6)3.3 信息访问控制 (6)3.3.1 身份认证 (6)3.3.3 访问控制策略 (6)第四章网络安全防护 (6)4.1 网络隔离与边界防护 (6)4.2 网络入侵检测与防护 (7)4.3 无线网络安全 (7)第五章系统安全防护 (7)5.1 操作系统安全 (7)5.1.1 安全配置 (7)5.1.2 权限控制 (8)5.1.3 安全审计 (8)5.2 数据库安全 (8)5.2.1 数据库加固 (8)5.2.2 访问控制 (8)5.2.3 数据加密 (8)5.3 应用程序安全 (8)5.3.1 编码安全 (8)5.3.2 安全框架 (8)5.3.3 安全防护措施 (9)第六章安全审计与监控 (9)6.1 安全审计概述 (9)6.2 审计数据收集与处理 (9)6.2.1 审计数据收集 (9)6.2.2 审计数据处理 (10)6.3 安全监控与预警 (10)6.3.1 安全监控 (10)6.3.2 预警与响应 (10)第七章应急响应与处置 (10)7.1 应急响应流程 (10)7.1.1 信息收集与报告 (11)7.1.2 评估事件严重程度 (11)7.1.3 启动应急预案 (11)7.1.4 实施应急措施 (11)7.2 应急预案制定 (11)7.2.1 预案编制原则 (12)7.2.2 预案内容 (12)7.3 应急处置与恢复 (12)7.3.1 应急处置 (12)7.3.2 恢复与重建 (12)第八章安全管理 (12)8.1 安全组织与管理 (12)8.1.1 安全组织结构 (12)8.1.2 安全管理职责 (13)8.1.3 安全管理流程 (13)8.2 安全制度与法规 (13)8.2.1 安全制度 (13)8.2.2 安全法规 (14)8.3 安全教育与培训 (14)8.3.1 安全教育 (14)8.3.2 安全培训 (14)第九章安全技术发展趋势 (15)9.1 人工智能与网络安全 (15)9.2 云计算与网络安全 (15)9.3 大数据与网络安全 (15)第十章网络安全技术应用案例 (16)10.1 金融行业网络安全防护案例 (16)10.2 部门网络安全防护案例 (16)10.3 企业网络安全防护案例 (17)第一章网络安全概述1.1 网络安全重要性互联网技术的飞速发展，网络已经深入到社会生产、生活的各个领域，成为支撑现代社会运行的重要基础设施。
第三讲 信息加密技术课件
3.1.3 数据加密算法
2.RSA算法 RSA的理论依据为：寻找两个大素数比较简单， 而将它们的乘积分解开的过程则异常困难。在 RSA算法中，包含两个密钥，加密密钥PK和解 密密钥SK，加密密钥是公开的，其加密与解密方 程为：PK＝{e，n}，SK＝{d，n}。 其中 n=p×q ， p∈[0 ， n-1] ， p 和 q 均为很大的 素数，这两个素数是保密的。 RSA算法的优点是密钥空间大，缺点是加密速 度慢，如果RSA和DES结合使用，则正好弥补 RSA的缺点。即DES用于明文加密，RSA用于 DES密钥的加密。由于DES加密速度快，适合加 密较长的报文；而RSA可解决DES密钥分配的问 2018/10/15 23 计算机网络安全 题。
3.1.4 数据加密技术的发展
1.密码专用芯片集成 密码技术是信息安全的核心技术，已经渗透到 大部分安全产品之中，正向芯片化方向发展。 2.量子加密技术的研究 一类是利用量子计算机对传统密码体制的分析； 另一类是利用单光子的测不准原理在光纤一级实 现密钥管理和信息加密。如果攻击者企图接收并 检测信息发送方的信息 ( 偏振 ) ，则将造成量子状 态的改变，这种改变对攻击者而言是不可恢复的， 而对收发方则可很容易地检测出信息是否受到攻 击。
第三章 信息加密技术
本章要点：
传统工艺加密方法 DES加密算法和RSA加密算法 计算机网络的加密技术 几个简单加密软件的使用
2018/10/15
计算机网络Leabharlann 全1第三章 信息加密技术
3.1 概述 3.2 数据加密标准DES 3.3 公开密钥算法 3.4 密钥管理 3.5 密码分析与攻击 3.6 信息加密解密应用实验
2018/10/15 计算机网络安全 2
信息加密保密技术
信息加密保密技术信息加密是一种保护隐私、防止信息泄露的重要技术手段。
在网络安全领域，信息加密技术被广泛应用于数据传输、电子商务、金融交易等领域，以确保敏感信息在传输和存储过程中的保密性和完整性。
本文将介绍几种常用的信息加密保密技术，并探讨其应用和发展前景。
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技术。
加密方使用该密钥将明文转换为密文，解密方则使用同样的密钥将密文转换回明文。
这种方法的优点在于加密和解密速度快，计算效率高。
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。
然而，对称加密算法的缺点是密钥的传输和管理问题，密钥的安全性直接影响到整个加密过程的安全性。
因此，在实际应用中，通常需要采用其他方法来确保密钥的安全传输和存储。
2. 非对称加密算法非对称加密算法使用一对不同的密钥，即公钥和私钥。
公钥可以公开向其他人提供，而私钥则被保密。
信息发送方使用接收方的公钥对信息进行加密，接收方使用自己的私钥解密。
非对称加密算法解决了对称加密算法中密钥管理的问题。
最著名的非对称加密算法是RSA算法，该算法利用大素数的质因数分解问题的困难性来确保加密的安全性。
RSA算法被广泛应用于数字证书、SSL/TLS等领域。
3. 数字签名数字签名是一种用于验证信息完整性和发送方身份的技术。
发送方使用自己的私钥对信息进行签名，接收方使用发送方的公钥来验证签名的有效性。
数字签名可以防止信息被篡改和冒充，同时保障信息的机密性。
基于非对称加密算法的数字签名技术已被广泛应用于电子合同、电子支付和电子政务等领域。
4. 哈希算法哈希算法是一种将任意长度的输入数据转换为固定长度输出的技术。
哈希算法具有防篡改和抗冲突的特性，常用于验证文件的完整性和一致性。
常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。
然而，由于哈希算法的进一步发展和计算能力的提升，一些传统的哈希算法存在安全性问题。
因此，近年来，一些新的哈希算法如SHA-3开始被广泛采用。
网络安全技术习题及答案第3章信息加密技术
第3章信息加密技术练习题1. 单项选择题（1）就目前计算机设备的计算能力而言，数据加密标准DES不能抵抗对密钥的穷举搜索攻击，其原因是（ B ）A．DES算法是公开的B．DES的密钥较短C．DES除了其中S盒是非线性变换外，其余变换均为线性变换D．DES算法简单（2）数字签名可以做到（ C ）。
A．防止窃听B．防止接收方的抵赖和发送方伪造C．防止发送方的抵赖和接收方伪造D．防止窃听者攻击（3）下列关于PGP(Pretty Good Privacy)的说法中不正确的是（ D ）。
A．PGP可用于电子邮件，也可以用于文件存储B．PGP可选用MD5和SHA两种Hash算法C．PGP采用了ZIP数据压缩算法D．PGP不可使用IDEA加密算法（4）为了保障数据的存储和传输安全，需要对一些重要数据进行加密。
由于对称密码算法（① C ），所以特别适合对大量的数据进行加密。
DES实际的密钥长度是（②A ）位。
①A．比非对称密码算法更安全B．比非对称密码算法密钥长度更长C．比非对称密码算法效率更高D．还能同时用于身份认证②A．56B．64C．128D．256（5）使用TELNET协议进行远程管理时，（ A ）。
A．包括用户名和口令在内，所有传输的数据都不会被自动加密B．包括用户名和口令在内，所有传输的数据都会被自动加密C．用户名和口令是加密传输的，而其它数据则以文明方式传输D．用户名和口令是不加密传输的，其它数据则以加密传输的（6）以下不属于对称密码算法的是( D )。
A．IDEA B．RC C．DES D．RSA（7）以下算法中属于非对称算法的是（B ）。
A．Hash算法B．RSA算法C．IDEA D．三重DES（8）以下不属于公钥管理的方法有（D ）。
A．公开发布B．公用目录表C．公钥管理机构D．数据加密（9）以下不属于非对称密码算法特点的是（D ）。
A．计算量大B．处理速度慢C．使用两个密码D．适合加密长数据2. 填空题（1）______摘要算法_____________的重要性在于赋予给消息M唯一的“指纹”，其主要作用于验证消息M的完整性。
信息加密技术
信息加密技术⒈引言⑴背景⑵目的⑶范围⒉概述⑴加密的定义⑵加密的目的⑶加密的基本原理⑷加密的分类⒊对称加密算法⑴ DES算法⒊⑴算法原理⒊⑵算法流程⒊⑶存在的问题及解决方法⑵ AES算法⒊⑵算法流程⒊⑶存在的问题及解决方法⒋非对称加密算法⑴ RSA算法⒋⑴算法原理⒋⑵算法流程⒋⑶存在的问题及解决方法⑵椭圆曲线密码算法（ECC）⒋⑴算法原理⒋⑵算法流程⒋⑶存在的问题及解决方法⒌哈希函数⑴ MD5算法⒌⑴算法原理⒌⑵算法流程⒌⑶存在的问题及解决方法⒌⑴算法原理⒌⑵算法流程⒌⑶存在的问题及解决方法⒍数字证书与数字签名⑴数字证书的概念与应用⑵数字证书的组成⑶数字签名的原理与应用⑷数字证书的问题与解决方法⒎安全协议⑴ SSL/TLS协议⒎⑴协议基本原理⒎⑵协议流程⒎⑶协议存在的问题及解决方法⑵ IPsec协议⒎⑴协议基本原理⒎⑵协议流程⒎⑶协议存在的问题及解决方法⒏密钥管理与分发⑴密钥管理的概念与重要性⑵密钥分发的方式⑶密钥管理与分发的问题与解决方法⒐附件附件1：DES算法示例代码附件2：AES算法示例代码附件3：RSA算法示例代码⒑法律名词及注释- 加密：将明文转化为密文的过程，以保护信息的安全性。
- 对称加密算法：使用同一把密钥进行明文和密文的转换的加密算法。
- 非对称加密算法：使用不同的密钥进行明文和密文的转换的加密算法。
- 哈希函数：将任意长度的输入数据转换为固定长度输出的函数。
- 数字证书：通过第三方认证机构对公钥进行认证并提供安全信任的证书。
- 数字签名：使用私钥对数字信息进行加密，用于验证信息的完整性和不可否认性。
信息加密技术课程设计
信息加密技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解信息加密的基本概念，掌握常见的加密算法及其原理；2. 使学生了解加密技术在网络安全中的应用，认识到信息安全的重要性；3. 引导学生了解密码学的发展历程，理解我国在密码学领域的重要成就。
技能目标：1. 培养学生运用加密算法对信息进行加密和解密的能力；2. 培养学生运用所学知识分析和解决实际网络安全问题的能力；3. 培养学生查阅相关资料，自主学习加密技术新知识的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、追求真理的精神，激发学生对信息安全领域的兴趣；2. 增强学生的网络安全意识，培养他们在网络生活中保护个人隐私和信息的责任感；3. 培养学生的团队协作精神，提高他们在合作中交流、探讨、解决问题的能力。
课程性质分析：本课程旨在让学生掌握信息加密技术的基本知识，提高他们在网络安全领域的实践能力。
课程内容具有较强的理论性和实践性，注重培养学生的动手操作能力和创新思维。
学生特点分析：本课程针对的学生群体为高年级学生，他们具备一定的计算机和网络基础知识，具有较强的学习能力和探究精神。
在这个阶段，学生需要掌握更深入的专业知识，为未来的职业发展打下坚实基础。
教学要求：1. 结合实际案例，深入浅出地讲解加密技术的基本原理和应用；2. 采用任务驱动教学法，引导学生主动探究和实践；3. 注重培养学生的团队协作能力和创新能力，提高他们在实际工程中的应用能力。
二、教学内容1. 加密技术基本概念：介绍加密技术的定义、作用和分类，引导学生理解加密技术在保障信息安全中的重要性。
教材章节：第一章 加密技术概述2. 常见加密算法：讲解对称加密、非对称加密和混合加密算法的原理及其应用场景，如AES、RSA、ECC等。
教材章节：第二章 常见加密算法3. 加密技术在网络安全中的应用：分析加密技术在网络安全防护中的作用，如数据传输加密、数字签名、身份认证等。
教材章节：第三章 加密技术在网络安全中的应用4. 密码学发展历程：介绍密码学的发展历程，重点讲解我国在密码学领域的重要成就。
教科版高一信息技术必修1第三单元3.4加密与解密教学设计
4.提高团队协作能力，学会与他人共同解决问题。
-在小组讨论和实践中，学会倾听他人意见，发挥团队协作精神。
二、学情分析
本节课的教学对象为高一学生，经过之前的学习，他们已经具备了一定的信息技术基础，包括计算机操作、网络使用和基础编程知识。在此基础上，学生对信息安全领域已有初步的认识，但加密与解密作为专业性较强的知识，对学生来说仍具有一定难度。因此，在教学过程中，需要关注以下几点：
和原理。
-常见的加密算法：对称加密、非对称加密和哈希算法。
-加密与解密技术在现实生活中的应用。
2.教学活动设计：
-通过PPT和板书，详细讲解加密与解密的基本概念、分类和原理。
-结合实际案例，介绍对称加密、非对称加密和哈希算法的特点及应用场景。
-分析加密与解密技术在保护个人信息、网络安全等方面的作用。
（三）学生小组讨论
1.教学内容：
-让学生探讨不同加密算法的优缺点、适用场景。
-分析现实生活中加密与解密技术的应用案例。
2.教学活动设计：
-将学生分成若干小组，每组选一个组长负责组织讨论。
-教师提出问题，引导学生围绕加密算法的优缺点、适用场景展开讨论。
-每个小组派代表分享讨论成果，其他小组进行补充和评价。
-布置课后作业，巩固所学知识，鼓励学生在日常生活中运用加密与解密技术，提高信息安全意识。
五、作业布置
为了巩固本节课所学知识，提高学生的实际操作能力和信息安全意识，特布置以下作业：
1.实践作业：
-请同学们使用本节课所学的加密与解密工具，对个人重要文件进行加密保护，并学会解密方法。
-完成后，撰写一份操作报告，描述加密与解密过程，总结操作心得体会。
计算机网络安全与应用技术第3章 加密技术
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PGP加密的工作原理图
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3.6 PGP(Ptetty Good Privacy)加密系统 PGP加密软件的应用:
13
3.4.1 数字签名
数字签名是邮件、文件或其它数字编码信息的发件人将他们的身份与 信息绑定在一起（即为信息提供签名）的方法 。 数字签名可以用对称算法实现，也可以用公钥算法实现 . 数字签名的算法很多，目前广泛应用的有Hash 、RSA、DSA等 。
14
3.4.2 认证及身份验证 证书颁发机构CA RA（Registration Authority），数字证书注册审批机构
23
3.10 实训
实训一 给邮件邮件添加数字签名 实训二 用PGP加密系统加密相关信息 实训三 练习使用相关软件中的加密功能和相关的加密软件
24
3.11习题
１.用DES算法对明文为“computer”，密钥为“magician” 的信息进行第一轮迭代。 2.使用RSA公开密钥体制进行加密，若p=5，q=31，d=17， 求出a，并对“student”进行加密。
12
3.4公钥ructure)
PKI是用公钥技术和规范提供用于安全服务的具有普遍适用性的基础 设施 ,从广义上讲，所有提供公钥加密和数字签名服务的系统，都可 叫做PKI系统。 PKI系统由五个部分组成：认证中心CA，注册机构RA、证书库CR 、证 书申请者、证书信任方。
15
3.5 Kerberos身份认证系统
Kerberos是为网络环境或分布式计算环境提供对用户双方进行验证的 一种方法。 Kerberos系统由三个重要部分组成：中心数据库、安全服务器和标签 （Ticket）分配器 。
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。
《信息加密技术》PPT课件
密钥K 数学变换 密文 密钥K 数学变换 明文
明文
函数
密文
函数
二、对称密码学
对称密码学概述
用户A
信息M
密钥K 对称密码算法 密文C
用户B
信息M 对称密码算法 密文C 密钥K
网络
二、对称密码学
对称密码学分类
块密码（分组密码）
一次若干位一组地对明文进行操作和运算
流密码（序列密码）
每次一位地对明文进行操作和运算
源编码、变换编码等。
信道编码
目的：数据在信道上的安全传输，使具有自我纠 错能力，又称纠错码。
算法：BCH码、循环码、线性分组码等。
密码学
目的：保密通信。 算法：公钥密码体系、对称钥密码体系。
一、基本概念
密码学概述
密码学是一门研究通信安全和保护信息资源的既古老 而又年青的科学和技术。 密码学包含两方面内容：密码编码学、密码分析学。
密码编码学是对信息编码以隐蔽信息的一门学问。 密码分析学是研究分析破译密码的学问。
这二者既相互对立又相互促进，共同推动密码学的发 展。
一、基本概念
密码学基本概念
明文：需要秘密传送的消息。 密文：明文经过密码变换后的消息。 加密：由明文到密文的变换。 解密：从密文恢复出明文的过程。 破译：非法接收者试图从密文分析出明文的过程。 加密算法：对明文进行加密时采用的一组规则。 解密算法：对密文进行解密时采用的一组规则。 密钥：加密和解密时使用的一组秘密信息。
C=y n s d n u r n c o d t a u e a
一、基本概念
古典密码学
代替密码（substitution cipher)：就是明文中的每 一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者 对密文做反向替换就可以恢复出明文。
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凯撒(Cacser)密码
设k＝3；对于明文P＝let us meet at five pm at old place则
f（l）=（12+3） mod 26= 15= o
f（e）=（5+3）mod 26= 8= h
f（t）=（20+3）mod 26= 23= w
┆
f（e）=（19+3） mod 26= 22= V
所以，密文C=
C= E E
k （P）= ohw
ohw rv rv dw
dw ilyh
ilyh sp
sp
sp dw
dw
dw rog
rog sodfh。
2015-4-1121
2015-4-1122“Let us meet at five pm at old place ”
key: k = 3
“ohw ohw rv rv dw dw ilyh ilyh sp sp sp dw dw dw rog rog sodfh sodfh”
”Key: k = 3
“Let us meet at five pm at old place ”
2015-4-1123
l 任意替换：26！>4x1026 可能的key, 大于56位DES 的密钥空间。
l 基于语言统计规律仍可破译
2015-4-1124
多字母替换密码--平稳分布
•单字母替换E 1和E 2,分别用于明文信息中奇数和偶数位置的字符，从而打乱密文中的字母分布频率特性（通常E 2应为的E 1补充）例1： E 1(T)=a ， E 2(T)=b ； E 1(X)=b ，E 2(X)=a
E 1(a)=(3(a)=(3*
*a) mod 26 E 2(a)=( (5(a)=( (5*
*a) +13) mod 26)TREAT YIMPO SS IB L E
fumnf fumnf dyvtf dyvtf
cz ys h h
2015-4-1125
周期替代密码是一种常用的多表替代密码，又称为维吉尼亚（Vigenere ）密码。
这种加密的加密表是以字母表移位为基础把26个英文字母进行循环移位，排列在一起，形成26×26的方阵。
该方阵被称为维吉尼亚表。
采用的算法为:
f （a ）=（a+B i ） mod n
（i=（1，2，…，n ）） 2．多表替代密码
2015-4-1126
A abcdefg h ijklmnopqrstuvwxyz 0
B bcdefghijklmnopqrstuvwxyza 1
C cdefghijklmnopqrstuvwxyzab 2
D defghijklmnopqrstuvwxyzabc 3
E efghijklmnopqrstuvwxyzabcd 4
F fghijklmnopqrstuvwxyzabcde 5
G ghijklmnopqrstuvwxyzabcdef 6
H hijklmnopqrstuvwxyzabcdefg 7
I ijklmnopqrstuvwxyzabcdefgh 8
J jklmnopqrstuvwxyzabcdefghi 9
K klmnopqrstuvwxyzabcdefghij klmnopqrstuvwxyzabcdefghij 10 10
L lmnopqrstuvwxyzabcdefghijk lmnopqrstuvwxyzabcdefghijk 11 11
M mnopqrstuvwxyzabcdefghijkl mnopqrstuvwxyzabcdefghijkl 12 12
N nopqrstuvwxyzabcdefghijklm nopqrstuvwxyzabcdefghijklm 13 13
O opqrstuvwxyzabcdefghijklmn opqrstuvwxyzabcdefghijklmn 14 14
2015-4-1127
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz abcdefghijklmnopqrstuvwxyz P pqrstuvwxyzabcdefghijklmno pqrstuvwxyzabcdefghijklmno 15
15Q
qrstuvwxyzabcdefghijklmnop qrstuvwxyzabcdefghijklmnop 16 16R
rstuvwxyzabcdefghijklmnopq rstuvwxyzabcdefghijklmnopq 17 17 S
stuvwxyzabcdefghijklmnopqr stuvwxyzabcdefghijklmnopqr 18 18T
tuvwxyzabcdefghijklmnopqrs tuvwxyzabcdefghijklmnopqrs 19 19U
uvwxyzabcdefghijklmnopqrst uvwxyzabcdefghijklmnopqrst 20 20V
vwxyzabcdefghijklmnopqrstu vwxyzabcdefghijklmnopqrstu 21 21W
wxyzabcdefghijklmnopqrstuv wxyzabcdefghijklmnopqrstuv 22 22X
xyzabcdefghijklmnopqrstuvw xyzabcdefghijklmnopqrstuvw 23 23Y
yzabcde f ghijklmnopqrstuvwx ghijklmnopqrstuvwx 24 24Z zabcdefghijklmnopqrstuvwxy zabcdefghijklmnopqrstuvwxy 25 25
2015-4-1128
例如：以YOUR 为密钥，加密明码文HOWAREYOU 。
P
= HOWAREYOU K
= YOURYOURY E k （P ）= FCQRPSSFS
其加密过程就是以明文字母选择列，以密钥字母选择行，两者的交点就是加密生成的密码文字母。
解密时，以密码字母选择行，从中找到密文字母，密文字母所在列的列名即为明文字母。
维吉尼亚密码
3.2.2 换位密码
换位密码是采用移位法进行加密的。
它把明文中的字母重新排列，改变明文中字母的位置，明文中的字母不变。
例如：可以将明文the变换成het。
明文：computer systems
smetsy sretupmoc
密文：smetsy
（l）列换位法将明文字符分割成为五个一列的分组并按一组后面跟着另一组的形式排好。
2015-4-1129
2015-4-1130密文则以下面的形式读出：
WOFHOHURIKACOSXTAMBXYNTOX
X
X X K O O
B S I H T
M O R F N
A C U O Y
T A H W 这里的密钥是数字5。
如明文是：
WHAT YOU CAN LEARN FROM THIS BOOK 分组排列为：。