第二章信息加密技术
2024年学习笔记信息系统项目管理师(第四版)第二章-信息技术发展
第⼆章-信息技术发展1-信息技术及其发展1.1-计算机软硬件、计算机⽹络1.计算机硬件是指计算机系统中有电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。
2.计算机软件是指计算机系统中的程序及文档，程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。
3.硬件和软件相互依存。
4.从网络的作用范围可将网络类别划分为：个人局域网（PAN）、局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）、公用网、专用网。
5.广域网协议主要包块：PPP 点对点协议、ISDN 综合业务数字网、xDSL、DDN 数字专线、x.25、FR 帧中继、ATM 异步传输模式。
6.IEEE 802 协议族：IEEE 802 规范定义了网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、无线等），以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接的建立、维护和拆除的途径。
7.802.3（以太网的 CSMA/CD 载波监听多路访问/冲突检测协议）、802.11（无线局域网 WLAN 标准协议）。
8.OSI 七层网络模型从上到下：应用层（事务处理程序、文件传送协议）、表示层（管理数据的解密加密数据转换、格式化和文本压缩）、会话层（负责在网络中的两节点之间建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能）、传输层（提供建立、维护和拆除传送连接的功能）、网络层（网络地址 IP 地址翻译成对应物理地址 MAC 地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方，实现拥塞控制。
网际互联等）、数据链路层（物理地址寻址、数据的成帧、流量控制。
数据的检错重发等）、物理层（物理联网媒介，如电缆连线连接器）。
9.TCP/IP 是 Internet 的核心，共四层有：应用层（FTP 文件传输协议、TFTP 简单文件传输协议、HTTP 超文本传输协议、SMTP 简单邮件传输协议、DHCP 动态主机配置协议、Telnet 远程登录协议、DNS 域名系统、SNMP 简单网络管理协议）、传输层（TCP 传输控制协议、UDP 用户数据报协议）、网络层（IP 协议、ICMP 网络控制报文协议、IGMP 网际组管理协议、ARP 地址解析协议、RARP 反向地址解析协议）、网络接口层（底层协议，传输数据的物理媒介）。
现代加密技术
每一轮的处理过程
Li-1
Li
Ri-1
Ri
Li-1 g(Ri-1 , Ki)
分组长度 密钥长度 循环次数 子密钥算法 轮函数g
DES密码的安全性、实现速度取决于下列参数：
安全性 加解密速度
DES加密流程 64位明文初始置换 进行16轮置换与替代； 进行初始置换的逆置换 得到64位密文
传统密码学：用算法安全性来保证加密的安全性 现代密码学：用密钥安全性来保证加密的安全性 算法可以公开，可以被分析，可以大量生产使用算法的产品。破译者只知道算法而不知道密钥，则不能得到明文。(保险柜) 在现代密码学中加密和解密都依赖于密钥，密钥的所有可能值叫密钥空间。
算法是一些公式、法则或程序，规定了明文与密文之间的变换方法。 密钥可以看作是算法中的参数，即指示和控制明文与密文间变换的参数，也是唯一能控制明文与密文之间变换的关键，它由使用密码体制的用户随机选取。
Data
3A78
明 文
密 文
加密过程
解密过程
加密算法及密钥
解密算法及密钥
注意区分
加解密过程就是一组含有参数k的变换。设已知信息M，通过变换E（ Encryption ）得到密文C。即EK（M）=C，这个过程称之为加密，参数k称为加密密钥。解密算法D（ Decryption ）是加密算法E的逆运算，解密算法也是含参数k的变换。 DK（EK（M））=M.
第二章 现代加密技术
密码学（Cryptography） 是研究信息系统安全保密的科学，把有意义的信息编码为伪随机性的乱码，以实现信息保护的目的。 密码编码学，是研究密码体制的设计，对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学问。 密码分析学，是研究如何破解被加密信息的学问。
2.1 加密技术概述
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。
《电子商务安全》第二章 密码技术及应用
2.1.1 对称密码系统 DES
DES（Data Encryption Standard）密码 系统是电子商务系统中最常用的对称密钥加密 技术。
它由IBM公司研制，并被国际标准化组织 ISO认定为数据加密的国际标准。
DES技术采用64位密钥长度，其中8位用 于奇偶校验，剩余的56位可以被用户使用。
公开密钥密码体制最大的特点是采用两个 不同的加密密钥和解密密钥，加密密钥公开， 解密密钥保密，其他人无法从加密密钥和明文 中获得解密密钥的任何消息，于是通信双方无 需交换密钥就可以进行保密通信。
(1) RSA密码系统
1976年，斯坦福大学电子工程系的两名学者Diffle 和Hellman在《密码学研究的新方向》一文中提出了公 钥密码的思想：若用户A有一个加密密钥ka,一个解密密 钥kb， ka,公开而kb保密，要求ka,的公开不至于影响kb 的安全。
1977年，麻省理工学院三位博士Rivest， ShБайду номын сангаасmir 和 Adleman设计一个RSA公开密钥密码算法。RSA密 码算法利用数论领域的一个关键事实：把两个大素数相 乘生成一个合数是件很容易的事，但要把一个大合数分 解为两个素数却十分困难。
公钥密码系统RSA
l）密钥的生成 ①任选两个秘密的大素数 p与q； ②计算n，使得 n=p×q>m，公开n； ③选择正整数e，使得e与ψ(n)=（p-1）（q－1）互素，公开 e，n和e便是用户公钥； ④计算d，使 e×d mod ψ(n) = l ，d保密，d便是用户私钥。
三重DES是DES算法扩展其密钥长度的一种方法， 可使加密密钥长度扩展到128比特（112比特有效）或 者192比特（168比特有效）。
第2章 信息加密技术
相关数据内容进行验证，达到保密的要求，一般包括口令、
密钥、身份、数据等项的鉴别，系统通过对比验证对象输 入的特征值是否符合预先设定的参数，实现对数据的安全 保护。
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计算机网络安全
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密钥管理
数据加密在许多场合集中表现为密钥的应用，以达到保密 的要求，因此密钥往往是保密与窃密的主要对象。密钥的 管理技术包括以下各环节上的保密措施： 密钥的产生 分配保存
I love you
J mpwf zpv
-为解密算法 1为解密密钥 解密过程
-1
名词解释：
明文(plaintext)：未被加密的消息。
密文(ciphertext)：被加密的消息。 密码算法：密码算法也叫密码(cipher),适用于加密和 解 密 的 数 学 函 数 .( 通 常 情 况 下 , 有 两 个 相 关 的 函 数： 一个用于加密,一个用于解密)。
公钥密码学是密码学一次伟大的革命
1976年,Diffie和Hellman 在“密码学新方向”一文中提出
使用两个密钥：公钥、私钥
公钥密码算法（public-key algorithm，也叫非对称算法）
公钥(证书) 认证中心 私钥(智能卡)
加密密钥
发方
解密密钥
收方
方案
明文
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&#
密文
计算机网络安全
&# 密文
方案 明文
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数据加密标准DES算法
DES概述 DES的原理 算法主要步骤 DES的安全性 DES的特点
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计算机网络安全
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Feistel密码结构：
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信息加密技术
一、加密技术
1. 2. 3. 4. 5.
密码学基础 对称加密算法 非对称加密体制 数据完整性机制 数字签名
二、密钥管理与证书
密码分配与管理 2. 数字证书
1.
学华软软件 学华软软件学 网络 术系
宏
1.1 密码学基础---加密和解密
KE
KD
M
加 密
C
C
解 密
M
加密(E) 加密 M：明文 ： C：密文 ： KE：加密密钥
双密钥，私钥保密， 公开密钥算法 ，双密钥，私钥保密，公钥公开 KE：加密密钥 KD：解密密钥 KE≠KD
A与B方传输信息： 与 方传输信息 方传输信息： 传输方A: 拥有（ 私钥 私钥， 公钥 公钥） 传输方 拥有（A私钥，B公钥） 传输方B: 拥有（B私钥 A公钥 私钥， 公钥） 传输方B: 拥有（B私钥，A公钥）
加密过程: 主要是重复使用混乱和扩散两种技术。 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。 是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。 混乱 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。 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位。 扩散 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位
2．非对称密钥密码体制: （双密钥，私钥保密，公钥公开） ．非对称密钥密码体制 双密钥，私钥保密，公钥公开）
(1)不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥，极大地简 化了密 不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥， 不需要对密钥通信进行保密 钥管理。 钥管理。缺点是速度慢 （2）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 ）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 防抵赖等。 防抵赖等。
信息加密技术的原理与应用
信息加密技术的原理与应用随着信息技术的不断发展，信息安全问题变得日益重要。
信息加密技术作为信息安全的重要组成部分，起到了保护数据和信息的重要作用。
本文将探讨信息加密技术的原理与应用。
一、信息加密技术的原理信息加密技术的原理主要基于密码学。
密码学是研究如何保护信息安全的学科，它主要涉及到两个方面：加密算法和解密算法。
1. 加密算法加密算法是信息加密技术的核心。
它通过对原始信息进行一系列的变换和运算，将其转化为密文，使得未经授权的人无法理解和解读。
常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法是指加密和解密使用相同的密钥。
这种算法的优点是加密速度快，但密钥的传输和管理相对困难。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
非对称加密算法是指加密和解密使用不同的密钥。
这种算法的优点是密钥的传输和管理相对容易，但加密速度较慢。
常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。
2. 解密算法解密算法是指将密文还原为原始信息的算法。
解密算法需要使用相应的密钥，才能将密文解密为明文。
解密算法的设计和实现要与加密算法相对应，确保密文能够正确还原为原始信息。
二、信息加密技术的应用信息加密技术在现实生活中有着广泛的应用，以下将介绍几个典型的应用场景。
1. 电子商务在电子商务中，信息加密技术被广泛应用于支付和交易过程中的数据保护。
通过对支付信息和交易记录进行加密，可以防止黑客和恶意攻击者窃取用户的个人信息和财务数据。
2. 云计算云计算是一种将计算资源和服务通过互联网提供给用户的模式。
在云计算中，用户的数据和应用程序存储在云服务器上。
信息加密技术可以保护用户数据在传输和存储过程中的安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。
3. 移动通信随着移动通信的普及，人们越来越依赖于手机和移动设备进行通信和交流。
信息加密技术在移动通信中起到了重要的作用，保护用户的通信内容和个人隐私。
例如，手机短信和即时通讯应用程序都使用了加密技术，确保通信内容只能被发送和接收的双方读取。
数据加密技术-PPT课件精选全文完整版
6
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)
17
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
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。
电子商务安全资料
第一章电子商务安全的现状和趋势一电子商务安全问题：漏洞病毒：（国外）是一段附着在其他程序上的可以实现自我繁殖的程序代码。
（国内）指编制或插入计算机程序中的破坏计算机功能或毁坏数据从而影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或程序代码。
黑客攻击：网络仿冒二、电子商务系统安全的构成：1.系统实体安全2.系统运行安全3.信息安全1、系统运行安全：即物理安全，是保护计算机设备、Array设施及其他媒体免遭地震、水灾、火灾、有害气体和其他环境事故破坏的措施、过程。
实体安全是其最基本保障，使整个安全系统不可缺少的或忽视的组成部分。
包括：环境安全：主要是对EC系统所在的环境实施安全保护，如区域保护和灾难保护。
设备安全：对EC的设备进行安全保护，主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等。
媒体安全：包括媒体数据的安全和媒体本身的安全。
2、系统运行安全：保障系统功能的安全实现，提供一套安全措施来保护信息处理过程的安全。
包括：风险分析：对系统进行动态的分析、测试、跟踪并记录系统的运行，以发现系统运行期的安全漏洞；对系统进行静态的分析，以发现系统潜在的威胁，并对系统的脆弱性作出分析报告。
审计跟踪：记录和跟踪系统各种状态的变化，保存、维护和管理审计日志。
如记录对系统故意入侵的行为。
备份与恢复：对系统设备和系统数据的备份和恢复。
应急措施：在紧急事件或安全事故发生时，提供保障EC系统继续运行或紧急恢复所需要的策略。
3、信息安全：防止信息被故意的或偶然的非授权泄露、更改、破坏或是信息被非法的系统辨识、控制，也就是要确保信息的完整性、保密性、可用性和可控性。
包括：操作系统安全：对EC系统的硬件和软件资源进行有效的控制，为能管理的资源提供相应的安全保护。
数据库安全：包括两层含义，第一指系统运行安全，第二指系统作息安全。
网络安全：指网络系统的硬件、软件及系统中的data受到保护，不受偶然的或恶意的原因而遭到破坏，更改泄漏，确保系统能够连续、可靠正常的运行，网络服务不中断。
第二章信息系统安全防范技术
2.2.5计算机病毒的分类
2.2.6计算机病毒的主要症状
2.2.7计算机病毒传播途径
通过不可移动的计算机硬件设备进行传播，这 类病毒虽然极少，但破坏力却极强，目前尚没 有较好的检测手段对付。 通过移动存储介质传播，包括软盘、光盘、U 盘和移动硬盘等，用户之间在互相拷贝文件的 同时也造成了病毒的扩散。 通过计算机网络进行传播。计算机病毒附着在 正常文件中通过网络进入一个又一个系统，其 传播速度呈几何级数增长，是目前病毒传播的 首要途径。
“黑客”一词是由英语Hacker音译出来的，是 指专门研究、发现计算机和网络漏洞的计算机 爱好者。黑客对计算机有着狂热的兴趣和执着 的追求，他们不断地研究计算机和网络知识， 发现计算机和网络中存在的漏洞，喜欢挑战高 难度的网络系统并从中找到漏洞，然后向管理 员提出解决和修补漏洞的方法。黑客不干涉政 治，不受政治利用，他们的出现推动了计算机 和网络的发展与完善。
2.2.8对计算机病毒的错误认识
对染毒软盘DIR操作会导致硬盘被感染 将文件改为只读方式可免受病霉的感染 病毒能感染写保护的磁盘 反病毒软件能够杀除所有已知病毒 使用杀毒软件可以免受病毒的侵扰 磁盘文件损坏多为病毒所为 如果做备份的时候，备份了病霉，那么这些备份是无 用的。 有两种情况:①软盘备份:备份中含有引导型病毒。这种 情况下，只要不用这张软盘试图启动您的计算机，它 将和无毒备份一样安全。②磁带备份:备份中的数据文 件中不会有病毒，如果其中的可执行文件中含有病毒， 那么执行文件就白备份了，但是备份中的数据文件还 是可用的。
2.2.3计算机病毒产生原因
①用于版权保护。在计算机发展初期， 由于在法律上对于软件版权保护还没有 像今天这样完善，因此，很多商业软件 被非法复制，软件开发商为了保护自己 的利益，就在自己发布的产品中加入了 一些特别设计的程序，其目的就是为了 防止用户进行非法复制或传播。但是随 着信息产业的法制化，用于这种目的的 病毒目前已不多见。
光学信息加密技术研究与应用
光学信息加密技术研究与应用第一章绪论随着互联网的发展，信息安全问题越来越引人关注。
传统的加密技术已经无法满足人们对信息安全的需求，因此，光学信息加密技术逐渐成为了一种重要的加密技术。
光学信息加密技术利用激光和光学器件，将信息加密成光学信号，从而保护信息的安全性。
本文将探讨光学信息加密技术研究现状和应用领域。
第二章光学信息加密技术基础2.1 光学加密原理光学加密技术利用了光学干涉、全息和光学记录技术等原理，实现了对信息的加密。
光学加密技术主要分为两类，一类是基于干涉原理的光学加密技术，另一类是基于全息原理的光学加密技术。
2.2 光学器件在光学信息加密技术中，光学器件是不可或缺的。
常见的光学器件有全息片、透镜、光栅等。
全息片是实现光学加密的核心器件之一，在信息加密过程中发挥了重要作用。
第三章光学信息加密技术研究现状3.1 干涉原理光学加密技术研究目前，国内外学术界对于干涉原理光学加密技术进行了广泛的研究。
研究表明，在干涉原理光学加密技术中，采用双重加密、多重加密等方法可以有效地提高信息的安全性。
同时，一些研究者也研究出了一些对抗攻击的方法，比如噪声干扰、相位调制等，以增强信息的保密性。
3.2 全息原理光学加密技术研究全息原理光学加密技术是目前研究的热点之一。
基于全息原理光学加密技术可以将信息加密成可见光波段的图像，然后通过全息衍射使得信息在传输过程中不易被破解。
近年来，国内外学术界在全息原理光学加密技术研究中取得了一系列的进展，比如利用多层全息片组成三维加密图像、利用相位调制技术等。
第四章光学信息加密技术应用领域4.1 保密通信目前，网络安全已经成为全球性的问题，网络攻击也越来越频繁，因此保密通信一直是研究的重点之一。
光学信息加密技术因为其高保密性、高速率等特点，被广泛应用于保密通信领域。
比如，光学加密传输系统可以与电子邮件系统、聊天系统等结合，实现安全的通信。
4.2 光学存储器光学存储器也是光学信息加密技术的一个应用领域。
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。
第2章 密码技术-计算机信息安全技术(第2版)-付永钢-清华大学出版社
第二章 密码技术
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。
– 单表代换密码 – 多表代换密码
第二章 密码技术
单表代换密码（移位密码）
设P=C=Z26 对0≤k≤25, 定义 ek(x)=(x+k) mod 26 且
d(y)=(y-k) mod26 (x,y∈Z26)
对 k (a,b) K ， 定义
ek (x) (ax b) mod 26 dk ( y) a1( y b) mod 26
(x, y) Z26
第二章 密码技术
第2章 密码技术
• 2.1 密码学概述 • 2.2 传统密码体制 • 2.3 现代对称密码体制 • 2.4 非对称密码体制 • 2.5 密码学的新进展
第二章 密码技术
• 例：设明文是一串二进制序列，加密和解密算法 都采用模2运算，即异或运算⊕，加密密钥和解密密 钥相同。
•若明文 •加密和解密密钥 •则加密后的密文 •解密后的密文
ABCDE F GHI J KL M 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 N O P Q R S T U V WX Y Z 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
第二章 密码技术
单表代换密码（替换密码）
设P=C=Z26, 密钥空间K由所有可能的26个符号0，1， ...，25的置换组
• 假定给出明文：
shesellsseashellsbytheseashore
• 首先把明文分为6个字母一组：
shesel lsseas hellsb ythese ashore
• 每6个字母按置换函数进行重排，得到相应的密文：
电子支付与信息安全复习
电子支付与信息安全复习纲要第一章 电子商务安全概论 6分内容 电子商务安全要素:1. 真实性2. 保密性3. 完整性4. 不可否认性5. 可靠性6. 及时性7. 不可拒绝性电子商务安全措施：（保密，完整性，不可否认，鉴别性）1. 保证交易双方身份的真实性2. 保证信息的机密性3. 保证信息的完整性4. 保证信息的真实性、不可否认性5. 保证信息存储、传输的安全性 电子商务安全技术手段7个点1. 加密技术2. 认证技术3. 数字签名4. 防火墙技术5. 虚拟专用网络6. 身份认证7.数字时间戳第二章 信息加密技术与应用 24分内容 密码学分支：密码编码学 & 密码分析学明文M/P ：加密的信息，有意义的字符流或比特流 密文C ：经过伪装后的明文 加密E(X)：对明文实施的变换过程 解密D(X)：对密文实施的变换过程按照密码机制分成两类：对称加密（单钥密码体制、秘密密钥密码体制） 公钥加密（非对称密码体制、公开密钥密码体制） DES 加密：用56位密钥来加密64位数据的方法 16轮，64位明文，64位密钥（有效位数56）置换，S 盒子3DES ，加密密钥有2个而不是3个，AES 加密原理：P28四种：选择题20*1＝20 填空题 10*2＝20 简单题 4*5＝20 综合题 3*？＝40总评 80－70％＋20－30％＝100％AES密钥长度128，192，256分组长度128，192，256AES每轮迭代的四步变换：字节代换运算，行变换，列混合，轮密钥的添加变换RSA****模运算，指数运算，求乘法的逆，欧拉函数RSA过程：求乘法的逆，进行加密得到密文，进行解密得到明文例题：已知p＝？，q＝？，e＝？，M＝？，求e的逆，和加密，解密的过程●选p＝7，q＝17则n＝pq＝119且φ(n)＝(p-1)(q-1)＝6×16＝96●取e＝5则d＝77 (5×77＝385＝4×96＋1≡1 mod 96)●公钥（5，119），私钥（77，119）●加密m＝19则c＝m e mod n= 195 mod 119 = 66 mod 119●解密c＝66m＝c d mod n = 6677mod 119＝19 mod 119数字签名概念:通过一个单项函数对要传送的报文进行处理，得到用于认证报文来源并核实报文是否发生变化的一个字母数字串，用这个字符串来代替书写签名或印章，祈祷与书写签名或印章同样的法律效用。
《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。
网络信息安全技术概论第三版答案
网络信息安全技术概论第三版答案第一章概论1、谈谈你对信息的理解.答：信息是事物运动的状态和状态变化的方式。
2、什么是信息技术?答：笼统地说，信息技术是能够延长或扩展人的信息能力的手段和方法。
本书中，信息技术是指在计算机和通信技术支持下，用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像、视频、音频以及语音信息，并且包括提供设备和信息服务两大方面的方法与设备的总称。
也有人认为信息技术简单地说就是3C：Computer＋Communication＋Control。
3、信息安全的基本属性主要表现在哪几个方面?答：（1）完整性（Integrity）（2）保密性（Confidentiality）（3）可用性（Availability）（4）不可否认性（Non-repudiation）（5）可控性（Controllability）4、信息安全的威胁主要有哪些?答：（1）信息泄露（2）破坏信息的完整性（3）拒绝服务（4）非法使用（非授权访问）（5）窃听（6）业务流分析（7）假冒（8）旁路控制（9）授权侵犯（10）特洛伊木马（11）陷阱门（12）抵赖（13）重放（14）计算机病毒（15）人员不慎（16）媒体废弃（17）物理侵入（18）窃取（19）业务欺骗等5、怎样实现信息安全?答：信息安全主要通过以下三个方面：A 信息安全技术：信息加密、数字签名、数据完整性、身份鉴别、访问控制、安全数据库、网络控制技术、反病毒技术、安全审计、业务填充、路由控制机制、公证机制等；B 信息安全管理：安全管理是信息安全中具有能动性的组成部分。
大多数安全事件和安全隐患的发生，并非完全是技术上的原因，而往往是由于管理不善而造成的。
安全管理包括：人事管理、设备管理、场地管理、存储媒体管理、软件管理、网络管理、密码和密钥管理等。
C 信息安全相关的法律。
法律可以使人们了解在信息安全的管理和应用中什么是违法行为，自觉遵守法律而不进行违法活动。
载荷信息的加密与解密技术研究
载荷信息的加密与解密技术研究第一章前言随着现代通信技术的发展，数据的传输方式以及所传输的信息也变得更加普遍和多样化。
由此带来的一个问题是数据信息的安全性，如何保障通信过程中的信息不被外界窃取或者篡改成为了当前技术研究的重要方向。
因此，载荷信息的加密与解密技术应运而生，成为了保障通信信息安全的重要手段。
第二章传统加密技术分析在现代通讯技术中，常用的传统加密技术包括对称加密和非对称加密。
对称加密的特点是加密和解密使用同一个密钥，但是由于密钥唯一且需要在通讯双方之间共享，这导致了密钥共享存在风险，如果密钥泄露，加密所产生的密文也就毫无意义。
非对称加密的特点则是加密和解密使用不同的密钥，这样可以解决密钥共享的问题，但是由于加密和解密使用的不同密钥，所导致的加密解密速度相对较慢，不适合对数据进行实时加密传输。
第三章载荷信息加密技术由于传统加密技术的局限性，随着信息传输数据量不断增大，载荷信息加密技术逐渐被引入到信息安全领域。
载荷信息加密技术的特点是对载荷数据流进行分割和加密，将加密后的载荷数据流嵌入到信道中进行数据传输，这种方法在保障信息安全的同时能够保证通信效率。
3.1 载荷信息加密的方式载荷信息加密主要采用的方式包括基于加密算法的方法和基于隐藏技术的方法。
基于加密算法的方法主要是采用常用的对称加密算法和非对称加密算法对载荷信息流进行加密处理，然后将加密后的密文数据嵌入到信道中进行传输；基于隐藏技术的方法，其本质是对载荷信息进行隐藏，然后将隐藏后的载荷信息嵌入到一个认为是无关信息的载体数据中进行传输。
3.2 载荷信息解密的方式载荷信息的加密需要对传输信道进行相应的处理，而解密过程需要对嵌入到载体信号中的载荷信息进行相应的提取和还原。
载荷信息解密主要采用的方式包括基于加密算法的方法和基于隐藏技术的方法。
通常，解密算法是加密算法的逆过程，采用对称加密算法的载荷信息加密技术需要传输双方事先协商好密钥，非对称加密算法的载荷信息加密技术则需要使用公私钥对进行加解密操作。
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例如，如果使用的加密密钥是K=
•17 17 5 •21 18 21
• 2 2 19
•欲对明文pay more money进行加密，则现将明文按三个字母一组 分组（不足三个时补字母x），然后每组字母求密文。 •该明文的前三个字母表示为pay=(15 0 24) ，计算密文的过程如下 • (15 0 24) K=(375 819 486) mod 26=(11 13 18) =LNS •以此类推，可得密文为。
2、置换密码（换位密码）
不改变明文字母，但通过重排而更改它们的位置。 例如：矩阵变换密码、纵行换位密码
矩阵变换加密: 将明文中的字母按给定顺序安排在1个矩阵中，然后
用另一种顺序选中矩阵的字母来产生密文，一般为 列变换次序。如原列次序为1234，先列次序为2413
第二章信息加密技术
矩阵变换加密
如将明文network security按行排列在3*6矩阵 中，如下所示：
•LNS HDL EWM TRW
•解密时使用逆矩阵K-1= •? •对密文(11 13 18)T做运算 •K-1 (11 13 18)T mod 26=(431 494 570) T=(15 0 24) T=pay •Hill密码的强度在于完全隐藏了单字母的频率。
第二章信息加密技术
§2.1 古典密码
第二章信息加密技术
单表代换密码
(3)仿射密码 y=ax+b(mod 26) a,b∈Z26 当a=1时，仿射密码移位密码 如果解密是可能的，必须要求仿射函数是双射的：对任何 y ∈ Z26,方程ax+b≡y(mod 26)有唯一解。
由数论可知，当且仅当gcd(a,26)=1,对每个y有唯一解。 对于a∈Z26， gcd(a,26)=1的a只有12种选择，对于参数b没
•C1 •C2 •= •C3
•K11 K12 K13 •K21 K22 K23 •K31 K32 K33
•P1 •P2 •P3
•y1 y2 •= •X1 x2
•11 8 •3 7
•或 C=KP 其中，C和P是长度为3的列向量，分别表示密文和明文， K是3*3矩阵，表示加密密钥，加密操作要执行模26运算。
P=ROT13(ROT13(P)) • ROT13并非为保密设计，它经常用在英特网电子邮件
中隐藏特定的内容，以避免泄露一个难题的解答等。
第二章信息加密技术
单表代换密码
•(2)替换密码
•Π=
•a b c…x y z •w f e…a z w
•有26 种选 择
•有25 种选 择
•有24 种选 择
wfe…azw为密钥 排列后有26*25*24*…*1种选择， 所以密钥有26！种，太复杂，不容易记忆。
因此实际中密钥句子常被使用，密钥句子中的字母被依次填入密文 字母表（重复的字母只用一次），没用的字母按自然顺序排列 举例在后一页
第二章信息加密技术
单表代换密码 替换密码 P24 例：密钥句子为studentteacher abcdefghijklmnopqrstuvwxyz studenachrklmnopqrstuvwxyz 密钥 明文 I love you 密文 h love you
•简记为y=xK，K为密钥
•24X 26Z•= •12 16
•线性代数：可用K-1来解密，x=yk-1
•11 8 •3 7
•11 8 •3 7
•11 8 •-1•= •7 18
•3 7
•23 11
•4 d 1a •= •22 5
•11 8 •3 7
第二章信息加密技术
练习
设 设密密钥钥为为•k=
•11 8 •3 7
有要求，所以仿射密码有12*26种可能的密钥。 因为：。。。
第二章信息加密技术
多表代换密码
• 多表代换：以一系列（两个以上）代换表依次 对明文消息的字母进行代换的加密方法。
• 一次一密：对每个明文字母都采用不同的代换表 或密钥进行加密，称为一次一密密码 （理论上唯一不可破的密码）
• 周期多表代换：代换表个数有限，重复使用。 实际应用中采用，例如维吉尼亚密码
•1 2 3 4 5 6 •n e t w o r •k sec u •r i t y
•5 2 6 4 1 3 •o e r w n t •c u e k s • i yrt
给定一个置换：f =••152236445163
，根据给定的次序，按
526413的列序重新排列，得到
所以密文是 oerwntc ueks i yrt.
第二章信息加密技术
破译
Kerckhoff假设：攻击方知道所用的密码系统 目标：设计一个在Kerckhoff假设下达到的安全系
统 移位密码极易破解，仅统计出最高频度字母再与
明文字母表对应决定出位移量，就差不多得到 正确解了。
安全密码系统的一个必要条件是密钥的空间必须
足够大，使得穷举密钥搜索破译是不可能的。 （非充分条件）
明文：wearediscoveredsaveyourself 密钥：vxyzabcdefghijklmnopqrstuv 密文：RAAPDDJUFSAKYMMCLHRMEKIKXFA • 也可选取一个关键词重复成与明文同样长度作为密钥进行加密。 若取关键词为deceptive，加密结果如下： 明文：wearediscoveredsaveyourself 密钥：deceptivedeceptivedeceptive 密文：ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ
第二章信息加密技术
§2.2 分组加密技术
§2.2.1基本概念 分组加密技术属于对称密码体制的范畴；
分组密码的工作方式是将明文分成固定长度的组，如 64bit为一组，用同一密钥和算法对每一组加密，输出 也是固定长度的密文。
解密过程正好相反，按序排列密文后，通过列置换，再按 行读取数据即可。
第二章信息加密技术
纵行换位密码
明文以固定的宽度水平地写在一张图表纸上，密文按垂直方向读出。 解密就是将密文按相同的宽度垂直地写在图表纸上，然后水平地读出明文。 Plaintext：COMPUTERGRAPHICSMAYBESLOWBUTATLEASTITSEXPENSIVE
Vigenere密码的强度在于对每个明文字母有多个密文字 母对应，因此该字母的频率信息是模糊的。
第二章信息加密技术
Vigenere密码表格
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDE GHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEF HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFG IJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGH JKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHI KLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJ LMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJK MNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKL NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLM OPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMN PQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNO QRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOP RSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQ STUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQR TUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRS UVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRST VWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU WXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUV XYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVW YZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX ZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXY
古典密码是密码学的渊源，可用手工和机 械操作来实现加解密，现在已很少采用了。
第二章信息加密技术
§2.1 古典密码
1、代换密码
通常，明文和密文由统一字母表构成。
• 加密时，通常将明文消息划分成长为L的消息 单元，称为明文组。
• L=1 单字母代换（流密码）
将明文空间的元素（如字母、二元数据等）逐个进行加 密， 这种对明文消息加密的方式称为流密码。
单表代换密码
（1）移位密码 最著名的移位密码是凯撒密码。 例：取k=3，明文字母和密文字母的对应关系为
明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 明文m=“caser cipher is a shift substitution”所对应的
第二章信息加密技术
维吉尼亚密码（Vigenere密码）
利用Vigenere表格进行加密，加密方法如下： • 给定一个单钥字母x和一个明文字母y，密文字母则在表格中x行y
列的交叉点； • 例如，明文为：we are discovered save yourself,若取单密钥为v，
则加密时从密钥v开始，对应每个明文字母顺序向下取密钥，结果 如下：
• L>1 多码代换（分组密码）
将明文分成固定长度的组，如64bit一组，用同一密钥 和算法对每一组加密，输出也是固定长度的密文。
第二章信息加密技术
• 根据加密过程中使用代换表数目的多少
• 单表代换：对所有明文字母都用一种固定代换
•
进行加密
• 多表代换：用一个以上的代换表进行加密
• 多字母代换
第二章信息加密技术
•攻击者
在对称密码系统中，密钥的管理扮演着非常重要的角色。