现代密码学教程

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现代密码学PPT课件

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因此要了解信息安全,首先应该知道信息安全面临 哪些威胁。
信息安全所面临的威胁来自很多方面,并且随着时 间的变化而变化。这些威胁可以宏观地分为人为威 胁和自然威胁。
自然威胁可能来自于各种自然灾害、恶劣的场地环 境、电磁辐射和电磁干扰、网络设备自然老化等。 这些事件有时会直接威胁信息的安全,影响信息的 存储媒质。
3. 完整性业务
和保密业务一样,完整性业务也能应用于消息流、 单个消息或一个消息的某一选定域。用于消息流的 完整性业务目的在于保证所接收的消息未经复制、 插入、篡改、重排或重放,即保证接收的消息和所 发出的消息完全一样;这种服务还能对已毁坏的数 据进行恢复,所以这种业务主要是针对对消息流的 篡改和业务拒绝的。应用于单个消息或一个消息某 一选定域的完整性业务仅用来防止对消息的篡改。
2. 认证业务
用于保证通信的真实性。在单向通信的情况下,认 证业务的功能是使接收者相信消息确实是由它自己 所声称的那个信源发出的。在双向通信的情况下, 例如计算机终端和主机的连接,在连接开始时,认 证服务则使通信双方都相信对方是真实的(即的确 是它所声称的实体);其次,认证业务还保证通信 双方的通信连接不能被第三方介入,以假冒其中的 一方而进行非授权的传输或接收。
恶意软件指病毒、蠕虫等恶意程序,可分为两类, 如图1.2所示,一类需要主程序,另一类不需要。前 者是某个程序中的一段,不能独立于实际的应用程 序或系统程序;后者是能被操作系统调度和运行的 独立程序。来自图1.2 恶意程序分类
对恶意软件也可根据其能否自我复制来进行分类。 不能自我复制的一般是程序段,这种程序段在主程 序被调用执行时就可激活。能够自我复制的或者是 程序段(病毒)或者是独立的程序(蠕虫、细菌 等),当这种程序段或独立的程序被执行时,可能 复制一个或多个自己的副本,以后这些副本可在这 一系统或其他系统中被激活。以上仅是大致分类, 因为逻辑炸弹或特洛伊木马可能是病毒或蠕虫的一 部分。

现代密码学精讲PPT课件

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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
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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

现代密码学课程ppt(完整版)

现代密码学课程ppt(完整版)

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数字签名的基本概念
手写签名与数字签名的区别 手写签名是一种传统的确认方式,如写信、 手写签名是一种传统的确认方式,如写信、签订 协议、支付确认、批复文件等. 协议、支付确认、批复文件等
手写签名是所签文件的物理组成部分;数字签名必须与所签文件捆绑 在一起。 手写签名通过与标准签名比较或检查笔迹来验证,伪造签名比较容易; 数字签名是通过公开的验证算法来验证。好的数字签名算法应该伪造 签名十分困难。 手写签名不易复制;数字签名是一个二进制信息,十分容易复制,所 以必须防止数字签名重复使用。
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一般数字签名算法一般数字签名算法-DSA
参数 p:满足2L-1<p<2L 的大素数,其中512≤L≤1024且 L是64的倍数. q:p-1的素因子,满足2159<q<2160 ,即q长为160 比特. g:g≡h(p-1)/q mod p,其中h是满足1<h<p-1且使 得h(p-1)/q mod p>1的任一整数. 用户秘密钥x(0<x<q的随机数或伪随机数); 用户的公开钥y:y≡gx mod p.
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一般数字签名算法
基于离散对数问题的数字签名体制是数字签 基于离散对数问题 名体制中最为常用的一类,其中包括 ElGamal签名体制、DSA签名体制、Okamoto 签名体制等.
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一般数字签名算法
离散对数签名体制 1) 参数和密钥生成 p:大素数;q:p-1或p-1的大素因子; g:g∈RZ*p,且gq≡1(mod p), g∈R Z*p表示g是从Z*p中随机选取的, Z*p=Zp-{0}; x:用户A的秘密钥,1<x<q; y:用户A的公开钥,y≡gx(mod p).
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精品课件-现代密码学(杨晓元)第1章

精品课件-现代密码学(杨晓元)第1章
图灵机分为确定型和非确定型两种,确定型是指图灵机的每 一步的操作结果是唯一确定的;非确定型则指图灵机的每一步的 操作结果及下一步操作都有多种选择,不是唯一确定的。
【例1-4】 确定型单带图灵机(DTM)。 它由有限状态控制器、读写头和一条磁带组成,这条磁带由 标记为…,-3,-2,-1,0,1,2,3,…的带方 格的双向无穷序列组成,如图1-3所示。
现实中的大多数问题,特别是优化问题,都能与判定问题建 立紧密联系。如巡回售货员问题,本来是一个优化问题,但它也 可以描述为判定问题的形式:给定城市集合C={C1,C2,…,Cn},C 中每两个城市之间的距离为d(Ci,Cj),界限B∈Z+,问是否存在一 条路线经过C中所有城市,且全长不超过B,即是否存在城市的一 种排列〈Cπ(1),Cπ(2),…,Cπ(n)〉, 使得
时间复杂性函数与问题的编码方案和决定着算法执行时间的 计算模型有关。不同的算法具有不同的时间复杂性,根据时间复 杂性可以将算法分为多项式时间算法(polynomial time algorithm) 和指数时间算法(exponential time algorithm)。
第1章 计算复杂性理论
我们用符号“O”来表示函数的数量级。对于函数f(x),如
第1章 计算复杂性理论
解决某个问题的算法必须在某种计算模型下实现,一种最 基本的计算模型是图灵机(Turing Machine)。图灵机是Alan Turing在1936年提出的一种假想的计算模型,它是一个具有无 限读写能力的有限状态机,并且可以做无限步并行操作,是离 散自动机的最一般形式。在理论上,图灵机被公认为现代计算 机的原型,这台机器只保留一些最简单的指令,一个复杂的工 作可以分解为这几个最简单的指令来实现。图灵机可以读入一 系列的0和1,这些数字代表了解决某一问题所需要的步骤,按 这个步骤做下去,就可以解决某一特定的问题。图1-2给出了图 灵机的一般结构,其中的辅助存储器是一个具有无限容量的随 机存储器。

完整word版现代密码学课后答案第二版

完整word版现代密码学课后答案第二版

现代密码学教程第二版谷利泽郑世慧杨义先欢迎私信指正,共同奉献第一章1.判断题2.选择题3.填空题1.信息安全的主要目标是指机密性、完整性、可用性、认证性和不可否认性。

2.经典的信息安全三要素--机密性,完整性和可用性,是信息安全的核心原则。

3.根据对信息流造成的影响,可以把攻击分为5类中断、截取、篡改、伪造和重放,进一步可概括为两类主动攻击和被动攻击。

4.1949年,香农发表《保密系统的通信理论》,为密码系统建立了理论基础,从此密码学成为了一门学科。

5.密码学的发展大致经历了两个阶段:传统密码学和现代密码学。

6.1976年,W.Diffie和M.Hellman在《密码学的新方向》一文中提出了公开密钥密码的思想,从而开创了现代密码学的新领域。

7.密码学的发展过程中,两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的《保密系统的通信理论》和 1978年,Rivest,Shamir和Adleman 提出RSA公钥密码体制。

8.密码法规是社会信息化密码管理的依据。

第二章1.判断题答案×√×√√√√××2.选择题答案:DCAAC ADA 3.填空题1.密码学是研究信息寄信息系统安全的科学,密码学又分为密码编码学和密码分析学。

2.8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法5部分组成的。

3.9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案,从使用密钥策略上,可分为对称和非对称。

4.10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制,它包括分组密码和序列密码。

第三章5.判断6.选择题填空题7.a)在1949年香农发表《保密系统的通信理论》之前,密码学算法主要通过字符间的简单置换和代换实现,一般认为密码体制属于传统密码学范畴。

b)传统密码体制主要有两种,分别是指置换密码和代换密码。

c)置换密码又叫换位密码,最常见的置换密码有列置换和周期转置换密码。

d)代换是传统密码体制中最基本的处理技巧,按照一个明文字母是否总是被一个固定的字母代替进行划分,代换密码主要分为两类:单表代换密码和多表代换密码。

【学习课件】第01讲概述现代密码学教学

【学习课件】第01讲概述现代密码学教学

2021/7/13
2020112337二密码分析学加密算法安全的条件?无条件安全算法产生的密文不能唯一决定相相应明文只有一次一密的加密算法才是无条件安全?计算机安全破译密文的代价超过被加密信息的价值破译密文的时间超过信息的有用期2020112338三密码体制1密码体制的描述一个密码体制cryptosystem由四部分组成
2021/7/13
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密码:是通信各方按约定的规则,为隐蔽消 息原形而生成的一组具有随机特性的特定符 号。
明文:被隐蔽的消息称作明文,通常用m 表示。
密文:隐蔽后的消息称作密文或密报,通 常用c表示。
2021/7/13
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加密:将明文变换成密文的过程称作加密, 该过程表示为: cEk(m)。
解密:由密文恢复出明文的过程称作解密, 该过程表示为: mDk(c)
密电内容:德国将开始“无限制潜艇政策”,为了 阻止美国因此参战,德国建议墨西哥入侵美国,并 承诺帮助墨西哥从美国手中夺回得克萨斯、新墨西 哥和亚利桑那三州,德国将提供军事和资金援助。
1月25日电文内容转报美国总统
4月6日美国正式参战
1918年11月11日,第一次世界大战结束。
直接后果:美国参战,缩短了一战进程。
式颁布实施DES(数据加密标 准), 掀起了分组密码研究的高 潮。推动了分组密码的发展。
2021/7/13
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3、《密码学的新方向》 1976年,Diffle和Hellman 发表了这篇文章,导致了 密码学上的一场革命,开 创了公钥密码研究的新纪 元。这篇文章的发表和 DES的颁布标志着现代密 码学的诞生,从此揭开了 商用密码研究的序幕。
2021/7/13
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1Байду номын сангаас2、密码学基本概念

现代密码学(第一章)

现代密码学(第一章)

双钥密码体制
一对密钥可供多用户向一用户 单向使用。 有消息认证功能。
n个用户之间的保密通信,一共 n个用户之间的保密通信,一共 需要n(n-1)/2对密钥。 需要n对密钥。
加解密算法简洁快速。 通信伙伴之间需要协商密钥。
2017/3/20
加解密算法相对较慢。 通信伙伴之间不用协商密钥。
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三、古典密码
2017/3/20 23
一、信息安全的基本概念
(简单介绍)为了抵抗诸如此类的攻击,以便适用于 多次一密,加解密算法应该满足: (1)具有良好的“混淆性”(confusion)和“扩散 性”(diffusion); (2)具有良好的“非线性性”(non-linearity); (3)具有良好的“差分均匀性”(difference balance)。 (4)密钥的可能变化范围(密钥量)应该大到不可能 穷举搜索密钥(brute force search)。
2017/3/20 14
一、信息安全的基本概念
如果加解密密钥(z,k)在多次加密/解密过 程中反复地重复使用,则加解密方式称为多 次一密的。 现有的实用加解密方式都是多次一密的。 多次一密的加解密方式极大地省却了通信伙伴 的工作量。 但同时,多次一密的加解密方式使得攻击者增 加了几种新的攻击手段。其中包括:已知明 文攻击。
2017/3/20 20
一、信息安全的基本概念
可以看出,以上两个例子所用的加解密算法都 不能抵抗已知明文攻击,因此不能用作多次 一密的加解密方式。
2017/3/20
21
一、信息安全的基本概念
注解三:已知明文攻击的一些弱化形式 设攻击者Eve知道了以往的一个密文c以及c所对 应的明文m 。 Eve又截获了一个新的密文c’, Eve试图猜测出 c’所对应的明文m’。 如果加解密算法设计得“不好”,则密钥对明 文的覆盖就可能出现漏洞。此时由{m ,c, c’} 猜测出c’所对应的明文m’就会变得容易得多。 可能出现以下的现象:

《现代密码学》理论课程教学

《现代密码学》理论课程教学

《现代密码学基础》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标《现代密码学》是网络工程专业网络安全的基础课程。

通过本课程的学习,使得学生对密码学领域的基本概念、基本理论和基本应用有全面的理解,作为进一步学习网络安全专业知识的基础、作为网络安全理论研究和相关应用开发的准备知识。

理解密码体制概念和密码学发展沿革;理解公钥密码体制的设计思想;掌握常用的密码体制的设计机制,包括DES;掌握对称密码体制的设计和分析特点;掌握非对称密码体制的设计和分析特点;掌握认证体系相关知识,包括数字签名、身份认证和消息认证等;了解密码技术应用技术,包括数字现金等。

增强学生的信息安全、网络安全意识,增强防范的能力,为以后学习和掌握网络工程网络安全方向课打下坚实的基础。

三、教学学时分配《现代密码学基础》课程理论教学学时分配表《现代密码学基础》课程实验内容设置与教学要求一览表四、教学内容和教学要求第一章密码学概述及古典密码学(2学时)(一)教学要求通过本章内容的学习,了解信息安全面临的威胁,了解信息安全的模型,了解密码学基本概念,掌握几种古典密码,其中包括单表代换密码和多表代换密码。

(二)教学重点与难点1.教学重点:密码学基本概念、单表代换密码和多表代换密码。

2. 教学难点:单表代换密码和多表代换密码算法。

(三)教学内容第一节信息安全的威胁与模型1. 信息安全面临的威胁;2.信息安全的模型。

第二节古典密码算法1.密码学基本概念;2. 单表代换密码和多表代换密码。

本章习题要点:练习单表代换密码和多表代换密码。

第二章流密码(2学时)(一)教学要求1.了解流密码的基本概念;2.掌握序列的伪随机性;3.掌握序列密码的破译。

(二)教学重点与难点1.教学重点:序列的伪随机性、序列密码的破译。

2. 教学难点:序列的伪随机性。

(三)教学内容第一节流密码1.流密码的基本概念;2.序列的伪随机性。

第二节序列密码1.序列密码的破译。

本章习题要点:练习序列的伪随机性。

安全第2讲——现代密码学入门

安全第2讲——现代密码学入门

安全第2讲——现代密码学入门上一讲介绍了凯撒加密、单字母替换加密、Vigenere加密三种古典加密方法,在计算机辅助下进行攻击,它们几乎都不堪一击。

但实际上,对程序员们来说,这三种加密方法、或者从它们衍生出的加密方法,依然是经常使用的方法,只不过它们不被用于商用系统,也不被用于对自身机密信息的保护。

我们自己编写一些好玩的小程序,想进行简单鉴权,我们还是会优先想到凯撒加密等算法。

对商用系统,或者对个人机密信息保护的系统,则要求使用现代加密算法。

下面介绍一些现代密码学的入门知识。

1、算法的表示加密方案涉及到三种算法,分别是:(1)密钥产生算法Gen;(2)加密算法Enc;(3)解密算法Dec;2、取值空间的表示取值空间常用手写体的大写字母表示,分别为:(1)明文空间M;(2)密文空间C;(3)密钥空间K;3、具体取值的表示具体取值有三种,用小写字母表示,分别为:(1)明文m;(2)密文c;(3)密钥k;4、随机值的表示随机值也有三种,常用打印体的大写字母表示,分别为:(1)明文随机值M;(2)密文随机值C;(3)密钥随机值K;5、出现概率的表示出现概率有三种,分别为:(1)Pr[K=k]表示密钥k的出现概率,即Gen算法生成k的概率;(2)Pr[M=m]表示明文m的出现概率;(3)Pr[C=c]表示密文c的出现概率;6、算法的使用(1)k:=Gen(),k∈K解释:通过执行Gen算法,我们可以得到密钥k,得到的密钥属于密钥空间K。

(2)对于k∈K、m∈M,则c:=Enc(k, m),c∈C解释:通过执行Enc算法,输入密钥k和原文m,可以得到密文c,得到的密文属于密文空间C。

有的的Enc算法,对于给定的密钥k和原文m,生成固定的密文c;但也有Enc算法,对于给定的密钥k和原文m,每次执行生成的密文c不同。

(3)对于k∈K、m∈M,则m:=Dec(k, Enc(k, m))解释:对于通过Enc,传入参数密钥k和原文m,得到的密文c;我们可以使用Dec,传入参数密钥k和密文c,可以得到原文m。

现代密码学第1讲课件.

现代密码学第1讲课件.

2017/10/10
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Internet上的对抗与威胁





系统穿透(System penetration) 违反授权原则(Autherization violation) 植入(Planting) 通信监视(Communicutions monitoring) 通信窜扰(Communications tampering) 中断(Interruption) 拒绝服务(Denial of service) 否认(Repudiation) 病毒
2017/10/10
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实例
蠕虫事件
1988年12月2日Robert T. Morris向Internet注入Internet蠕 虫,侵犯了Internet中的数千台主机。
违反授权原则
一个授权进入系统做某件事的用户, 他在系统中进行未经授权的其它事情。
攻击者可以通过猜测口令接入一个非特许用户账号, 进而可揭示系统的薄弱环节,取得特许接入系统权, 从而严重危及系统的安全。
2017/10/1012来自植入一般在系统穿透或违反授权攻击成功后,入 侵者常要在系统中植入一种能力,为以后攻击提 供方便条件。
2017/10/10
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信息社会的发展与挑战

信息过量,难以消化;
信息真假,难以辨识;信息形式不一致,难以 统一处理;
数据生产、传输能力远大于数据分析能力;人们被数据 淹没,却饥饿于知识;

信息安全,难以保证。
2017/10/10
7
Internet上的对抗与威胁
信息空间(Cyberspace)中的侦察与反侦察、 截获和反截获、破译和反破译、破坏和反破坏的斗 争愈演愈烈。军事上的电子对抗在1991年初的海 湾战争中发展成为空前的规模电子战,商业上的情 报战也随着Internet和Intranet的发展而步入了新的 阶段。

现代密码学教程复习总结

现代密码学教程复习总结

现代密码学教程复习总结第一章1.攻击形式被动攻击(察而不扰)主动攻击(操作数据)2.信息安全目标特征机密性(读不懂)完整性(不可改)认证性(来源和信息可信)可用性(信息随时可用)不可否认性3.在生活中应用4、密码体制包括明文M 密文C 密钥K 加密算法E 解密算法D5.密码分析基本假设:加解密算法安全性只取决于密钥安全性。

6对称密码体制优: 效率高密钥短加密后长度不变缺:需要安全通道分发密钥量大,难于管理难以解决不可否认问题7.非对称密码体制优:密钥分发容易密钥管理简单可以有效解决数字签名问题(产生签名用私钥,验证签名用公钥)缺:效率低密钥位数多密文长度大于明文长度8.安全性无条件安全(一次一幂)有条件安全(计算安全,实际安全,可证明安全)9.原则:高效算法公开除穷举外无密钥空间足够大10.攻击类型:唯密文攻击(最难)已知明文攻击选择明文攻击选择密文攻击选择文本攻击第二章传统密码体制1.置换密码(计算题)。

2.代换密码(密钥空间)单表代换(基于密钥,仿射密码)多表代换(playFail密码维吉尼亚密码希尔密码)3.密码轮转机4.单表代换(唯密文攻击) 多表代换(已知明文攻击)5.统计分析方法:字符出现频率,e最高6.明文—密文对分析法:重合指数法IC第四章分组密码1.分组密码与维吉尼亚密码的区别:密文块的任意位与明文块的所有位相关2.分组长度为n,密钥空间为2^n!(理想分组密码)3.原理:扩散和混乱4.乘积密码P865.SP网络(代换置换网络):S代换(扩散非线性函数)和P置换(混乱线性函数)多次迭代雪崩效应6.分组密码的设计准则:分组长度密钥长度轮函数F 迭代轮数子密钥生成方法7.数据加密标准DES:分组长度:64位密钥长度:初始密钥长度64位(56位有效密钥,8的倍数为奇偶校验位)对称算法:dk=ek先代换后置换 16轮S盒查表P968.三重DES产生需求:增加密钥量4种模式:DES-EEE3 DES-EDE3 DES-EEE2 DES-EDE2优点9.AES算法:分组长度:128位密钥长度:128 192 256密钥扩展成11个,每个有4个字迭代轮数:10轮轮函数:字节代换行移位列混淆轮密钥加10.典型分组密码IDEA算法RC6算法Skipjack算法Camella算法11.分组密码的工作模式(给出图识别)电子密码本模式(ECB)密码分组链接(CBC)密码反馈(CFB)输出反馈(OFB)计数器(CTR)第五章序列密码1.分组密码与序列密码区别分组密码分块无记忆,序列密码有状态记忆(密钥+明文+当前状态)2.密钥序列产生器(KG)3.同步序列密码自同步序列密码4.序列密码原理:组合部分对驱动部分输出进行非线性组合5.线性反馈移位寄存器抽头序列特征多项式m序列本原多项式6.伪随机性测试:单个位测试扑克牌测试游程测试7.m序列的破译:已知明文攻击8.组合部分:非线性序列(非线性组合函数F)Geffe发生器J-K触发器pless生成器钟控序列生成器门限发生器9.典型的序列密码算法:RC4算法A5算法SEAL算法SNOW2.0算法WAKE算法PKZIP算法第六章Hash函数和消息认证1.哈希函数:任意长度输入,固定长度输出,不可逆单向2.性质:任意长度输入固定长度输出m—>h(m)容易单向性h(m)—>m不可行抗弱碰撞性抗强碰撞性随机性(雪崩效应)3.Hash 函数的应用4.Hash 算法:基于加密体制实现直接构造5.MD5算法:输入输出附加填充位初始化链接变量分组处理步函数输入长度分组长度输出长度轮数寄存器数MD5:SHA1:SHA256:SHA512(SHA384):3.消息认证码(MAC)概念4.MAC函数与加密算法的本质区别5.基于DES的消息认证码6.基于Hash的消息认证码7.Hash函数的攻击:生日悖论(中途相遇攻击)第七章公钥密码体制1.对称密码体制的局限性2.陷门单向函数3.公钥密码体制分类:RSA、ELGamal、椭圆曲线4.RSA公钥密码:密钥对生成、加解密算法、正确性证明5.RSA攻击方法:针对参数选择的攻击(共模攻击、低指数攻击、(p-1)和(q-1)的大素因子)6.ELGamal公钥密码:密钥对生成、加解密算法、正确性证明7.椭圆曲线ECC公钥密码:密钥对生成、加解密算法、正确性证明8.ECC的优势特点9.MH背包公钥密码10.超递增序列第八章数字签名技术1.数字签名特点(与手写签名不同)2.什么是数字签名?3.数字签名原理4.基于RSA的数字签名方案5.基于离散对数的签名方案(ElGamal、Schnorr、DSA)6.基于椭圆曲线的签名方案7.特殊数字签名场合,要求:代理签名、盲签名、多重数字签名、群签名、不可否认签名第九章密码协议1.密码协议含义、目的2.零知识证明场景、功能3.比特承诺4.不经意传送协议场景、功能:公平掷币协议、5.安全多方计算协议6.电子商务中密码协议电子货币电子现金系统7.电子投票8.电子拍卖第十章密钥管理1.密钥管理的层次结构2.密钥生命周期3.公开密钥分发4.秘密密钥分发5.密钥协商技术Diffie-Hellman密钥交换协议中间人攻击6.密钥托管技术基本组成7.秘密共享技术(t,n)门限方案Shamir门限方案(计算)。

现代密码学教程 第三版

现代密码学教程 第三版

现代密码学教程第三版
现代密码学教程(第三版)主要涵盖了现代密码学的基本概念、原理和应用。

以下是其主要内容:
1. 密码学概述:介绍密码学的发展历程、基本概念和原理,以及在现代信息技术中的作用和重要性。

2. 加密算法:详细介绍各种现代加密算法,如对称加密算法(如AES)、非对称加密算法(如RSA),以及混合加密算法等。

3. 数字签名与身份认证:介绍数字签名的原理、算法和应用,以及身份认证的常用技术,如基于密码的身份认证、基于生物特征的身份认证等。

4. 密码协议:介绍各种密码协议,如密钥协商协议、身份认证协议、安全协议等。

5. 密码分析:介绍密码攻击的类型和防御措施,如侧信道攻击、代数攻击等,以及密码分析的常用方法和技术。

6. 网络安全:介绍网络安全的基本概念、原理和技术,如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网等。

7. 实践与应用:通过实际案例和实践项目,让读者更好地理解和应用现代密码学的原理和技术。

第三版相对于前两版,在内容上更加深入、全面,同时也增加了一些新的技术和应用,以适应现代信息技术的发展和变化。

对于对密码学感兴趣的学生和专业人士来说,是一本非常值得阅读的教材。

现代密码学清华大学出版社课堂课件ppt课件

现代密码学清华大学出版社课堂课件ppt课件

•单击此处编辑母版标题样式 无条件安全 • 如果算法产生的密文不能给出唯一决定相应明 文的足够信息,无论截获多少密文,花费多少时 间都不能解密密文。 • 单击此处编辑母版副标题样式 • Shannon指出,仅当密钥至少和明文一样长时 达到无条件安全(即一次一密) • 计算安全 – 破译密文的代价超过被加密信息的价值 – 破译密文所花时间超过信息的有效期
1.1 信息的安全威胁
因特网的开放性和共享性,给人们提供了方便 也带来了危险。
图1.1 攻击类型分类
单击此处编辑母版标题样式
• 单击此处编辑母版副标题样式
图1.2 恶意程序分类
安全业务
安全业务指安全防护措施,有以下5种。 1. 保密业务 2. 认证业务 3. 完整性业务 4. 不可否认业务 5. 访问控制
• 2.1 流密码的基本概念 单击此处编辑母版标题样式 • 流密码 关键密钥流产生器 • •同步流密码 单击此处编辑母版副标题样式 • 自同步流密码 • 有限状态自动机 • 密钥流序列具有如下性质: 极大的周期、良好的统计特性、抗线性分析、抗 统计分析。 • 密钥流产生器:驱动部分和非线性组合部分
应用中对于分组码的要求 单击此处编辑母版标题样式
• 安全性
• 运行速度 • 单击此处编辑母版副标题样式 • 存储量(程序的长度、数据分组长度、高速缓存大 小) • 实现平台(硬、软件、芯片)
• 运行模式
称明文分组到密文分组的可逆变换为代换 单击此处编辑母版标题样式
• 设计的算法应满足下述要求: • 分组长度n要足够大,使分组代换字母表中的元素 • 单击此处编辑母版副标题样式 个数2n足够大,防止明文穷举攻击法奏效。 • 密钥量要足够大(即置换子集中的元素足够多), 尽可能消除弱密钥并使所有密钥同等地好,以防 止密钥穷举攻击奏效。 • 由密钥确定置换的算法要足够复杂: 充分实现明文与密钥的扩散和混淆,没有简单的 关系可循,要能抗击各种已知的攻击。

现代密码学(清华大学出版社)课堂课件

现代密码学(清华大学出版社)课堂课件
密钥流生成器可分解为驱动子系统和非线性组 合子系统。
驱动子系统常用一个或多个线性反馈移位寄存 器来实现,
非线性组合子系统用非线性组合函数F来实现。
第3章 分组密码体制
3.1 分组密码概述 3.2 数据加密标准 3.3 差分密码分析与线性密码分析 3.4 分组密码的运行模式 3.5 IDEA 3.6 AES算法——Rijndael 习题
• •
2流单.1密击流码此密处码编的基辑本母概版念标题样式
关键密钥流产生器
• •同单步击流此密处码编辑母版副标题样式 • 自同步流密码
• 有限状态自动机
• 密钥流序列具有如下性质:
极大的周期、良好的统计特性、抗线性分析、抗 统计分析。
• 密钥流产生器:驱动部分和非线性组合部分
图2.7 常见的两种密钥流产生器
•单无击条此件处安编全辑母版标题样式
• 如果算法产生的密文不能给出唯一决定相应明 文的足够信息,无论截获多少密文,花费多少时
• 单间击都此不处能编解辑密母密版文副。标题样式 • Shannon指出,仅当密钥至少和明文一样长时
达到无条件安全(即一次一密)
• 计算安全
– 破译密文的代价超过被加密信息的价值
(data encryption standard, DES)
应单用击中此对处于编分辑组母码版的标要题求样式
• 安全性
•• 单运击行此速处度编辑母版副标题样式 • 存储量(程序的长度、数据分组长度、高速缓存大
小)
• 实现平台(硬、软件、芯片)
• 运行模式
称单明击文此分处组编到辑密母文版分标组题的样可式逆变换为代换
• 设计的算法应满足下述要求:
• 分组长度n要足够大,使分组代换字母表中的元素 • 单个击数此2n处足编够辑大母,版防副止标明题文样穷式举攻击法奏效。

现代密码学PPT课件

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1.3 密码学基本概念
1.3.1 保密通信系统
通信双方采用保密通信系统可以隐蔽和保护需要发 送的消息,使未授权者不能提取信息。发送方将要 发送的消息称为明文,明文被变换成看似无意义的 随机消息,称为密文,这种变换过程称为加密;其 逆过程,即由密文恢复出原明文的过程称为解密。 对明文进行加密操作的人员称为加密员或密码员。 密码员对明文进行加密时所采用的一组规则称为加 密算法。
② 系统的保密性不依赖于对加密体制或算法的保密, 而依赖于密钥。这是著名的Kerckhoff原则。
③ 加密和解密算法适用于所有密钥空间中的元素。
④ 系统便于实现和使用。
1.3.2 密码体制分类
密码体制从原理上可分为两大类,即单钥体制和双 钥体制。
1.1.3 安全业务
安全业务指安全防护措施,有以下5种。 1. 保密业务
保护数据以防被动攻击。保护方式可根据保护范围 的大小分为若干级,其中最高级保护可在一定时间 范围内保护两个用户之间传输的所有数据,低级保 护包括对单个消息的保护或对一个消息中某个特定 域的保护。保密业务还包括对业务流实施的保密, 防止敌手进行业务流分析以获得通信的信源、信宿、 次数、消息长度和其他信息。
20世纪90年代,因特网爆炸性的发展把人类带进了 一个新的生存空间。因特网具有高度分布、边界模 糊、层次欠清、动态演化,而用户又在其中扮演主 角的特点,如何处理好这一复杂而又巨大的系统的 安全,成为信息安全的主要问题。由于因特网的全 球性、开放性、无缝连通性、共享性、动态性发展, 使得任何人都可以自由地接入,其中有善者,也有 恶者。恶者会采用各种攻击手段进行破坏活动。信 息安全面临的攻击可能会来自独立的犯罪者、有组 织的犯罪集团和国家情报机构。对信息的攻击具有 以下新特点: 无边界性、突发性、蔓延性和隐蔽性。
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()
(7) 差分分析是一种攻击迭代密码体制的选择明文攻击方法,所以,对于 和 都有一
定的攻击效果。
()
(8) 线性分析实际上是一种已知明文攻击方法。
()
(9) 通过 类似, 也存在弱密钥,但其弱密钥数量少于 的弱密钥数。 ( )
(10) 算法是可逆的,即可以用相同的算法进行加密和解密。
()
(11) 因为 密码算法采用 结构,所以具有加解密相似的特征。 ( )
,并且


,求 。
(8) 请给出一个 完全类问题的例子。
第四章 分组密码
1.
(1)
判在分断组题密码中,分组或密钥越长意味着安全性越高,因此,在实际应用中应选用分组和
密钥都长的分组密钥算法。
()
(2) 分组密码一般采用简单的、安全性弱的加密算法进行多轮迭代运算,使得安全性增强。
一般来说,分组密码迭代轮数越多,密码分析越可困难。
计算机网络的普及和发展。
()
(5) 年后,美国数据加密标准( )的公布使密码学的研究公开,从而开创了现
代密码学的新纪元,是密码学发展史上的一次质的飞跃。
()
(6) 现代密码系统的安全性不应取决于不易改变的算法,而应取决于可随机改变的密钥。
()
(7) 能经受住选择明文攻击的密码体制就能经受住已知明文攻击。 ( )
第五章 序列密码
1(. 1)判断序题列密码(又称流密码)是属于对称密码体制。
()
(2) 序列密码的加解密钥是由种子密钥生成的,而种子密钥的长度是由需加密的明文长
度决定。
()
(3) 利用反馈移位寄存器来生成序列密码的密钥的过程中,反馈移位寄存器的初始值是
由种子密钥决定的。
()
(4) 密钥序列生成器使用非线性组合函数的目的是实现更长周期的密钥序列。( )
(3) 设 是一个域, 是 的一个子集,如果 关于 上的运算自身也构成一个域,则称
为的 ,为的 。
(4) 年,香农(
)在《
》上发表
题为 的论文从信息论的角度对保密通信问题作了全面的阐述,建立了保
密通信系统的数学理论,它对后来密码学的发展产生了巨大影响。
(5) 自然语言的字符之间不是毫无关联的,为了衡量自然语言信源符号间的依赖程度,
(5) 序列密码往往应用在信息传输的安全中,不适合文件保密存储的应用。 ( )
2(.1)选择题序列本身是适宜的伪随机序列产生器,但只有在( )下,破译者才不能破解这
(7) 设明文分组序列 产生的密文分组序列为 。假设一个密文分组 在传
输时出现了错误(即某些 变成了 ,或者相反)。不能正确解密的明文分组数目在应
用( )模式时为 。
.电子密码本模式和输出反馈模式
.电子密码本模式和密码分组链接模式
.密码反馈模式和密码分组链接模式
.密码分组链接模式和输出反馈模式
(8) 使用的密钥长度为( )位。
.仿射密码
.维吉利亚密码
.轮转密码
.希尔密码
3. 重合指数法对( )算法的破解最有效。
.置换密码
.单表代换密码
.多表代换密码
.序列密码
4. 维吉利亚()密码是古典密码体制比较有代表行的一种密码,其密码体制采用的是( )。
.置换密码
.单表代换密码
.多表代换密码
.序列密码
3(.1)填空在题 年香农发表《保密系统的通信理论》之前,密码学算法主要通过字符间
第二章 传统密码体制
1(. 1)判断古题典密码大多比较简单,一般可用于手工或机械方法实现其加密和解密过程,目前
破译比较容易,已很少采用,所以,了解或研究它们的设计原理是无意义的。( )
(2) 在置换密码算法中,密文所包含的字符集与明文的字符集是相同的。 ( )
(3) 转轮密码机在第二次世界大战中有广泛应用,也是密码发展史上的一个里程碑,而
(8) 在 年,美国国家标准与技术研究所( )正式公布高级加密标准 。
(9) 在高级加密标准 规范中,分组长度只能是 位,密钥的长度可以
是 位,密钥的长度可以是 位、 位、 位中的
任意一种。
(10) 与 有 许 多 相 同 之 处 , 也 有 一 些 不 同 之 处 , 请 指 出 两 处 不
同: , 。
2(.1)选择在题( )年,美国国家标准局( )把 的
方案确定数据加密
标准,即 。
.
..
.
(2) 密码学历史上第一个广泛应用于商用数据保密的密码算法是( )。
.
..
.
(3) 在 算法中,如果给定初始密钥 ,经子密钥产生器产生的各个子密钥都相同,
则称该密钥 为弱密钥, 算法弱密钥的个数为( )。
.
..
价超出了破译者的破译能力(如时间、空间、资金等资源),那么该密码系统的安全
性是( )。
.无条件安全
.计算安全
.可证明安全
.实际安全
(4) 根据密码分析者所掌握的分析资料的不同,密码分析一般可为 类:唯密文攻击、已
知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击,其中破译难度最大的是( )。
.唯密文攻击
.已知明文攻击
《现代密码学教程》习题(谷利泽)
第一章 密码学概论
1(. 1)判断密题码学在信息安全中起着举足轻重的作用,它可以解决信息安全中出现的所有问题。
()
(2) 密码学的发展大致经历了两个阶段:传统密码学和现代密码学。 ( )
(3) 传统密码系统均属于对称密码学范畴。
()
(4) 早期密码的研究基本上是秘密地进行的,而密码学的真正蓬勃发展和广泛应用源于
. .. .
(9) 是一个密钥长度为( )位分组加密算法。
. .. .
3(. 1)填空分题组密码主要采用
原则和
原则来抵抗攻击者对该密码体制的统
计分析。
(2) 在今天看来, 算法已经不再安全,其主要原因是

(3) 轮函数是分组密码结构的核心,评价轮函数设计质量的三个主要指标
是、和。
(4) 的轮函数 是由三个部分: 、 和 组成的。
.
(4) 差分分析是针对下面( )密码算法的分析方法。
.
..
.
(5) 结构由以下 个不同的模块组成,其中( )是非线性模块。
.字节代换 .行位移 .列混淆 . 轮密钥加
(6) 适合文件加密,而且有少量错误时不会造成同步失败,是软件加密的最好选择,这
种分组密码的操作模式是指( )。
.电子密码本模式 .密码分组链接模式 .密码反馈模式 . 输出反馈模式

(4) 设 中的两个元

,求
,并
找出 , 使

(5) (韩信点兵问题)有兵一队,若列成五行纵队,则末行一人;成六行纵队,则末行
五人;成七行纵队,则末行四人;成十一行纵队,则末行十人,求兵数。
(6) 设在 中, 为
,这里 , 分别为数的加法和乘法,
证明: 是半群。
(7) 设 密 文 空 间 共 含 有 个 信 息
本文引入 和 的概念。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(6) 一般而言,容易的算法的时间复杂度要求是 。
(7) 密码的强度是破译该密码所用的算法的计算复杂度决定的,而算法的计算复杂性由
它所需的 、 来衡量。
4(. 1)简答用题及 语言计编算写题欧几里德算法的程序。
(2) 用欧几里德算法计算

(3) 利用欧拉定义可简化大指数的幂运算,计算
.选择明文攻击
.选择密文攻击
3(.1)填空题 年, 和

一文中提出了公开密钥密码的思想,
从而开创了现代密码学的新领域。
(2) 密码学的发展过程中,两个质的飞跃分别指


(3) 密码学( )是研究信息及信息系统安全的科学,密码学又分为 学
和 学。
(4) 一个保密系统一般是 、 、 、 、 部分组成的。
(5) 密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案,从使用密码策略上,可分



(6) 对称密码体制又称为 密码体制,它包括 密码和 密
码。
4(. 1)简答信题息安全中常使用的攻击分别指什么?分别使用什么密码技术能抵御这些攻击? (2) 简述密码学和信息安全的关系? (3) 简述密码学发展史。 (4) 公钥密码体制与对称密码体制相比有哪些有点和不足? (5) 简述密码体制的原则。 (6) 简述保密系统的攻击方法。
.的任信何息两量个的事均件值之间的互信息量不可能大于其中任一事件的自信息量。
(6) 计算复杂性是密码分析技术中分析计算量和研究破译密码的固有难度的基础,算法
的.运行时间为难.解的是( ).。
.
3(. 1)填空模题运算是等价运算,这是因为模运算具有



性质。
(2) 设 是一个非 ,非 的整数,若 ,则 对模 的逆存在。
难度。
()
(3) 从理论上讲,穷举攻击可以破解任何密码系统,包括一次一密密码系统。 ( )
(4) 设计密码系统的目标就是使其达到理论保密性。
()
(5) 任何一个密码体制都可以通过迭代来提高其安全强度。
()
(6) 在问题的复杂度中, 类不大于 类。
()
2(.1)选择题模 的逆元是。( ) . . . .不存在
的 和 实现,一般认为这些密码体制属于传统密码学范畴。
(2) 传统密码体制主要有两种,分别是指 和 。
(3) 置换密码又叫 ,最常见的置换密码有 和 。
(4) 代换是传统密码体制中最基本的处理技巧,按照一个明文字母是否总是被一个固定
的字母代替进行划分,代换密码主要分为两类: 和

(5) 一个有 个转轮的转轮密码机是一个周期长度为 的多表代替密码机械装置。
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