第4章密码学应用(2)
应用密码学分组密码（2）-DES-课堂练习及参考答案
明文、密钥都是一个64位分组，要求：1、明文加密要求从读入明文到完成一轮加密，即要求先做IP置换，再做一轮加密，输出L1,R1为止。
2、产生轮子密钥求出k13、作业中的每一步，都要求有文字的描述说明。
明文：83 5B 6A 35 53 22 3A 67密钥：79 35 6C 90 05 61 35 55产生轮子密钥：经过密钥置换1得到：前28位得到C0为：前28位向左循环移一位得到C1为：后28位为D0：后28位向左循环移一位得到D1为：把C1D1级联在一起得:经过密钥置换2得到K1(第一轮轮子的密钥)：对明文分组的变换如下：IP置换：前32位得到L0:10010110 0101 1010 1000 1000 1001 1011后32位得到R0:0000 0001 1110 1100 0100 0110 1111 0111R0经过选为表E得到E(R0):E(R0)与K1异或得到：输入S1的六位为：110100，查S盒(2,10)，得输出为：9 输入S2的六位为：001000，查S盒(0, 4)，得输出为：6 输入S3的六位为：011000，查S盒(0,12)，得输出为：11 输入S4的六位为：011010，查S盒(0,13)，得输出为：12 输入S5的六位为：111101，查S盒(3,14)，得输出为：5 输入S6的六位为：000101，查S盒(1, 2)，得输出为：4 输入S7的六位为：000110，查S盒(0, 3)，得输出为：14 输入S8的六位为：111010，查S盒(2, 13)，得输出为：3经P置换後结果P如下：P与L0异或得到R1:1111 0010 1100 1100 1001 0101 1100 0100L1 = R0:0000 0001 1110 1100 0100 0110 1111 0111所以第一轮後加密的结果如下：0000 0001 1110 1100 0100 0110 1111 0111 1111 0010 1100 1100 1001 0101 1100 0100 即：01 EC 46 F7 F2 CC 95 C4。
人工智能网络安全防护与应急响应预案
人工智能网络安全防护与应急响应预案第1章网络安全防护概述 (4)1.1 网络安全防护的重要性 (4)1.2 人工智能在网络安全领域的应用 (4)第2章人工智能技术基础 (5)2.1 机器学习与深度学习 (5)2.1.1 机器学习概述 (5)2.1.2 深度学习概述 (5)2.1.3 主要算法 (5)2.2 数据挖掘与分析 (5)2.2.1 数据挖掘概述 (5)2.2.2 数据预处理 (5)2.2.3 数据挖掘方法 (6)2.3 计算机视觉与自然语言处理 (6)2.3.1 计算机视觉概述 (6)2.3.2 常见任务与方法 (6)2.3.3 自然语言处理概述 (6)2.3.4 常见任务与方法 (6)第3章网络安全威胁与攻击手段 (6)3.1 常见网络安全威胁 (6)3.1.1 恶意软件 (6)3.1.2 网络钓鱼 (6)3.1.3 社交工程 (7)3.1.4 DDoS攻击 (7)3.1.5 网络扫描与嗅探 (7)3.1.6 侧信道攻击 (7)3.2 常用攻击手段及特点 (7)3.2.1 口令攻击 (7)3.2.2 漏洞攻击 (7)3.2.3 中间人攻击 (7)3.2.4 SQL注入 (7)3.2.5 XML实体注入 (7)3.2.6 文件包含漏洞 (7)第4章人工智能在网络安全防护中的应用 (8)4.1 入侵检测系统 (8)4.1.1 人工智能在入侵检测系统中的作用 (8)4.1.2 基于人工智能的入侵检测技术 (8)4.2 防火墙技术 (8)4.2.1 人工智能在防火墙技术中的应用 (8)4.2.2 基于人工智能的防火墙技术 (8)4.3 恶意代码识别 (8)4.3.1 人工智能在恶意代码识别中的应用 (8)4.3.2 基于人工智能的恶意代码识别技术 (9)第5章安全防护策略与措施 (9)5.1 网络安全防护策略 (9)5.1.1 总体网络安全策略 (9)5.1.2 边界安全防护 (9)5.1.3 网络隔离与划分 (9)5.1.4 安全运维管理 (9)5.2 系统安全防护措施 (9)5.2.1 系统安全基线配置 (9)5.2.2 系统补丁管理 (10)5.2.3 系统权限管理 (10)5.2.4 安全审计与监控 (10)5.3 数据安全防护措施 (10)5.3.1 数据加密 (10)5.3.2 数据备份与恢复 (10)5.3.3 数据访问控制 (10)5.3.4 数据脱敏 (10)第6章应急响应预案编制与实施 (10)6.1 应急响应预案编制原则 (10)6.1.1 综合性原则 (10)6.1.2 分级分类原则 (11)6.1.3 动态调整原则 (11)6.1.4 实用性原则 (11)6.1.5 协同性原则 (11)6.2 应急响应预案主要内容 (11)6.2.1 预案目标 (11)6.2.2 组织架构 (11)6.2.3 预警机制 (11)6.2.4 应急响应流程 (11)6.2.5 应急资源保障 (11)6.2.6 培训与演练 (12)6.3 应急响应预案的实施与评估 (12)6.3.1 实施步骤 (12)6.3.2 评估与改进 (12)第7章安全事件监测与预警 (12)7.1 安全事件监测方法 (12)7.1.1 实时流量监测 (12)7.1.2 系统日志分析 (12)7.1.3 主机安全监测 (12)7.1.4 安全态势感知 (12)7.2 预警体系构建 (12)7.2.1 预警体系架构 (12)7.2.2 预警指标体系 (13)7.2.3 预警模型 (13)7.3 预警信息发布与处理 (13)7.3.1 预警信息发布 (13)7.3.2 预警信息处理 (13)7.3.3 预警信息反馈 (13)7.3.4 预警信息共享 (13)第8章安全事件应急响应流程 (13)8.1 安全事件分类与分级 (13)8.1.1 网络攻击事件 (13)8.1.2 系统故障事件 (14)8.1.3 信息泄露事件 (14)8.2 应急响应流程设计 (14)8.2.1 预警阶段 (14)8.2.2 应急处置阶段 (15)8.2.3 调查分析阶段 (15)8.2.4 恢复阶段 (15)8.2.5 总结阶段 (15)8.3 应急响应关键环节 (15)8.3.1 人员组织 (15)8.3.2 资源保障 (15)8.3.3 信息共享与沟通 (16)8.3.4 流程优化 (16)第9章人工智能在应急响应中的应用 (16)9.1 智能化应急响应系统 (16)9.1.1 概述 (16)9.1.2 智能化应急响应系统架构 (16)9.1.3 智能化应急响应技术 (16)9.2 自动化事件分析与处理 (16)9.2.1 自动化事件分析 (16)9.2.2 自动化事件处理 (17)9.2.3 模型优化与更新 (17)9.3 人工智能在安全事件预测与防范中的应用 (17)9.3.1 安全事件预测 (17)9.3.2 安全防范策略优化 (17)9.3.3 智能化安全防范系统 (17)9.3.4 应用案例 (17)第10章持续改进与优化 (17)10.1 安全防护效果评估 (17)10.1.1 定期进行安全防护效果评估 (17)10.1.2 评估方法与指标 (17)10.1.3 评估结果的应用 (17)10.2 应急响应预案的优化与调整 (18)10.2.1 完善应急响应预案 (18)10.2.2 预案演练与评估 (18)10.3 持续改进策略与措施 (18)10.3.1 建立持续改进机制 (18)10.3.2 制定持续改进计划 (18)10.3.3 技术创新与应用 (18)10.3.4 信息共享与合作 (18)10.3.5 培养专业人才 (18)第1章网络安全防护概述1.1 网络安全防护的重要性信息技术的飞速发展，网络已经深入到社会生产、日常生活和国家安全等各个领域。
密码学的基本原理和应用
密码学的基本原理和应用密码学（Cryptology）是研究如何保护信息的学科，它主要涉及到两个方面：加密（Encryption）和解密（Decryption）技术。
加密技术是将明文（Plaintext）转化为密文（Ciphertext），以便在传输时保护信息不被窃取或篡改；解密技术是将密文转化为明文，以便信息接收方能正常理解。
密码学已经成为当今信息时代的重要支撑之一，它的应用范围广泛，从普通的数据传输到电子商务、金融、军事等领域。
本文将介绍密码学的基本原理和应用。
一、密码学的基本原理密码学的基本原理是基于数学的算法来实现加密和解密。
1. 对称加密算法（Symmetric Cryptography）对称加密算法采用同一密钥对明文进行加密和密文进行解密，即接收方和发送方都拥有同样的密钥。
在对称加密算法中，最常见的是DES（Data Encryption Standard）算法。
DES算法是一种基于置换和代换的密码算法，它将64位明文分为两个32位的半块，然后进行16轮的加密和解密，使用密钥可以在加密和解密中完成。
2. 非对称加密算法（Asymmetric Cryptography）非对称加密算法采用两个密钥，一个是公钥（Public Key），一个是私钥（Private Key）。
公钥可以公开，任何人都可以得到，用于加密明文；而私钥是保密的，只有一个人能得到，用于解密密文。
当接收方收到密文时，只有他知道解密的私钥，才可以解密密文。
RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法是一种典型的非对称加密算法，它可以使用1024位或更长的密钥来保证安全性。
3. 哈希算法（Hash Algorithm）哈希算法是一种将任意长度的输入“压缩”为固定长度输出的算法，通常输出长度为128位、160位、256位等。
哈希算法能对任意长度的数据进行不可逆加密，其输出值称为哈希值（Hash Value）。
哈希算法在数字签名、消息鉴别码、密码验证等领域广泛应用，SHA（Secure Hash Algorithm）算法是其中一种。
密码学的数学基础及其应用
密码学的数学基础及其应用密码学是现代信息安全领域中的重要分支，它涵盖了加密、解密、数字签名、密钥管理等方面。
其基本目的是确保信息的安全性、可靠性和隐私性。
密钥是解密或解码所需的加密或编码过的文本，因此，密码学的基础是在数学和其他相关学科中找到可行的方法来创建和管理密钥。
一、密码学的数学基础密码学的数学基础主要包括大量的数学理论、算法和问题，这些是建立密码体系必不可少的基础。
其中，最基础也最重要的是数论、代数、离散数学和计算机科学。
1. 数论数论是密码学的基础。
在密码学中，一种常用的数论方法叫做模运算。
模运算是在某一范围内进行的算术运算，例如将100除以7得到的余数是2，即100 mod 7 = 2。
这个方法被用于创建密钥和密码。
2. 代数代数在密码学中的作用与数论一样重要。
这是因为密码的创建和破解过程中，有时需要用到代数方法。
例如，当使用基于公钥的密码体系时，常常需要使用解方程式的方法来计算密钥。
3. 离散数学离散数学是密码学的关键，特别是在数据结构、图论、组合数学等方面。
在密码学中，离散数学的一种应用是用于构建Diffie-Hellman密钥交换协议和ElGamal加密算法等。
4. 计算机科学计算机科学是密码学的另一个重要基础。
密码学中使用的大多数算法都需要计算机的支持。
因此，对于密码学的学习者，必须了解计算机科学的基础知识，例如数据结构、算法、计算机体系结构和操作系统等。
二、密码学的应用密码学的应用涵盖了众多领域。
在计算机网络安全领域，有四种常见的密码学应用。
1. 对称加密技术对称加密技术是一种常见的密码技术，使用相同的密钥加密和解密数据。
这种技术能够快速加密和解密数据，但有一个问题是，不安全地传输密钥会导致密钥泄漏的风险。
2. 公钥加密技术公钥加密技术也被称为非对称加密技术。
它使用两个密钥，一个用于加密数据，另一个用于解密数据，因此只有拥有私钥的人才能读取数据。
这种技术缺点是速度慢，因为加密和解密都需要昂贵的数学计算。
密码学在生活中的应用举例
密码学在生活中的应用举例
1. 在网上银行和电子商务中，密码学用于保护用户的账号和交易信息，确保安全的在线支付和电子交易。
2. 通过密码学技术，保护用户的电子邮件和通信内容的隐私，防止被未经授权的第三方拦截和读取。
3. 使用密码学技术在移动设备上实现应用程序和数据的加密，确保用户的个人信息和敏感数据不被未经授权的人访问。
4. 在数字版权保护中，密码学可以用来进行数字内容的加密和数字签名，确保音乐、电影和软件等数字作品的版权不被盗版和非法复制。
5. 在无线通信中，密码学用于保护无线网络的安全，例如使用Wi-Fi网络时，通过WPA2加密保护无线网络通信，并防止黑客入侵和非法访问。
6. 在网络安全中，密码学被用于创建和管理安全的网络连接和虚拟专用网络（VPN），以保护企业机密信息和远程访问。
7. 在物联网（IoT）设备和智能家居中，密码学可以用于加密和认证连接设备，确保设备之间的通信和数据传输的安全性。
8. 在政府和军事领域，密码学被广泛应用于保护国家安全和敏感信息，例如保护军事通信和情报传输的机密性。
9. 在医疗保健领域，密码学可以用于保护电子病历和患者健康信息的隐私，确保医疗数据的安全和完整性。
10. 在密码学货币（cryptocurrency）中，密码学技术被用于保护数字货币的交易和用户身份认证，确保数字资产的安全和匿名性。
密码学的基础知识与应用
密码学的基础知识与应用密码学是一门研究如何保护信息安全的学科，是信息安全领域中重要的一环。
本文将从密码学的基础知识和应用两个方面来探讨这门学科。
一、密码学的基础知识密码学的基础知识包括加密算法、解密算法和密钥管理。
1.加密算法加密算法是将明文变为密文的过程。
常见的加密算法有对称加密算法和非对称加密算法两种。
对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的算法。
例如，DES （Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）等都属于对称加密算法。
对称加密算法的优点是加密解密速度快，密文加密难度大，缺点是密钥管理问题，如果密钥泄露则很容易被破解。
非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法。
例如，RSA、DSA等都属于非对称加密算法。
非对称加密算法的优点是密钥管理便利，密钥可以公开，缺点是加解密速度较慢。
2.解密算法解密算法是将密文还原为明文的过程。
解密算法通常是对称加密算法的逆运算或非对称加密算法的配对算法。
例如，RSA的解密算法是通过对公钥和密文进行运算得出明文，而对称加密算法的解密算法则是通过使用加密时所用的密钥对密文进行运算。
3.密钥管理密钥管理是指对加密算法中的密钥进行管理的过程。
密钥管理包括密钥的生成、存储、传递、更新和撤销等一系列操作。
密钥的管理工作直接影响加密算法的安全性。
二、密码学的应用密码学的应用非常广泛，包括网络安全、数据传输、数字签名、身份验证等方面。
1.网络安全网络安全是密码学应用的重要领域之一。
网络安全的主要目的是保护计算机网络中的数据免受未经授权的访问、窃取、破坏和攻击。
密码学在网络安全中的应用主要包括数据加密、数字签名和身份认证等方面。
数据加密是保护网上通讯中数据的安全的重要手段。
在网上通讯的过程中，如果数据不加密，那么黑客可以窃取数据并进行恶意攻击。
因此，需要使用对称加密算法或非对称加密算法对数据进行加密，以保证数据安全。
密码学的应用
密码学的应用密码技术不仅用于对网上传送数据的加解密，也用于认证（认证信息的加解密）、数字签名、完整性以及SSL（安全套接字）、SET（安全电子交易）、S/MIME（安全电子邮件）等安全通信标准和IPsec安全协议中，因此是网络安全的基础,其具体应用如下：一用加密来保护信息利用密码变换将明文变换成只有合法者才能恢复的密文，这是密码的最基本的功能。
信息的加密保护包括传输信息和存储信息两方面，相比较而言，后者解决起来难度更大。
二采用数字证书来进行身份鉴别数字证书就是网络通讯中标志通讯各方身份信息的一系列数据，是网络正常运行所必须的。
过去常采用通行字，但安全性差，现在一般采用交互式询问回答，在询问和回答过程中采用密码加密。
特别是采用密码技术的带CPU的智能卡，安全性好。
在电子商务系统中，所有参与活动的实体都需要用数字证书来表明自己的身份。
数字证书从某种角度上说就是"电子身份证"。
三数字指纹在数字签名中有重要作用的"报文摘要"算法,即生成报文"数字指纹"的方法,近年来倍受关注,构成了现代密码学的一个重要侧面。
四采用密码技术对发送信息进行验证为防止传输和存储的消息被有意或无意地篡改，采用密码技术对消息进行运算生成消息验证码（MAC），附在消息之后发出或与信息一起存储，对信息进行认证。
它在票据防伪中具有重要应用（如税务的金税系统和银行的支付密码器）。
五利用数字签名来完成最终协议在信息时代，电子数据的收发使我们过去所依赖的个人特征都将被数字代替，数字签名的作用有两点，一是因为自己的签名难以否认，从而确认了文件已签署这一事实；二是因为签名不易仿冒，从而确定了文件是真的这一事实。
密码学的原理和应用
密码学的原理和应用密码学是一项用于保护信息的学科，它涵盖了所有与保密性、完整性和认证有关的技术。
其核心思想是通过使用密钥、算法和协议等技术手段，确保信息传输和存储的安全性。
本文将从密码学的基本原理和应用入手，探讨其在现代社会中的重要性和发展趋势。
一、密码学的发展历程密码学的历史可以追溯到古代文明时期，当时人们使用简单的密码进行通信，以保护重要信息不被敌人知晓。
如今，随着科技的进步和网络时代的到来，密码学的发展也愈加迅速。
从20世纪初的凯撒密码到21世纪的AES算法，密码学的技术不断精进，应用范围也愈加广泛。
二、密码学的基本原理密码学的基本原理包括加密技术、解密技术和密钥管理技术等。
其中，加密技术是密码学的核心技术，通过对原始数据的转换，将其变成难以被其他人理解的密文。
解密技术则是相反的过程，将密文转化为原始数据。
密钥管理技术则负责生成、分配和管理密钥，以确保信息的安全性。
在加密技术方面，常见的加密算法包括对称加密和非对称加密。
对称加密即发送方和接收方使用相同的密钥进行加密和解密；非对称加密则需要一对密钥，即公钥和私钥，发送方使用公钥加密信息，而接收方使用私钥进行解密。
此外，还有哈希函数、数字签名等其他加密技术，用于确保信息的完整性和认证性。
三、密码学的应用领域密码学的应用范围广泛，主要用于保护计算机网络、移动通信、金融交易等领域的信息安全。
下面简单列举几个应用场景。
1. 网络安全在网络安全中，密码学主要用于保护信息传输和存储过程中的机密性和完整性。
通过对网络通信内容进行加密，可以有效防止黑客攻击和窃听等安全威胁。
2. 移动通信移动通信产业也是密码学的一个重要应用领域。
GSM和CDMA等无线通信协议都采用了密码学技术，以保障用户通信安全。
3. 金融交易在线支付和电子银行等金融业务的快速发展也为密码学提供了应用场景。
通过加密技术，可以有效防止金融交易中的数据泄露和欺诈等风险。
四、密码学的发展趋势和挑战随着人工智能和量子计算等新技术的不断兴起，密码学也面临着新的发展趋势和挑战。
应用密码学-2016-(第4讲) new
域 Field
• 域F
– F是整环 – 存在乘法逆元(0除外) • 除法定义: a/b = a(b-1)
• 有理数域、实数域、复数域 • 有限域
Group >> Ring >> Field
可逆在加/解密中的重要性
• 加密的操作对象是比特分组，通常被看作整数 加密是对整数的变换。这种变换必须能恢复( 解密时)，即可逆。如果加密是乘法，则解密 就是除法，而域上正好有除法---乘法逆元。 • 对于8bits字节，希望Z256是域，但它不是； 于是转而寻求GF(2^8)，它是域。 • AES的S盒是基于模2系数的模某8次不可约多 项式的剩余类。
多项式环
• • • • 系数是域F的多项式，构成环 系数是Zn的多项式环 系数是Zp的多项式环 在Z2上的多项式环， 在计算机上操作时有优势
– 加法，即XOR – 乘法，即AND
• 构造GF(p^n)
– 从环到域
构造GF(p^n)
• 系数在Zp上的n-1次多项式f(x)集合S
– 共有p^n个
• (S,＋,×)构成有限域GF(p^n) – 需要某n次不可约多项式m(x) – 使用模m(x)的多项式加法和乘法 • 从GF(p^n)到GF(2^n)
4.2剩余类与剩余系
第 四 讲 同 余
第 四 讲 同 余
Z/m或者Zm 整数模m等价类的集合 给定整数x和模数m，x模m等价类： {y∈Z: y≡x mod m} 通常记为x或x，又称为x模m的同余类或者剩余类。
例：对于模数12，有
0 12 12 2400 1 13 11 2401
第 六 讲 群 与 置 换
举例： (1)<Z,+>是群，其中Z为整数集合，+是普通 的加法，单位元是0，整数x的逆元是-x。 (2)<Z6,>是群，Z6={0,1,2,3,4,5}，为模6 加法。显然满足结合律，单位元是0；由于15=0， 24=0，33=0，所以1和5互为逆元，2和4互为逆 元，3和0的逆元仍然是3和0。
3344信息与网络安全自考资料
03344信息与网络安全管理第一章：网络安全概述：1、什么是网络安全。
P2答：网络安全是指保护网络系统中的软件、硬件及信息资源，使之免受偶然或恶意的破坏、篡改和漏露，保证网络系统的正常运行、网络服务不中断2、网络安全具备哪五个方面特征。
P2 答：可用性、机密性、完整性、可靠性、不可抵赖性。
3、什么是安全威胁，安全威胁对什么造成破坏答：安全威胁：指某个实体 ( 人、事件、程序等 ) 对某一资源的的机密性、完整性、可用性和可靠性等可能造成的危害。
4、信息通信中的4种威胁。
P3 中断、截获、篡改、伪造5、简述网络安全策略包括的内容以及涉及到哪些方面。
P 6安全策略是指在某个安全区域内，所有与安全活动相关的一套规则由此安全区域内所设立的一个权威建制。
答：网络安全策略包括：对企业的各种网络服务的安全层次和用户权限进行分类、确定管理员的安全职责、如何实施安全故障处理、网络拓扑结构、入侵和攻击的防御和检测、备份和灾难恢复等等。
涉及到4种安全策略：物理安全策略、访问控制策略、信息加密策略、安全管理策略。
6、P2DR模型的4个主要部分。
P8：策略、保护、检测、响应7、简述PDRR模型的基本思想。
P10 答：PDRR模型包括防护、检测、响应、恢复。
PDRR引入了时间概念， Pt 为系统受到保护的时间， Dt 系统检测到攻击所需时间，Rt 系统对攻击进行响应所需时间，当 Pt > Rt + Dt 时，系统有能力在受到攻击后快速的响应，保证系统被攻破前完成检测和响应，因此系统是安全的。
8、OSI参考模型是国际标准化组织制定的一种概念框架，它是 7层结构，应用层是用户与网络的接口，它直接为网络用户和应用程序提供各种网络服务。
P139、OSI 的五种安全服务：认证服务、访问控制、数据机密性服务、数据完整性服务、不可否认服务。
OSI协议的三个主要概念：服务、接口、协议。
P14-15 10、OSI模型的8种安全机制：加密机制、数字签名机制、访问控制机制、数据完整性机制、鉴别交换机制、通信流量填充机制、路由选择控制机制、公证机制。
应用密码学 (2)
应用密码学
应用密码学是指将密码学的技术和理论应用于现实世界中
的各种应用场景，以保护信息的机密性、完整性和可用性。
应用密码学的目标是设计和实现安全的密码算法、协议和
系统，以应对各种威胁和攻击，并提供可靠的安全性保障。
以下是几个应用密码学的实际应用场景：
1. 网络通信安全：包括安全传输层协议（如SSL/TLS）的
设计和实现，以及保护网络通信中的数据机密性和完整性。
2. 数据库安全：通过加密算法和访问控制机制，保护数据
库中的敏感数据，防止非授权访问和数据泄露。
3. 数字签名和数字证书：用于数据的认证和身份的验证，
确保数据的来源可信，并防止数据被篡改。
4. 移动设备安全：包括移动设备上的数据存储和传输的安
全性，以及移动应用程序的安全设计和开发。
5. 电子支付和电子商务安全：保护在线支付和电子商务交易的安全性，包括支付协议的设计和实现，以及防止欺诈和数据泄露。
应用密码学涉及到密码算法的设计和分析、协议的设计和验证、安全系统的实现和管理等多个领域。
它不仅需要对密码学的基本原理和理论有深入的了解，还需要了解具体应用环境和需求，以进行合适的安全措施的选择和应用。
《应用密码学》 第二讲 古典密码 课件
古典密码（基于字符）的编码方法： 代替（代换）、置换
2020/2/1
一、古典密码
1、代替密码：明文中每一个字符被替换成密文中 的另外一个字符。接收者对密文进行逆替换就恢 复出明文来。在古典密码学中，有四种类型的代 替密码： ①简单代替密码 ②多名码代替密码 ③多字母代替密码 ④多表代替密码
另外，编制古典密码的基本方法对于编制近 代密码仍然有效。 例1：斯巴达人用于加解密的一种军事设备：
情报发送者把一条羊皮螺旋形地缠在一 个锥形棒上 思想：置换
2020/2/1
一、古典密码学
例2：凯撒密码：公元前50年 明文：System models 密文：Vbvwhp prghov 思想：代替
明文： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
M=INTELLIGENT Ek(M)= DJTSFFDCSJT 思考：解密怎么做？
2020/2/1
一、古典密码学
②加法密码（移位密码） ● M和C是有26个字母的字母表。
K={0,1,2…25}
●定义一个由M到C的映射：Ek:M →C Ek(mi) = (mi+k) mod 26 Dk(ci) =(ci-k) mod 26
cmodn
2020/2/1
剩余类和剩余系
由于同余关系是等价关系, 因此对于给定的任一正整数 n, 利用模n同余这个关系, 可将整数集划分成n个等价 类, 由于它是一些整数除n后的余数形成的, 所以称它是 剩余类或同余类.
定义：设n是一给定的正整数, 若 [r]n := {i}{ ir(mod n) iZ, 0≤r≤n-1}
Ek(mi)=(ami+b) mod 26 Dk(ci)=a-1(ci-b) mod 26
密码学应用ppt课件
➢要考虑防止签名的复制、重用。
22
第五章 密码学的应用
四、数字签名
数字签名(Digital Signature)
信息发送者使用公开密钥算法技术，产生别人 无法伪造的一段数字串。
发送者用自己的私有密钥加密数据传给接收者， 接收者用发送者的公钥解开数据后，就可确定 消息来自于谁，同时也是对发送者发送的信息 的真实性的一个证明。发送者对所发信息不能 抵赖。
17
第五章 密码学的应用
二、数字指纹
哈希函数的安全因素：
一致性：相同的输入产生相同的输出。
随机性：消息摘要外观是随机的，以防被猜出 源消息。
唯一性：几乎不可能找到两个消息产生相同的 消息摘要。
单向性：即如果给出输出，则很难确定出输入 消息。
18
第五章 密码学的应用
二、数字指纹
基本过程是：
1．发送者写一消息，并作为单向哈希函数的 输入。
消息摘要4（MD4）算法
消息摘要5（MD5）算法
安全哈希函数（SHA）
20
第五章 密码学的应用
三、MD5算法
MD5报文摘要算法RFC1321由Rivest于1992年提出。 可对任意长的报文进行运算，得出128位的MD代码。
MD5算法是对杂凑压缩信息块按512位进行处理的， 首先它对杂凑信息进行填充，使信息的长度等于512 的倍数。从八十年代末到九十年代,Rivest开发了好几 种 RSA 公 司 专 有 的 报 文 摘 要 算 法 , 包 括 MD、MD2、 MD5等。据称，可以花费一千万美元去制造一台专 门的机器,针均用24天才能找到一个碰 撞。,MD5被认为仍是一个安全的。
用于鉴别
由于网上的通信双方互不见面，必须在相互通 信时（交换敏感信息时）确认对方的真实身份。即消 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。
应用密码学习题答案4
《应用密码学》习题和思考题答案第4章 密码学数学引论4－1 编写一个程序找出100~200间的素数。
略4－2 计算下列数值：7503mod81、(－7503)mod81、81mod7503、(－81)mod7503。
解：7503mod81＝51(－7503)mod81＝3081mod7503＝81(－81)mod7503＝74224－3 证明：（1）[]))(m od (m od )(m od )(m od m b a m m b m a ⨯=⨯（2）[][])(m od ))(m od ())(m od (m od )(m m c a m b a m c b a ⨯+⨯=+⨯证明：（1）设(mod )a a m r =，(mod )b b m r =，则a a r jm =+（j 为某一整数），b b r km =+（k 为某一整数）。
于是有：[](mod )(mod )mod ()(mod )a b a m b m m r r m ⨯=()()()()()()()2()(mod )mod mod mod a b a b a b a b a b m r jm r km m r r r km r jm kjm m r r m ⨯=++=+++= 于是有：[]))(m od (m od )(m od )(m od m b a m m b m a ⨯=⨯（2）设(mod )a a m r =，(mod )b b m r =，(mod )c c m r =，则a a r jm =+（j 为某一整数），b b r km =+（k 为某一整数），c c r im =+（i 为某一整数）。
于是有：[]()()()()[]()()22()mod (mod )(mod )mod mod a b c a b c a b a a a c b c a b a c a b c m r jm r km r im m r jm r km r im m r r r im r km r r r jm kjm r jm ijm m r r r r m⎡⎤⨯+=++++⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤=++++⎣⎦=+++++++=+[]()()()()()[]()(mod )()(mod )(mod )mod mod mod mod a b a c a b a c a b m a c m m r jm r km m r jm r im m m r r r r m⨯+⨯=+++++⎡⎤⎣⎦=+于是有：[][])(m od ))(m od ())(m od (m od )(m m c a m b a m c b a ⨯+⨯=+⨯4－4 编写一个程序，用扩展的欧几里德算法求gcd(4655,12075)和550－1mod1723。
(完整word版)应用密码学
第1章绪论1－1 为什么会有信息安全问题的出现？答题要点:（1）当今知识经济社会，信息资源是重要的资源形式，大到一个国家、小至某一个人，拥有的信息资源越多、越早获取到信息资源，就在整个国家安全、经济与社会竞争中处于更有利的地位;(2)网络自身的安全缺陷难以堵住安全漏洞；（3）网络的开放性特征为攻击者提供了方便之门；(4）人为因素，包括人的无意失误、黑客攻击、管理不善等。
1－2 简述密码学与信息安全的关系.答题要点：密码技术是实现网络信息安全的核心技术，是保护数据最重要的工具之一。
通过加密变换,将可读的文件变换成不可理解的乱码，从而起到保护信息和数据的作用.它直接支持机密性、完整性和非否认性。
密码学尽管在网络信息安全中具有举足轻重的作用，但密码学绝不是确保网络信息安全的唯一工具,它也不能解决所有的安全问题。
密码编码与密码分析是一对矛和盾的关系。
1－3 简述密码学发展的三个阶段及其主要特点。
答题要点：密码学的发展大致经历了三个阶段：（1)古代加密方法。
特点：作为密码学发展的起始阶段，所用方法简单,体现了后来发展起来的密码学的若干要素，但只能限制在一定范围内使用。
主要基于手工的方式实现。
（2）古典密码。
特点：加密方法一般是文字置换，使用手工或机械变换的方式实现。
古典密码系统已经初步体现出近代密码系统的雏形，它比古代加密方法更复杂，但其变化量仍然比较小。
转轮机的出现是这一阶段的重要标志，传统密码学有了很大的进展，利用机械转轮可以开发出极其复杂的加密系统，缺点是密码周期有限、制造费用高等。
(3)近代密码。
特点:这一阶段密码技术开始形成一门科学，利用电子计算机可以设计出更为复杂的密码系统，密码理论蓬勃发展，密码算法设计与分析互相促进,出现了大量的密码算法和各种攻击方法。
另外，密码使用的范围也在不断扩张，而且出现了以DES为代表的对称密码体制和RSA为代表的非对称密码体制，制定了许多通用的加密标准，促进网络和技术的发展。
《密码学应用》课件
05
案例分析
SSL/TLS协议的安全性分析
总结词
SSL/TLS协议是互联网上常用的安全通信协议，通过对传输的数据进行加密，保证数据传输过程中的机密性和完 整性。
详细描述
SSL/TLS协议采用了多种加密算法和协议机制，如RSA公钥加密算法、对称加密算法等，能够提供较高的安全性 。然而，随着互联网技术的发展，SSL/TLS协议也面临着越来越多的安全威胁，如中间人攻击、协议漏洞等。因 此，对SSL/TLS协议的安全性进行分析和评估是必要的。
SHA-256哈希函数的实例分析
总结词
SHA-256哈希函数是一种常用的密码学 哈希函数，具有很高的安全性和可靠性 。
VS
详细描述
SHA-256哈希函数可以对任何长度的数 据生成固定长度的哈希值，且具有很高的 抗碰撞性，即很难找到两个具有相同哈希 值的数据。在实际应用中，SHA-256哈 希函数被广泛用于数据完整性验证、数字 签名等领域，如文件校验、软件发布等场 景。
电子招投标
03
利用密码学技术，对电子政务中的招投标数据进行加密和签名
，确保招投标过程的公正、公平和公开。
云计算安全
数据加密
通过使用密码学技术，对云计算中存储和传输的数据进行加密， 确保数据的安全性和机密性。
访问控制
利用密码学技术进行云计算资源的访问控制，限制未授权用户的 访问和操作。
虚拟化安全
通过使用虚拟化安全技术，确保云计算环境中的虚拟机安全和隔 离，防止虚拟机之间的安全风险。
密码学主要包括密码编码学和密码分析学两个分支，前者研究如何对信息进行加 密保护，后者则研究如何对加密的信息进行破解或攻击。
密码学在信息安全中的重要性和应用
密码学在信息安全中的重要性和应用第一章密码学概述密码学，是研究保护信息安全的技术之一。
它涵盖了许多领域，包括加密算法、解密算法、密码分析等。
在现代信息化社会，各种信息形式的增多以及数字化的加速使得我们对信息安全的需求越来越高，而密码学作为一种强有力的保护手段，在信息安全中的地位越来越重要。
第二章密码学的基本原理密码学的基本原理是通过一定的加密算法将明文转换成密文，以达到保护信息安全的目的。
密码学的基本原理包含了两个方面，分别是加密算法和解密算法。
加密算法旨在将明文进行加密，将其转换为不易被理解的形式。
加密算法主要包括对称密钥加密和公钥加密两种。
对称密钥加密指加密和解密都使用同一个密钥，而公钥加密则需要使用两个不同的密钥，一个公钥用于加密，一个私钥用于解密。
解密算法是指将密文恢复为明文的过程。
解密算法需要使用相应的密钥才能进行解密操作。
通常情况下，密钥只有合法的用户才能获得，这避免了非法用户的访问。
第三章密码学的应用密码学已经应用于各个领域，如银行、保险、电子商务、通信等。
下面我们简单介绍密码学在这些领域中的应用。
1. 银行：密码学在银行领域中被广泛应用。
比如，使用密码学技术来保护银行网络和网银系统，加密银行交易信息和个人隐私信息等。
2. 保险：保险行业使用密码学使得保险文档得到保护，产品信息安全保障，为客户提供加密数据存储和传输的保障。
3. 电子商务：电子商务领域也使用密码学技术来确保网站和数据的安全。
例如，使用SSL证书对网站进行保护以确保数据传输的安全，以及跟踪和记录用户的操作打印日志。
4. 通信：密码学技术在通信领域中的应用也很广泛，比如，通过 VPN 连接，加密移动通信等。
第四章密码学的未来随着技术的不断进步，密码学的应用将更加广泛和深入。
在未来，密码学将在物联网和云计算领域中得到更广泛的应用。
未来，人们对于私人信息和数据的需求将越来越高，像密码学这样的保护手段也必将随之提高。
总结密码学在信息安全中的重要性不言而喻。
应用密码学第4章序列密码体制
第4章 序列密码体制
发生器的周期必须非常长，要比密钥更换之前发生器所
能输出的位的长度还要长得多。如果其周期比明文还要短， 那么明文的不同部分将用同样的加密——这是一个严重的弱 点。如果密码分析者熟悉这样的一批明文，他就可以恢复出 密钥流，然后恢复出更多的明文。即使分析者仅有密文，他 也可以用同一密钥流加密的不同部分密文相异或得到明文跟 明文的异或。这只是一个有非常长密钥的单一异或运算罢了。 周期需要多长取决于应用。用于加密连续T1连接通信 的密钥发生器每天加密237比特。那么它的周期应该比这个 数大几个数量级，尽管密钥每天都要更换。如果周期足够长， 你仅仅需要每周甚至每月才更换密钥一次。
第4章 序列密码体制
第4章 序列密码体制
4.1 密码学中的随机数 4.2 序列密码的概念及模型 4.3 线性反馈移位寄存器 4.4 非线性序列简介
4.5 常用的序列密码 密码学中的随机数
为什么在密码学中要讨论随机数的产生？因为许多密码 系统的安全性都依赖于随机数的生成，例如DES加密算法中 的密钥，RSA加密和数字签名中的素数。所有这些方案都需 要足够长度并且要“随机”的数，即使得任何特定值被选中
第4章 序列密码体制
4.1.4 伪随机数的评价标准
如果一序列产生器是伪随机的，它应有下面的性质： （1）看起来是随机的，表明它可以通过所有随机性统计
检验。
现在有许多统计测试。它们采用了各种形式，但共同思路 是它们全都以统计方式检查来自发生器的数据流，尝试发现数
据是否是随机的。
确保数据流随机性的最广为人知的测试套件就是 GeorgeMarsaglia的DIEHARD软件包（请参阅 /pub/diehard/）。另一个适合此类测试的 合理软件包是pLab（请参阅http://random.mat.sbg.ac.at/tests/）。
密码学应用——精选推荐
密码学应⽤要使⽤安全随机数；Rand（）是不安全随机数，容易被预测，禁⽌使⽤。
⼀、对称加密算法定义：加密和解密使⽤相同的密钥包括：分组加密算法、流加密算法公司禁⽌使⽤流加密算法，不安全。
分组加密算法：AES（公司推荐）、3DES算法⼆、⾮对称加密算法（1）RSA算法，是第⼀个既能⽤于数据⾮对称加密也能⽤于数字签名的算法。
公司对使⽤该算法的要求：1、选取安全的密钥长度，长度⼤于等于3072bits；2、选取合适的公共指数e，通常2的16次⽅加1；3、RSA加密时的填充，优先选择OAEP填充⽅式；4、加密和签名要使⽤不同的密钥对。
（2）DH算法⽤于密钥协商三、对称和⾮对称加密算法对⽐对称算法运算速度快，密⽂长度增长少，安全性容易证明，密钥长度短；密钥分发困难，不可以⽤于数字签名。
⾮对称加密算法密钥分发容易，可以⽤于数字签名；但是运算慢，密钥长度剧烈正常，安全性不容易证明，密钥长度长。
两类算法没有孰优孰劣，只能根据实际情况选⽤。
四、Hash算法举例：MD5、SHA-1、SHA256MD2、4、5已证明是不安全的hash算法，SHA-1已证明⽤于数字签名时其安全强度不⾜，在数字签名场景下禁⽤。
公司推荐的单向加密算法：PBKDF2算法。
五、消息认证码MAC⽤于对消息的完整性进⾏认证，防⽌消息被篡改。
HMAC是MAC算法的⼀种，公司推荐。
六、密钥管理（1）密钥的来源密钥使⽤规则：密钥⽤途单⼀化；密钥存储规则：密钥在本地存储要提供保密存储，密钥要分层保护。
KMC：公司的密钥管理和存储的组件。
（2）密钥更新⽅式：⾃动、⼿动（3）密钥备份（建议）（4）密钥销毁不再使⽤的密钥⽴即销毁七、密码协议（1）SSL、TLS公司禁⽌使⽤SSL2.0 SSL3.0协议，TLS1.0仅可在遗留场景使⽤。
（2）ssh协议使⽤其进⾏远程登录公司要求：禁⽌使⽤CBC模式；禁⽌在密码协议中使⽤截短的消息认证码；优先选择ECC密码交换算法和数字签名算法，优先选择HMAC-SHA2消息认证算法。
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1、公钥密码的密钥管理问题
• 如果公钥的真实性和完整性受到危害，则基于公钥的 各种应用的安全将受到危害。
• C冒充A欺骗B的攻击方法： ①攻击者C在用自己的公钥KeC替换用户A的公钥KeA 。 ②C用自己的解密钥签名一个消息冒充A发给B。 ③B验证签名：因为此时A的公开钥已经替换为C的公开
AS
TGS
1
3
4
2
Clien t
5
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Ser ve r
（1）客户请求Kerberos认证服务器AS发给接入TGS的门票。 ClientAS的消息：c,tgs
（2） AS在其数据库中查找客户实体，产生会话密钥Kc,tgs，使用Kc对之 加密，生成允许客户使用的TGS的票据Tc,tgs（Tc,tgs中包括：客户实体 名 、 地 址 、 TGS 名 、 时 间 印 记 、 时 限 、 会 话 密 钥 Kc,tgs 等 ） ， 并 用 Kerberos与TGS之间的秘密密钥加密，然后把两个加密消息发给客户。 ASClient的消息：{Kc,tgs}Kc，{Tc,tgs}Ktgs
பைடு நூலகம்（3）客户用自己的秘密密钥解密消息得到会话密钥Kc,tgs，然后生成一个 认证单Ac,s（Ac,s中包括客户实体名、地址、时间标记），并使用Kc,tgs 加密，然后向TGS发出请求，申请接入应用服务器的门票。 ClientTGS的消息：{Ac,s}Kc,tgs，{Tc,tgs}Ktgs
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三、公钥基础设施（PKI）
1、公钥密码的密钥管理问题
• 公钥密码也需要进行密钥分配。 • 在密钥分配时必须确保解密钥的秘密性、真实
性和完整性。 • 因为公钥是公开的，因此不需确保秘密性。 • 然而，却必须确保公钥的真实性和完整性，绝
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2、公钥证书
• 采用数字签名技术可以克服上述两个弱点。 • 经过可信实体签名的一组信息的集合被称为证书
（ Certificate），而可信实体被称为签证机构 CA （Certification Authority）。 • 一般地讲，证书是一个数据结构，是一种由一个可信 任的权威机构签署的信息集合。 • 在不同的应用中有不同的证书。例如公钥证书PKC （Public Key Certificate）、PGP证书、SET证书等。
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4.3 Kerberos认证交换协议
4.3.1 Kerberos模型的工作原理和步骤
Kerberos是为TCP/IP网络设计的基于对称密码体系的可信第三方鉴别协议。 包括一个认证服务器（AS）和一个（或多个）票据分配服务器（TGS）。
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Kerberos基于对称密码体系，因而在认证服务 器AS和门票分配服务器TGS上都要存放大量的 秘密密钥，而密钥的管理一直是对称密码学中 一个比较棘手的问题，如果密钥管理不善，攻 击者获得一个客户的秘密密钥后就可以假冒该 客户的身份申请票据，从而导致整个认证的无 效。
第4章密码学应用（2）
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本章内容
密码功能的设置 密钥的生命周期及密钥管理的概念 对称密钥体制、公钥体制的密钥管理方法 消息认证的原理和方法 Kerberos认证交换协议 PKI的原理 数字证书的使用 PGP的原理及使用
（5）客户对消息解密获得Kc,s，客户制作一个新的认证单Ac,s，并 用Kc,s加密与{Tc,s}Ks一起发给目标服务器；服务器对{Tc,s}Ks解 密获得Kc,s，利用Kc,s对{Ac,s}Kc,s解密获得Ac,s，将Ac,s与Tc,s的内 容比较，如果无误，则服务器知道客户真实的身份，决定是否与 之进行通信。 ClientServer的消息：{Ac,s}Kc,s，{Tc,s}Ks 如果客户需要对服务器的身份进行确认，也可以使用同样的方 法。
（4）TGS对Tc,tgs消息解密获得Kc,tgs，用Kc,tgs对加密的认证单解密 获得Ac,s，并与Tc,tgs中的数据进行比较，然后由TGS产生客户和 服提务交器的之Ac,间s中使，用生的成会门话票密T钥c,sK，c,然s，后并用将目Kc标,s加服入务到器客的户秘向密该密服钥务Ks器将 此门票加密。 TGSClient的消息：{Kc,s}Kc,tgs，{Tc,s}Ks
钥，故验证为真。 于是B以为攻击者C就是A。
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1、公钥密码的密钥管理问题
• 结果导致： ④若B要发送加密的消息给A，则B要用A的公开钥
进行加密，但A的公开钥已被换成C的公开钥， 因此B实际上是用C的公开钥进行了加密。
⑤C从网络上截获B发给A的密文。由于这密文 实际上是用C的公开钥加密的，所有C可以解 密。A反而不能正确解密。
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1、公钥密码的密钥管理问题 • 上述攻击成功的原因：
①对公开钥没有采取保护措施，致使公开钥被替 换而不能发现；
②公开钥与用户的标识符之间没有绑定关系，致 使A的公钥替换成C的公钥后不能发现公开钥 与用户的标识符之间的对应关系被破坏。
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4.3.2 Kerberos的优势与缺陷
Kerberos为网络中的所有实体提供了一个集中 的、统一的认证管理机制，而一般的认证协议 仅局限于客户与服务器两者之间的交换过程；
Kerberos 认 证 服 务 器 与 TGS 产 生 的 会 话 密 钥 Kc,tgs和Kcs保证了客户与TGS和Server之间消息 传输的安全性