信息加密技术

置换 选择
2
密钥 (48位)
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密钥计算逻辑
64位密钥 置换选择1
C0(28位) 循环左移
C1
循环左移 C16
D0(28位) 循环左移
D1
算法 置换 模2加 乘积变换
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二、DES的构成
计算密钥表，将64位密钥转换为16个子密钥 模2加法运算 加密函数，包括乘积变换中的选择函数和置
换运算 码组移位 初始置换 逆初始置换
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三、DES算法主要步骤
明文输入
64位码
初始置换
乘积变换
逆初始置换
密文输出
64位码
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1. 替换加密 明文中每个字符被替换成密文中的另外一个字符
明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 密文：EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD 例：明文：THIS IS A FILE
密文：XMNW NW E KNPI
2.置换加密 把明文中的字符重新排列，字符本身不变
乘积变换
L0
R0
k1
+
f
L1=R0 L15=R14
+
L16 R15
R1 L0 f (R0 , K1)
ki f
R15 L15 f (R14 , K15 )
k16
f 组码移位
L16 R15
R16 L15 f (R15 , K16 )
初始置换(IP)
先将输入的明文按下图所示进行变换。然后将变换后的数 据分左右两组，每组32位长。
例：明文：This is a file. 密钥：12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 长度为4 密文：.eli fasi sihT
3.一次一密 每个密钥仅对一个消息使用一次
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密码学基本概念
1.密码学 2.明文 3.密文 4.解密 5.密码 6.加密 7.密钥 8.密码编码学 9.密码分析学 10.密码体制
2.密文信息空间C（全体密文的集合）
3.密钥空间K（全体密钥的集合K＝（Ke,Kd））
4.加密算法E:
C f (M ,Ke)
5.解密算法D： C M
分类：
M f －1(C, Kd )
替换密码 按执行的操作方式分
置换密码
按密钥数量分
对称密钥密码(单钥密码) 非对称密钥密码(公钥密码)
按明文处理方式
1.唯密文攻击
分析者知道一些截获的密文，并且 试图恢复尽可能多的明文
2.已知明文攻击 分析者不仅知道一些明文―密文对 ，
并试图推导出加密密钥或算法
3.选择文攻击
分析者对明文(或密文)有选择或控制的
能力。他可以选择一些他认为最容易
破解的明文―密文对而对密码系统加
以攻击
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密码体制
组成：
1.明文信息空间M（全体明文的集合）
1
密钥计算
在64位密钥中，由于不考虑每个字节的第8位(校验 位)，DES密钥由64位减至56位。将这56位密钥分解 成16个48位的子密钥，每个子密钥控制一次迭代过 程。每个子密钥参与加密或解密运算过程，从而直 接影响到加密或解密变换的结果。
密钥 (64位)
置换 选择
1
密钥 (56位)
循环 左移
密钥 (56位)
Di
63 55 47 39 31 23 15 7 62 54 46 38 30 22
14 6 61 53 45 37 29
21 13 5 28 20 12 4
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置换选择2
14 17 11 24 1 5 3 28 15 6 21 10
23 19 12 4 26 8 16 7 27 20 13 2 41 52 31 37 47 55 30 40 51 45 33 48 44 49 39 56 34 53 46 42 50 36 29 32
流密码(序列密码) 分组密码
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典型密码系统
明文 M 加密器 E
加密密钥 Ke
公开信道 密文
破译者
解密器 D
明文 M DKd (C)
解密密钥 Kd
发送方
接收方
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数据加密标准DES算法分析
DES概述 DES的构成 算法主要步骤 安全性
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一、DES概述
M、C、K 二进制数 64位明文(密文)块 64位密钥
明文输入(64位)
58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7
信息加密技术
2005.4
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信息加密技术简介
内容
1. 密码学基本概念 2. DES加密算法 3. RSA加密算法 4. 数字签名
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一般密码系统
信 息
(明文)
加密
处理
某种方法
(密钥)
公开信道
(密文)
伪信息
破译者
解密
处理
一定方法
信 息
(明文)
发送方
接收方
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古典加密算法
初始置换
置换后结果(64位)
L0(32位)
R0(32位)
f函数
Li-1
Ri-1
密钥
扩展置换
移位
移位
压缩置换
Ki
S-盒百度文库换
P-盒置换
密钥
置换选择1
Ci
57 49 41 33 25 17 9
1 58 50 42 34 26 18
10 2 59 51 43 35 27
19 11 3 60 52 44 36
是研究秘密通信的学问 待加密的信息称为明文
加密后的信息称为密文
从密文恢复明文的过程称为解密
用于加密和解密的数学函数
将明文变成密文的过程称为加密
是由使用密码的用户选取的随机数
使消息保密的科学和技术
研究如何破译密码的科学和技术
完成加密和解密的算法
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密码分析学
是在不知道密钥的情况下，恢复出明文的科学 目的：恢复明文、密钥及发现密码体制的弱点 攻击：
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1234
扩展置换
5 67 8
9 10 11 12
13 14 15 16
32
48
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
E选位表
32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 17 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32