密码体制特征
公钥密码体制公钥密码体制
首次公开提出了“公开密钥密码编码学”的概念。
这是一个与对称密码编码截然不同的方案。
提出公开密钥的理论时，其实用性并没有又得到证明：
❖ 当时还未发现满足公开密钥编码理论的算法； ❖ 直到 1978 年，RSA 算法的提出。
2.基本特征
❖ 加密和解密使用两个不同的密钥 公钥PK：公开，用于加密，私钥SK：保密，用作解密 密钥
3.优点
❖ 密钥管理
加密密钥是公开的； 解密密钥需要妥善保存； 在当今具有用户量大、消息发送方与接收方具有明显的信息不对称
特点的应用环境中表现出了令人乐观的前景。 新用户的增加只需要产生一对公共/私有密钥。
❖ 数字签名和认证
只有解密密钥能解密，只有正确的接收者才拥有解密密钥。
缺点：公共密钥系统的主要弱点是加密和解密速度慢。
加密与解密由不同的密钥完成； 知道加密算法，从加密密钥得到解密密钥在计算上是不可行的； 两个密钥中任何一个都可以作为加密而另一个用作解密。
6.公钥密码算法
除RSA算法以外，建立在不同计算问题上的其他公钥密码算法 有：
基于因子分解问题的Rabin算法； 椭圆曲线公钥算法； 基于有限域中离散对数难题的ElGamal公钥密码算法 基于代数编码系统的McEliece公钥密码算法； 基于“子集和”难题的Merkle-Hellman Knapsack（背包）公钥密码算 法； 目前被认为安全的Knapsack型公钥密码算法Chor-Rivest。
实际应用中的加密方式
❖ 混合加密技术 对称密码体制：密钥分发困难 公钥体制：加解密效率低 将对称加密算法的数据处理速度和公钥算法对密钥的保 密功能相结合 利用对称加密算法加密传输数据 利用非对称加密算法交换会话密钥
实际应用中的加密方式
对称密码体制和非对称密码体制
对称密码体制和⾮对称密码体制⼀、对称加密 (Symmetric Key Encryption)对称加密是最快速、最简单的⼀种加密⽅式，加密（encryption）与解密（decryption）⽤的是同样的密钥（secret key）。
对称加密有很多种算法，由于它效率很⾼，所以被⼴泛使⽤在很多加密协议的核⼼当中。
⾃1977年美国颁布DES（Data Encryption Standard）密码算法作为美国数据加密标准以来，对称密码体制迅速发展，得到了世界各国的关注和普遍应⽤。
对称密码体制从⼯作⽅式上可以分为分组加密和序列密码两⼤类。
对称加密算法的优点：算法公开、计算量⼩、加密速度快、加密效率⾼。
对称加密算法的缺点：交易双⽅都使⽤同样钥匙，安全性得不到保证。
此外，每对⽤户每次使⽤对称加密算法时，都需要使⽤其他⼈不知道的惟⼀钥匙，这会使得发收信双⽅所拥有的钥匙数量呈⼏何级数增长，密钥管理成为⽤户的负担。
对称加密算法在分布式⽹络系统上使⽤较为困难，主要是因为密钥管理困难，使⽤成本较⾼。
⽽与公开密钥加密算法⽐起来，对称加密算法能够提供加密和认证却缺乏了签名功能，使得使⽤范围有所缩⼩。
对称加密通常使⽤的是相对较⼩的密钥，⼀般⼩于256 bit。
因为密钥越⼤，加密越强，但加密与解密的过程越慢。
如果你只⽤1 bit来做这个密钥，那⿊客们可以先试着⽤0来解密，不⾏的话就再⽤1解；但如果你的密钥有1 MB⼤，⿊客们可能永远也⽆法破解，但加密和解密的过程要花费很长的时间。
密钥的⼤⼩既要照顾到安全性，也要照顾到效率，是⼀个trade-off。
分组密码：也叫块加密(block cyphers)，⼀次加密明⽂中的⼀个块。
是将明⽂按⼀定的位长分组，明⽂组经过加密运算得到密⽂组，密⽂组经过解密运算（加密运算的逆运算），还原成明⽂组，有 ECB、CBC、CFB、OFB 四种⼯作模式。
序列密码：也叫流加密(stream cyphers)，⼀次加密明⽂中的⼀个位。
信息安全试题
信息安全试题一、填空题1.网络安全主要包括两大部分，一是网络系统安全，二是网络上的。
（信息安全）2.网络安全涉及法律，管理和技术等诸多因素，技术是基础，人员的是核心。
（网络安全意识和安全素质）3.一个可称为安全的网络应该具有和。
（保密性，完整性，可用性，不可否认性，可控性）4.从实现技术上，入侵检测系统分为基于入侵检测技术和基于入侵检测技术。
5是数据库系统的核心和基础。
（数据模型）6.由于人为因素，有时可能会误删除整个设备数据，所以需要定期。
（备份数据）7的目的是为了限制访问主体对访问客体的访问权限。
(访问控制)8是笔迹签名的模拟，是一种包括防止源点或终点否认的认证技术。
（数字签名）9.按照密钥数量，密钥体制可分为对称密钥体制和密钥体制。
（非对称）10.防火墙是一个架构在和之间的保护装置。
（可信网络，不可信网络）11.身份认证技术是基于的技术，它的作用就是用来确定用户是否是真实的。
（加密）12是对计算机系统或其他网络设备进行与安全相关的检测，找出安全隐患和可被黑客利用的漏洞。
(漏洞扫描)13是计算机病毒的一种，利用计算机网络和安全漏洞来复制自身的一段代码。
(蠕虫)14只是一个程序，它驻留在目标计算机中，随计算机启动而自动启动，并且在某一端口进行监听，对接收到的数据进行识别，然后对目标计算机执行相应的操作。
（特洛伊木马）15被定义为通过一个公用网络建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过公用网络的安全、稳定的通道()16.数据库系统分为数据库和。
（数据库管理系统）17.常用的数据库备份方法有冷备份、热备份和。
（逻辑备份）18的攻击形式主要有：流量攻击和。
（资源耗尽攻击）19是可以管理，修改主页内容等的权限，如果要修改别人的主页，一般都需要这个权限，上传漏洞要得到的也是这个权限。
（）20是指在发生灾难性事故时，能够利用已备份的数据或其他手段，及时对原系统进行恢复，以保证数据的安全性以及业务的连续性。
（容灾）21.网络防御技术分为两大类：包括技术和。
密码系统及密码体制概念
密码体制的组成
加密变换Ek（P） 加密变换集
明文空间P 密钥空间
密钥k 解密变换集
密文空间C
解密变换Dk（c）
谢谢观看！
zzzzzzzzz 密码体制
对称加密体制
非对称加密体制
也称为秘密密钥密码体制、单密钥密 码体制、或常规密码体制。
基本特征：加密密钥与解密密钥相 同
基本元素：原始的明文、加密算法、 密钥以及攻击者。
也称为：公开密钥密码体制、双密 钥密码体制。
意义：是整个密码学发展史上 最伟大的一次革命，它与以前 的密码体制完全不同。
码使
系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ按照 统 的
用 的 密 钥
分数
类量
该系统也称为非对称加密 或公钥加密
单密钥加密：发送 者和接收者双方使 用相同的密钥
也称为对称加密 秘密密钥加密 或常规加密
双密钥加密：发送者和接收 者各自使用一个不同的密钥。 这两个密钥形成一个密钥对， 其中一个可以公开，称之为 公钥，另一个必须为密钥持 有人秘密保管，称之为私钥。
密码系统及密码体制
刘戎昊 常胜楠
密码系统
定义：
密码系统是用于加密与解密的系统， 就是明文与加密密钥作为加密变换的输入 参数，经过一定的加密变换处理以后得到 的输出密文，由他们所组成的这样一个系 统。
密码系统的组成
密码体制 信源 信宿 攻击者
包括密码算 法以及所有 可能的明文、 密文和密钥。
密所
公钥密码体制的介绍
在AsiaCCS 2009会议上，Weng等人[33]第一次介绍了条件代理重加密（C-PRE）的概念，当且仅当密文满足委托者设置的条件时。
相对于对称体制中的密钥必须保密，非对称密钥体制有一个可公开的公钥为其最大特征，因此也叫公钥密码体制。在非对称密码体制中，不再有加密密钥和解密密钥之分。可以使用公钥加密，而用私钥解密，这多用于保护数据的机密性；也可以用私钥加密而公钥解密，这多用于保护信息的完整性和不可否认性。1976年，公钥密码体制（Public Key Cryptography，PKC）的概念被Diffie和Hellman[2]首次提出。PKC在整个密码学发展历史中具有里程碑式的意义。随后出现了一些经典的公钥密码体制，比如RSA[3]Rabin算法[4]ElGamal[5]密码体制和椭圆曲线密码体制[6][7][8]等。公钥密码体制的安全性依赖于不同的计算问题，其中RSA密码体制基于大整数分解的困难性，而ElGamal密码体制则基于离散对数问题的困难性。
第三阶段：伴随着相关理论的完善，以及由集成电路和因特网推动的信息化工业浪潮，密码学进入了一个全新爆发的时代：研究文献和成果层出不穷，研究的方向也不断拓展，并成为了一个数学、计算机科学、通信工程学等各学科密切相关的交叉学科，同时各种密码产品也走进了寻常百姓家，从原来局限的特殊领域进入了人民群众的生产、生活之中。
数据接收者需要先利用其自身私钥解密出对称密钥，接着再使用得到的对称密钥解密出共享数据。
密钥管理-多agent系统与智能决策研究室
64位密钥
置换选择PC-1
第一轮
K1 K16
置换选择PC-2
循环左移
第16轮 32位互换 逆初始置换IP-1
置换选择PC-2
循环左移
64位密文
DES的安全性
密钥长度不够（56位+8位奇偶校验） 存在弱密钥
密钥为0，1时 若 k1=k2=…=k16 ，则 DESk(m)=DESk-1(m)
S-box问题
S盒是不公开的，人们怀疑S盒的构造方法是否有弱点
不能抗差分分析
对称密码体制小结
规模复杂 进行安全通信前需要以安全方式进行密钥交 换。 提供数据的机密性，不能用于认证。
1.4 公钥密码学
公钥密码体制 RSA算法
公钥密码和与对称密码的 区别和应用场合?是否前者 更加安全?
Arnold变换
遍历理论 又被称为猫脸变换。 原理：Cat映射可以把图像中各像素点的位置进 行置换，使其达到加密的目的
mod N
当a=b=1，N=1时，Cat映射的方程可写 为：
思想：拉伸和折叠。
Cat映射通过与矩阵C相乘使x、y都变大，相当 于拉伸； 取模运算使x、y又折回单位矩形内，相当于折 叠。 单位矩阵内的每一点唯一地变换到单位矩阵内 的另一点。 Cat映射可以用于图像置乱加密，而且基于 Arnold的Cat图像置乱也是目前研究最为广泛 的一种置乱方案。
二 仿射密码（续）
举例
设密钥K= (7, 3), 明文hot 三个字母对应的数值是7、14和19。 分别加密如下： (7×7 + 3) mod 26 = 52 mod 26 =0 (7×14 + 3) mod 26 = 101 mod 26 =23 (7×19 + 3) mod 26 =136 mod 26 =6
分组密码体制
两个基本设计方法
由于对称分组密码的缺点是不善于隐藏明文的 统计特性，因而对“统计分析”攻击方式的抵御能 力不强，故Shannon提出了两个抵抗“统计分析” 的方法：混淆和扩散。
◆混淆：目的是为了隐藏明文和密文之间的关系，增加密 钥和密文之间关系的复杂性。可以使用“代替”的方法 来实现。
◆扩散：目的是让密文没有统计特征，也就是将明文中的 统计信息散布到整个密文中，增加密文与明文之间关系 的复杂性，以挫败推测出密钥的尝试。可以使用“置换” 的方法来实现。
对于给定的64位的明文p，通过初始置换IP获得64位的 p320，位并记将为pR00分，为即左p0右=I两P(部p)=分L，0R前0。面IP32置位换记如为图L所0，示后。面
置换表中的数字1～64代表的仅仅是明文 分组中元素所处的位置，而非元素的值！
• 第四步：初始逆置换IP-1 应用初始逆置换IP-1对最后一轮迭代之后得到 的R16L16进行置换，得到密文C。
• 分组加密算法本质上体现了n位明文分组和n位密文分组的一一 映射。
• 分组大小n的选择
1“）统如计果分n较析一码小”般，，方的不则法，同得的对变到攻于换的击的n明。位总文分数空组为间的(和2对n密)!称，文分也空组就间密是有限，容易受到 2）如果n充说分，大密，钥则的由个于数得为到(的2n明)!个文。空间和密文空间足够大， 明文的统计特征将被掩盖，可以抵抗“统计分析”方法的攻击 ；但同时也将导致密钥数目的急剧增加和密钥空间的急剧增大 ，这会给密钥的分配、管理和存储带来很大的困难。
Feistel 密码结构
DES算法的整体结构 ——Feistel密码结构
• 每一轮的迭代算法 加密：对于每一轮 i=1,2,...,n,新 的左右部分根据如下规则重新
移位密码体制
移位密码体制
移位密码体制是一种简单的密码体制，也被称为凯撒密码。
它的原理是通过将明文中的字母按照一定规则进行循环移动，从而生成密文。
具体来说，移位密码将字母表中的每个字母向后（或向前）移动一个固定的位置。
例如，如果移位量为3，则字母A会被替换为D，B会被替换为E，以此类推，直到字母Z被替换为C。
这样，明文中的每个字母都会被替换成相应的密文字母。
移位密码的加密和解密过程是相同的，只需根据移位量的正负方向进行相应的移动即可。
例如，加密时向后移动3个位置，解密时就需要向前移动3个位置。
然而，移位密码存在一些弱点。
首先，由于移位量较小且固定，暴力破解的效率较高。
其次，由于字母的频率分布特征在密文中仍然保留，可以通过统计分析来猜测移位量和恢复明文。
因此，在实际应用中，移位密码通常被视为一种较为简单和易于破解的密码体制。
为了增强密码的安全性，通常需要采用更加复杂和高级的密码算法。
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密码体制特征
密码体制也称为密码系统，是指能完整地解决信息安全中的机密性、数据完整性、认证、身份识别、可控性及不可抵赖性等问题中的一个或几个的一个系统。
密码体制的特征主要包括以下几点：
1. 保密性：密码体制能够保护信息的机密性，确保只有授权的人员能够访问和理解信息内容。
2. 完整性：密码体制能够保证信息的完整性，防止信息在传输或存储过程中被篡改或损坏。
3. 可用性：密码体制应提供必要的安全机制，以确保授权用户能够快速、有效地访问和使用信息。
4. 可控性：密码体制应提供对信息传播范围和信息内容的有效控制，防止未经授权的传播和使用。
5. 不可抵赖性：密码体制应提供必要的机制，以防止用户抵赖其行为，如签名和时间戳等技术。
总之，密码体制是一个重要的信息安全技术，它通过保护信息的机密性、完整性、可用性和可控性，来保证信息的安全。