第二章密码学基础6——安全协议教材
密码学基础PPT课件
一个明文字母有多种可能的代换密文字母，使 得频率分析困难的多(hs成为BP, hq成为YP)。
由于这些原因，Playfair密码过去长期被认 为是不可破的。
最简单的多表代换密码---Vigenère
注意
Internet的广泛应用，可以把全世界的计算机资源 连成一体，形成巨大的计算能力，从而拥有巨大的 密码破译能力，使原来认为安全的密码被破译。
1994年，40多个国家的600多位科学家通过Internet， 历时9个月破译了RSA-129密码，1999年又破译了RSA - 140密码，2005年，RSA-200也被成功破译。
经典密码运用的两种基本技术：
代换法：将明文字母替换成其他字母、数字 或符号
置换法：明文的字母保持相同，但顺序被打 乱
代换技术
代换法，是将明文字母替换成其他字母、数 字或符号的方法。
Caesar密码（已知的最早的代换密码）
例如：明晨五点发动反攻 明文：MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG 密文：PLQJ FKHQ ZX GLDQ ID GRQJ IDQ JRQJ
密码系统的分类(3)
根据加密算法是否变化分类
设E为加密算法，K0, K1,…,Kn,为密钥， M0,M1,…,Mn为明文，C为密文
固定算法密码体制
C0=E(M0,K0), C1=E(M1,K1),..., Cn=E(Mn,Kn)
变化算法密码体制
C0=E1 (M0,K0), C1=E2 (M1,K1),..., Cn=En (Mn,Kn)
密码学的发展历史(5)
信息安全基础知识培训教材
信息安全基础知识培训教材第一章：信息安全概述1.1 信息安全的定义及重要性1.1.1 信息安全的定义1.1.2 信息安全的重要性1.2 信息安全的威胁1.2.1 黑客攻击1.2.2 病毒和恶意软件1.2.3 社交工程1.2.4 数据泄露和盗窃1.3 信息安全法律法规1.3.1 国家相关法律法规1.3.2 个人隐私保护相关法规第二章：密码学基础2.1 密码学概述2.1.1 密码学的定义2.1.2 密码学的分类2.2 对称加密算法2.2.1 DES算法2.2.2 AES算法2.2.3 RC4算法2.3 非对称加密算法2.3.1 RSA算法2.3.2 ECC算法2.4 密钥交换算法2.4.1 DH算法2.4.2 ECDH算法第三章：网络安全基础3.1 网络安全概述3.1.1 网络安全的定义3.1.2 网络安全的威胁类型3.2 防火墙3.2.1 防火墙的作用3.2.2 防火墙的工作原理3.2.3 常见的防火墙类型3.3 入侵检测与防御3.3.1 入侵检测系统（IDS） 3.3.2 入侵防御系统（IPS）3.4 VPN技术3.4.1 VPN的定义及作用3.4.2 VPN的工作原理3.4.3 常用的VPN协议第四章：用户安全教育4.1 用户安全意识培养4.1.1 用户安全意识的重要性 4.1.2 用户安全教育的方法4.2 密码设置与管理4.2.1 强密码的要求4.2.2 密码管理的注意事项4.3 社交工程防范4.3.1 社交工程的手段4.3.2 防范社交工程攻击的方法第五章：应急预案和恢复5.1 信息安全事件的分类5.1.1 安全事件的定义5.1.2 常见的安全事件类型5.2 信息安全事件处理流程5.2.1 安全事件的报告与识别5.2.2 安全事件的分析与定级5.2.3 安全事件的处置与恢复5.3 应急预案和演练5.3.1 应急预案的编制5.3.2 应急演练的重要性5.3.3 应急演练的步骤结语通过本教材的学习，您将掌握信息安全的基础知识，了解信息安全的重要性，掌握密码学的基本原理，了解网络安全的防护措施，学会用户安全教育的方法，以及掌握信息安全事件的处理流程和应急预案的编制。
《网络安全协议基础》PPT课件
TCP在建立连接的时候需要三次确认，俗称“三
次握手”，在断开连接的时候需要四次确认，俗 称“四次挥手”。
h
25
TCP协议的三次“握手”
172.18.25.110
172.18.25.109
我可以连接到你吗？
当然可以
那我就不客气了
h
26
TCP协议的三次“握手”
这个过程在FTP的会话过程中也明显的显示出来， 如图2-12所示。
网络层： 路由、转发，拥塞控制
数据链路层： 成帧，差错控制、流量控 制，物理寻址，媒体访问 物控理制层： 缆线，信号的编码，网络 接插件的电、机械接口
h
ISO-OSI模型
分组 帧 PDU: Protocol Data Unit 协议数据单元 3
数据的封装
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层
h
30
TCP协议的四次“挥手”
需要断开连接的时候，TCP也需要互相确认才可以断开连 接，四次交互过程如图2-16所示。
172.18.25.110
172.18.25.109
我要结束连接
当然可以 终止了
好，收到
h
31
第一次“挥手”
第一次交互过程的数据报结构
h
32
第二次“挥手”
第一次交互中，首先发送一个FIN=1的请求，要求断开， 目标主机在得到请求后发送ACK=1进行确认
h
33
第三次“挥手”
在确认信息发出后，就发送了一FIN=1的包，与源主机断开。
h
34
第四次“挥手”
随后源主机返回一条ACK=1的信息，这样一次完整的TCP 会话就结束了。
h
35
用户数据报协议UDP
网络安全防护技能培训教材
网络安全防护技能培训教材第1章网络安全基础概念 (4)1.1 网络安全的重要性 (4)1.1.1 个人信息安全 (4)1.1.2 企业信息安全 (4)1.1.3 国家信息安全 (4)1.2 常见网络安全威胁 (4)1.2.1 恶意软件 (4)1.2.2 网络钓鱼 (4)1.2.3 社交工程 (4)1.2.4 DDoS攻击 (4)1.2.5 数据泄露 (5)1.3 安全策略与防护措施 (5)1.3.1 安全策略 (5)1.3.2 防护措施 (5)第2章密码学基础 (5)2.1 密码学概述 (5)2.2 对称加密算法 (5)2.3 非对称加密算法 (6)2.4 哈希算法与数字签名 (6)第3章网络设备与系统安全 (6)3.1 网络设备的安全配置 (6)3.1.1 基本安全配置原则 (6)3.1.2 路由器安全配置 (7)3.1.3 交换机安全配置 (7)3.1.4 无线设备安全配置 (7)3.2 操作系统的安全防护 (7)3.2.1 操作系统安全概述 (7)3.2.2 常见操作系统安全漏洞 (7)3.2.3 操作系统安全防护策略 (7)3.2.4 主机安全防护 (7)3.3 网络安全设备介绍 (7)3.3.1 防火墙 (7)3.3.2 入侵检测系统（IDS）与入侵防御系统（IPS） (7)3.3.3 虚拟专用网络（VPN） (8)3.3.4 安全审计设备 (8)第4章网络攻防技术 (8)4.1 扫描与探测技术 (8)4.1.1 基本概念 (8)4.1.2 常用扫描技术 (8)4.1.3 常用探测工具 (8)4.2 漏洞分析与利用 (8)4.2.2 漏洞挖掘技术 (8)4.2.3 常用漏洞利用工具 (9)4.3 防御策略与应对措施 (9)4.3.1 防御策略 (9)4.3.2 应对措施 (9)第5章恶意代码与病毒防护 (9)5.1 恶意代码概述 (9)5.1.1 恶意代码的定义 (9)5.1.2 恶意代码的类型及特点 (10)5.2 病毒防护技术 (10)5.2.1 病毒防护原理 (10)5.2.2 常见病毒防护技术 (10)5.3 勒索软件防护策略 (10)5.3.1 勒索软件概述 (10)5.3.2 勒索软件防护策略 (11)第6章防火墙与入侵检测系统 (11)6.1 防火墙原理与配置 (11)6.1.1 防火墙概述 (11)6.1.2 防火墙工作原理 (11)6.1.3 防火墙配置 (11)6.2 入侵检测系统原理与应用 (12)6.2.1 入侵检测系统概述 (12)6.2.2 入侵检测系统工作原理 (12)6.2.3 入侵检测系统应用 (12)6.3 防火墙与入侵检测系统的联动 (12)6.3.1 联动原理 (12)6.3.2 联动配置 (12)第7章虚拟专用网络（VPN） (13)7.1 VPN技术概述 (13)7.1.1 VPN的定义与功能 (13)7.1.2 VPN的分类 (13)7.1.3 VPN的典型应用场景 (13)7.2 VPN加密协议 (13)7.2.1 加密技术在VPN中的应用 (13)7.2.2 常见VPN加密协议 (13)7.2.3 加密协议的选择与配置 (13)7.3 VPN设备的配置与管理 (13)7.3.1 VPN设备选型与部署 (13)7.3.2 VPN设备配置基本步骤 (14)7.3.3 VPN设备管理 (14)7.3.4 VPN设备故障排除 (14)第8章无线网络安全 (14)8.1 无线网络安全概述 (14)8.1.2 威胁类型 (14)8.1.3 安全挑战 (14)8.2 无线网络安全协议 (15)8.2.1 WEP (15)8.2.2 WPA (15)8.2.3 WPA2 (15)8.2.4 WPA3 (15)8.3 无线网络安全防护策略 (15)8.3.1 加强无线接入点安全 (15)8.3.2 强化密码策略 (16)8.3.3 网络隔离与访问控制 (16)8.3.4 安全监控与审计 (16)第9章应用层安全 (16)9.1 Web安全防护 (16)9.1.1 概述 (16)9.1.2 Web攻击手段 (16)9.1.3 Web防护策略 (16)9.1.4 Web应用防火墙 (16)9.1.5 与SSL/TLS (17)9.2 数据库安全 (17)9.2.1 数据库安全概述 (17)9.2.2 数据库访问控制 (17)9.2.3 数据库加密技术 (17)9.2.4 数据库防火墙 (17)9.2.5 数据库安全运维 (17)9.3 邮件安全与防护 (17)9.3.1 邮件安全概述 (17)9.3.2 邮件加密技术 (17)9.3.3 邮件认证与签名 (17)9.3.4 邮件过滤与防护 (17)9.3.5 邮件服务器安全配置 (17)第10章安全审计与应急预案 (17)10.1 安全审计概述 (17)10.1.1 安全审计的定义与作用 (17)10.1.2 安全审计的分类与标准 (18)10.1.3 安全审计的实施步骤 (18)10.2 安全事件应急响应 (18)10.2.1 安全事件概述 (18)10.2.2 安全事件应急响应流程 (18)10.2.3 安全事件应急响应团队建设 (18)10.3 安全预案制定与演练 (18)10.3.1 安全预案概述 (18)10.3.2 安全预案的编制方法 (18)10.3.3 安全预案的演练与评估 (18)第1章网络安全基础概念1.1 网络安全的重要性网络安全作为维护国家、企业和个人信息安全的关键环节，日益受到广泛关注。
密码学基础ppt课件
2019
29
对称密码算法 vs.非对称密码算法
对称密码算法（Symmetric cipher）：加密密钥和解 密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一 个。又称传统密码算法（Conventional cipher)、秘密密 钥算法或单密钥算法。
DES、3DES、IDEA、AES
16
密码学
密码学（Cryptology）
• 研究信息系统安全保密的科学。由两个 相互对立、相互斗争，而且又相辅相成 、相互促进的分支科学所组成的，分别 称为密码编码学（Cryptography）和密码 分析学（Cryptanalysis）。
2019
17
密码编码学 Vs. 密码分析学
密码编码学（Cryptography） • 主要研究对信息进行编码，实现对信息的隐 蔽。 密码分析学（ Cryptanalysis ） • 主要研究加密消息的破译或消息的伪造。
加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥的控制下进 行的,分别称为加密密钥(Encryption Key) 和解密密钥 (Decryption Key)。
2019 23
密码算法
密码算法（Cryptography Algorithm）：用于加密 和解密操作的数学函数。 加密算法（Encryption Algorithm）：发送者对明 文进行加密操作时所采用的一组规则。 解密算法（Decryption Algorithm）：接收者对密 文进行解密操作时所采用的一组规则。
90年代，逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法。
公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的保密通 信成为可能！
2019 14
什么是密码学
密码学基本概念 密码体制分类 密钥管理
密码学基础教学大纲完整版
《密码学基础》课程教学大纲（课程代码：07310620）课程简介密码学基础是信息安全专业的一门技术基础课程，该课程的学习将为后续的信息安全课程打下基础，同时也为将来从事信息安全研究和安全系统的设计提供必要的基础。
该课程主要讲授流密码（古典密码学）分组密码学、公钥密码学、密钥分配与管理、信息认证和杂凑算法、数字签名以及网络加密与认证等几个部分，在其中将学习各种加解密、散列函数、单向函数、签名模式及伪随机发生器等多种密码学工具，以及如何应用这些工具设计一个实现基本信息安全目标的系统（目前学时不够，没有安排）。
基本密码学工具的掌握和应用这些工具构造安全服务就是本课程的基本目标。
本课程具有如下特点：（一）依赖很强的数学基础本课程需要数论、近世代数、概率论、信息论、计算复杂性等数学知识作为学习的基础。
这些数学基础的讲解既要体现本身的体系性，同时还要兼顾密码学背景。
（二）可扩展性强各种具体方法的学习不是本课程的最终目标，背后的基本原理以及应用这些原理设计新工具的能力才是本课程的最终目标。
（三）课程内容复杂且涉及面广由于密码学内容丰富，且包含许多复杂的知识点，所以本课程的讲授以线为主，即在基本主线的勾勒基础上对授课内容及复杂程度做出取舍。
本课程先修课程有：数据结构、近世代数、概率论、高等数学、高级语言程序设计等。
后续课程有信息安全扫描技术、PKI技术、病毒学等专业课程。
课程教材选用国内信息安全优秀教材杨波编著的《现代密码学》（清华大学出版社），同时参考国外优秀教材：《经典密码学与现代密码学》,Richard Spillman，清华大学出版社、Douglas R. Stinson著，冯登国译的《密码学原理和实践》，电子工业出版社,2003年2月第二版。
另外还向学生推荐国内的一些具有特色的操作系统教材如胡向东编写的《应用密码学教程》（电子工业出版社）等。
实验教材选用自编的实验指导书，同时参考上海交大的“信息安全综合实验系统实验指导书”，除了这些教材之外，学校的图书馆为师生提供了相关的学术期刊和图书。
信息安全原理和应用第二章 密码学基础
并构造出相应的明文x。
这一切的目的在于破译出密钥或密文
15
电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
内容提要
• 基本概念和术语 • 密码学的历史 • 古典密码
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电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
密码学的起源和发展-i
模运算-ii
• 类似普通的加法，在模运算中的每个数也存在加法逆 元，或者称为相反数。
• 一个数x的加法逆元y是满足x+y 0 mod q的数。 • 对每一个 wZq ，存在z，使得w+z 0 mod q。 • 在通常的乘法中，每个数存在乘法逆元，或称为倒数。
在模q的运算中，一个数x的乘法逆元y是满足x y 1 mod q 的数。但是并不是所有的数在模q下都存在乘法 逆元。 • 如果(ab)mod q=(ac) mod q， b c mod q， 如果a与q 互素。 • 如果q是一个素数，对每一个 wZq ,都存在z，使得w z 1 mod q，z称作w的乘法逆元w-1。
密码学的目的：A和B两个人在不安全的信道上进行 通信，而攻击者O不能理解他们通信的内容。
7
电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
密码体制
• 密码体制：它是一个五元组（P,C,K,E,D)满足条件：
（1）P是可能明文的有限集；（明文空间）
（2）C是可能密文的有限集；（密文空间）
（3）K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间）
Twofish, Serpent等出现 2019年Rijndael成为DES的替代者
21
电子工业出版社，《信息安全原理与应用》
内容提要
《密码学》教材教程(信息安全)
第一章信息安全整体架构本章摘要1.1信息安全之定义1.2密码系统简介1.3使用者识别与讯息鉴别1.4通讯安全协议1.5小结本章前言在20-21世纪之交，由于电子、信息、电信等基础科学的突飞猛进，不仅造就新兴产业如半导体、3C产业等，亦协助了传统产业的改头换面。
这种以信息技术为中心的技术革命，对人类的经济、社会与文化均产生革命性的影响。
伴随着网际网络的蓬勃发展，建构网络安全环境亦成为不可轻忽的问题。
本章内容涵盖信息安全之定义、密码系统简介、使用者识别与讯息鉴别、通讯安全协议，与网络系统运作与安全机制等。
信息安全定义方面，将透过狭义与广义之信息安全来作区分，并介绍系统安全之威胁，包括系统的软件、硬件与资料的威胁，可藉由信息系统控管机制来避免系统遭受攻击。
密码系统简介方面，包括加解密系统与数字签章系统之说明与其特性之介绍。
使用者识别与讯息鉴别方面，介绍使用者识别与通行码之使用原则，及验证程序，并说明通行码确认的未来发展趋势。
通讯安全协议方面，针对通讯安全协议运作模式作一简介，包括中介协议(arbitrated protocol)、仲裁协议(adjudicated protocol)，与自我施行协议(self-enforcing protocol)。
本章最后将针对网络系统运作与所需安全机制作一概略性之介绍。
学习路径v 信息安全整体架构包括密码系统、通讯安全协议、系统安全控管，与安全机制等，此架构在企业对信息安全需求的达成扮演相当重要的角色，而其中安全机制更是最重要的一环，本章将为读者做一整体概念的介绍。
v 本章首先说明信息安全之定义，并透过一连串之系统安全之威胁、密码系统简介、使用者识别与讯息鉴别、通讯安全协议、系统安全控管，与网络系统运作与安全机制等介绍，以期读者对信息安全整体架构有初步的认识与了解。
BA BCA BC 本章内容1.1 信息安全之定义信息系统安全三大目标为机密性(confidentiality)、真确性/完整性(integrity)，与可取用性(availability)。
《网络安全协议基础》课件
1 SSH
2 SSL/TLS
Secure Shell 是一种常用 的应用层安全协议，用于 安全远程登录和文件传输。
SSL/TLS在应用层进行加 密，保护Web浏览器和服 务器之间的通信安全。
3 PGP
Pretty Good Privacy 是一 种常用的加密和数字签名 协议，用于保护电子邮件 和文件的安全。
主要的网络安全协议标准
1
RFC 5246
TLS协议的标准文档，规定了TLS/SSL的
RFC 4301
2
实现和使用。
IPSec协议的标准文档，定义了IPSec的
协议规范和安全架构。
3
RFC 4251
SSH协议的标准文档，描述了SSH协议 的工作原理和安全机制。
总结
网络安全协议是保护网络通信安全的重要手段，包括传输层安全协议、网络 层安全协议和应用层安全协议。了解常见的网络安全协议和标准，对建立安 全的网络环境至关重要。
网络层安全协议
1
IPS ec隧道模式
IPSec隧道模式用于创建安全的虚拟专用网络，保证数据在网络上的安全传输。
2
防火墙
防火墙是一种常见的网络层安全设备，用于检测和过滤网络流量，以保护网络免 受攻击。
3
路由器访问控制列表
路由器访问控制列表用于限制网络流量的访问权限，增强网络的安全性。
应用层安全协议
SSH
Secure Shell 是一种应用层安 全协议，用于远程登录和安全 文件传输程
SSL证书
HTTPS
TLS握手过程包括协议版本协商、 密钥交换、身份验证和加密通信 等步骤。
SSL证书用于验证服务器身份， 并提供公钥加密和数字签名功能。
《现代密码学》教学大纲
动、答疑模块。
六、考核方式
闭卷笔试，课程作业、实验成绩、课堂表现、考勤。
七、成绩评定方法
期末笔试成绩占 80%，平时成绩占 20%（根据课程作业、实验成绩、课堂表现、
考勤等）。
八、主要参考书籍
1．谷利泽，郑世慧，杨义先. 现代密码学教程. 北京邮电大学出版社，2015.3
（教材）。
2．B. Schneier. Applied cryptograghy second edition: protocols, algorithms, and
题；
1.2 具有扎实的专业基础理论，包括信息论与编码、密码学原理、信息
目标 5 安全数学基础、计算机网络技术等，能够用其解决信息安全相关领域
H
的复杂工程问题；
4.5 能正确采集、整理实验和模拟数据，对实验及模拟结果进行关联、 M
建模、分析处理，获取果进行关联、 H
source code in C. NewYork: John Wiley & Sons, 1996. 中译本: 吴世忠, 祝世雄, 张文
政译。
3．马春光. 现代密码学教程, 哈尔滨工程大学自编讲义。
大纲编写者：方贤进，xjfang@, /~xjfang/crypto/
一、教学目标
通过本课程的理论教学及实验训练，使学生具备以下知识和能力：
目标 1：掌握密码学与信息安全的关系、信息安全的目标（5 要素）；掌握现代
密码学的研究内容与体系结构；掌握保密系统的模型及安全性、认证系统的模型及
安全性。
目标 2：掌握古典密码体制中的两种方法：置换密码与代换密码；掌握古典密
码分析方法，能使用“拟重合指数法”对“多表代换加密”实行“唯密文攻击”。
《安全协议分析》课程教学大纲
《安全协议分析》课程教学大纲课程名称安全协议分析课程编码131530028 课程类型（学院内）跨专业课程适用范围信息安全学分数 2 先修课程密码学原理、信息论学时数32 其中实验学时其中实践学时考核方式考查制定单位数学与信息科学学院执笔者审核者一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务《安全协议分析》是信息安全专业学生应该掌握的一门基本技术。
随着计算机技术和网络的快速发展，电子商务和电子政务的遍及，协议的安全性成为重点研究课题。
通过对这门课的学习，培养具有安全协议的理论知识，能够掌握设计安全协议的基本理论、方法与技能，能解决网络中实际应用问题的高级理论研究型人才和技术型人才。
（二）课程教学的目的和要求本课程通过网络中各种安全协议与技术的学习，掌握网络安全的基本概念及基本技术，以及根据不同的环境和业务需求，灵活运用不同的网络安全技术，保护网络的可控性和可用性，保障信息的机密性和完整性。
了解：协议安全分析的重要性。
理解：网络安全提供的服务和各种安全技术，系统地介绍网络层、传输层及应用层的各种安全协议，其中包括IPSec、SSL/TLS和PGP、SSH等，介绍公钥基础设施（PKI）和虚拟专网（VPN）技术。
掌握：网络安全的基本知识和基本理论，网络层安全协议IPSec和IPSec VPN。
（三）课程教学方法与手段本课程采用教师讲授、学生自学相结合的方式。
其手段有：1：利用网络资源、多媒体等教学手段为教学服务，结合相关知识进行讲解；2：详细讲解相关内容，引导学生对此进行深入的思考与分析，勇于单独发表自己的间接；3：课前安排学生查找相关资料，课后布置作业，理论与实践相结合，让学生体会并领略安全协议，对协议的安全性有更深刻的认识；4：引导学生进行创新思维，力求提出新见解。
（四）课程与其它课程的联系在学习本课程之前，学生应该学习《密码学原理》、《信息论和编码》、《计算机网络》等课程。
（五）教材与教学参考书教科书：网络安全基础教程:应用与标准（影印版）,清华大学出版社 2002参考书：Network Security Essentials：Applications and Standards , William Stallings , Prentice HallIPSec VPN 的安全实施，（美）Carlton R． Davis著，周永彬、冯登国等译清华大学出版社，2002二、课程的教学内容、重点和难点第一章：综述1．网络安全概述2．网络参考模型—OSI7层模型和TCP/IP模型3．网络各层相关的安全协议概述4．加密与认证技术基础重点：网络参考模型—OSI7层模型和TCP/IP模型第二章：公钥基础设施PKI1．PKI基本概念；2．PKI中常用的密码技术；3．PKI体系结构；4．PKI功能操作；5．PKI体系的互通性与标准化。
密码学基础_图文
解密过程与加密过程类似,不同的只是进行模26减,而不是模26 加。
使用Vigenère表可以方便地进行加密和解密。
@
基本概念
• 密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全保密 的科学.
➢ 密码编码学(Cryptography): 主要研究对信息 进行编码,实现对信息的隐蔽.
➢ 密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消 息的破译或消息的伪造.
密码新技术
• 量子密码(单量子不可复制定理) • DNA密码 • 化学密码 • ……
• 消息被称为明文(Plaintext)。用某种方法伪装消息以 隐藏它的内容的过程称为加密(Encrtption)，被加密 的消息称为密文(Ciphertext)，而把密文转变为明文 的过程称为解密(Decryption)。
• 对明文进行加密操作的人员称作加密员或密码员 (Cryptographer).
• 例如：明文INTELLIGENT用密钥PLAY加密为： M＝INTE LLIG ENT K＝PLAY PLAY PLA
Ek(M)＝XYTC AMIE TYT
• 例 设m＝6，且密钥字是CIPHER,这相应于密钥。假定明文串 是 this cryptosystem is not secure 首先将明文串转化为数字串，按6个一组分段，然后模26“加”上 密钥字得：
密码算法分类-iii
• 按照明文的处理方法： ➢ 分组密码（block cipher):将明文分成固定长度
的组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出 也是固定长度的密文。 ➢ 流密码（stream cipher):又称序列密码.序列密 码每次加密一位或一字节的明文，也可以称为 流密码。
信息安全技术教案
信息安全技术教案第一章：信息安全概述1.1 信息安全的重要性1.2 信息安全的风险与威胁1.3 信息安全的目标与原则1.4 信息安全的发展趋势第二章：密码学基础2.1 密码学概述2.2 对称加密算法2.3 非对称加密算法2.4 哈希算法与数字签名第三章：网络攻防技术3.1 网络攻击手段与防护策略3.2 入侵检测与防御系统3.3 防火墙与虚拟专用网络3.4 恶意代码与恶意软件防护第四章：操作系统安全4.1 操作系统的安全机制4.2 操作系统的安全配置4.3 操作系统的安全补丁管理4.4 操作系统安全的最佳实践第五章：数据库安全5.1 数据库安全的重要性5.2 数据库安全机制与策略5.3 数据库加密与访问控制5.4 数据库安全审计与监控第六章：应用程序安全6.1 应用程序安全概述6.2 常见应用程序安全漏洞6.3 应用程序安全编程实践6.4 应用程序安全测试与验证第七章：电子邮件与网络安全7.1 电子邮件安全问题7.2 电子邮件加密与数字签名7.3 垃圾邮件过滤与反垃圾邮件技术7.4 网络安全与数据传输保护第八章：网络安全协议8.1 网络安全协议概述8.2 SSH协议与远程登录安全8.3 SSL/TLS协议与Web安全8.4 IPSec协议与虚拟专用网络第九章：信息安全策略与标准9.1 信息安全策略的制定与实施9.2 信息安全标准与法规9.3 信息安全风险评估与管理9.4 信息安全合规性与审计第十章：信息安全趋势与未来发展10.1 新兴信息安全技术10.2 云计算与大数据安全10.3 物联网安全挑战与解决方案10.4 与机器学习在信息安全中的应用重点和难点解析重点一：信息安全的重要性信息安全对个人、企业和国家的重要性不容忽视，需要重点关注信息安全的基本概念和内涵。
理解信息安全的风险与威胁，以及如何进行风险评估和管理。
重点二：密码学基础密码学是信息安全的核心技术之一，需要重点掌握对称加密算法、非对称加密算法和哈希算法。
密码学基础
现代密码学
1.2.3 密码体制的攻击方法
密码分析者攻击密码体制的方法： （1）穷举攻击：通过试遍所有的密钥来进行破译。
对抗：可增大密钥的数量。 （2）统计分析攻击：通过分析密文和明文的统计规律来破译。
对抗：设法使明文和密文的统计规律不一样。 （3）解密变换攻击：针对加密变换的数学基础，通过数学求 解设法找到解密变换。
1928年开始使用。 ➢1933年，纳粹最高统帅部通信部决定将
“ENIGMA”作为德国国防军新式闪击部队 的通信装置。 ➢ 1940年，盟军破译ENIGMA
电子科技大学
现代密码学
传说，古时候有一对夫妻，男的名叫李石匠，女的叫张 小花。李石匠靠手艺赚钱，张小花在家纺纱织布。一年， 李石匠参加修建石桥，因工程紧张，十一个月也没回家 一次。张小花独自在家只有纺车做伴。一天石匠工地回 来一个工友路过她家，她托这个工友给丈夫带去一封书 信。
明文
加密 密钥
加密
密文
解密 密钥
解密
原始明文
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现代密码学
密码学起源
大约在4000年以前，在古埃及的尼罗河畔，一位 擅长书写者在贵族的基碑上书写铭文时有意用加 以变形的象形文字而不是普通的象形文字来写铭 文，从而揭开了有文字记载的密码史。这篇颇具 神秘感的碑文，已具备了密码的基本特征：把一 种符号(明文)用另一种符号(密文)代替
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1.2 密码学的基本概念
明文（plaintext）: 没有加密的信息 密文（ciphertext）: 加密后的信息 加密变换（encryption）: 从明文到密文的变换
解密变换（decryption）: 从密文到明文的变换
密钥(key): 加密和解密是在密钥控制下进行的。
密码学中的安全协议设计与分析
密码学中的安全协议设计与分析第一章：引言密码学是信息安全领域的重要组成部分，它研究如何保护信息的机密性、完整性和可用性。
在今天的网络环境中，保护通信过程中涉及的数据免受未经授权的访问和篡改至关重要。
为了应对这一挑战，密码学研究了安全协议的设计与分析方法。
第二章：基础知识本章将介绍密码学中的基本概念和数字加密算法。
首先，我们讨论对称加密算法和非对称加密算法的原理和特点。
其次，我们将介绍哈希函数的原理和应用。
最后，我们讨论数字签名算法和数字证书的作用。
第三章：安全协议的设计在这一章中，我们将讨论安全协议的设计原则和常用的设计方法。
首先，我们将介绍协议的目标和基本要求，包括机密性、完整性和认证等。
然后，我们将讨论安全协议的通信模型和设计步骤。
最后，我们将介绍一些常用的安全协议设计方法，如Needham-Schroeder协议和Kerberos协议。
第四章：安全协议的分析在这一章中，我们将讨论安全协议的分析方法和工具。
首先，我们将介绍形式化方法在安全协议分析中的应用。
其次，我们将讨论基于模型检测和安全协议验证的分析方法。
最后，我们将介绍一些常用的安全协议分析工具，如ProVerif和Scyther。
第五章：实例研究为了更好地理解安全协议的设计和分析过程，本章将通过几个实例来说明。
我们将选择一些经典的安全协议，并介绍它们的设计原理和分析结果。
通过对这些实例的研究，读者可以更好地理解如何应用前面章节中的理论知识。
第六章：未来发展在这一章中，我们将展望密码学中安全协议设计和分析的未来发展方向。
首先，我们将讨论量子密码学对传统密码学的冲击和挑战。
然后，我们将介绍安全协议设计中的一些新颖方法，如基于机器学习和人工智能的设计方法。
最后，我们将讨论安全协议分析工具的发展趋势和未来可能的改进方向。
结论安全协议的设计与分析在保护信息安全和网络安全方面起着至关重要的作用。
通过建立合适的安全协议，可以有效地防止恶意攻击者获取敏感信息或破坏通信平台。
《电子商务安全》教案
《电子商务安全》教案第一章：电子商务安全概述1.1 电子商务的安全问题1.2 电子商务安全的重要性1.3 电子商务安全的发展历程1.4 电子商务安全的基本概念第二章：密码学基础2.1 密码学概述2.2 对称加密算法2.3 非对称加密算法2.4 数字签名技术第三章：网络通信安全3.1 网络通信安全概述3.2 TCP/IP协议的安全问题3.3 SSL/TLS协议3.4 VPN技术第四章：身份认证与授权4.1 身份认证概述4.2 数字证书与CA认证4.3 常用的身份认证协议4.4 授权机制第五章：电子商务安全协议5.1 SSL/TLS协议5.2 SET协议5.3 S协议5.4 移动支付安全协议第六章：计算机病毒与恶意代码防护6.1 计算机病毒概述6.2 恶意代码的分类与传播途径6.3 防病毒技术6.4 防恶意代码策略第七章：网络攻防技术7.1 网络攻击手段概述7.2 常见网络攻击技术7.3 网络安全防护技术7.4 安全防御策略第八章：数据库安全8.1 数据库安全概述8.2 数据库常见安全威胁8.3 数据库安全技术8.4 数据库安全策略第九章：电子商务网站安全9.1 电子商务网站安全概述9.2 网站安全漏洞及防护9.3 网站安全评估与监测9.4 网站安全策略第十章：电子商务安全管理10.1 安全管理概述10.2 安全风险评估与管理10.3 安全审计与合规10.4 安全培训与意识提高第十一章：隐私保护与数据安全11.1 隐私保护概述11.2 个人数据保护法律法规11.3 隐私保护技术11.4 数据安全与合规策略第十二章：移动电子商务安全12.1 移动电子商务安全挑战12.2 移动支付安全12.3 移动设备管理12.4 移动应用安全第十三章：云计算与大数据安全13.1 云计算安全概述13.2 云计算安全模型与架构13.3 大数据安全挑战13.4 云大数据安全解决方案第十四章：电子商务安全案例分析14.1 电子商务安全事件回顾14.2 案例分析方法14.3 常见安全事件的原因与教训14.4 安全事件的应对与恢复第十五章：电子商务安全发展趋势15.1 电子商务安全技术发展趋势15.2 法律法规与政策导向15.3 行业标准与最佳实践15.4 未来挑战与机遇重点和难点解析本教案《电子商务安全》涵盖了电子商务安全的基本概念、密码学基础、网络通信安全、身份认证与授权、电子商务安全协议、计算机病毒与恶意代码防护、网络攻防技术、数据库安全、电子商务网站安全、电子商务安全管理、隐私保护与数据安全、移动电子商务安全、云计算与大数据安全、电子商务安全案例分析以及电子商务安全发展趋势等各方面的内容。
密码学基础
另一种是将明文的消息进行分组， 逐组进行加密，称之为分组密码。 单钥密码也成为对称密码。 在密码学中，单钥体制不仅可以用 于加密，还可以用于消息的认证。
双钥密码体制
双钥密码体制是由Diffie-Hellman于1976年 首先引入的。采用双钥体制的每一个用户 都有一对密钥，其中一个密钥是可以公开 的，称为公钥；另一个是秘密的，称为私 钥。双钥密码体制也称为公钥密码体制， 又称非对称密码体制。
双钥体制的主要特点在于加密和解密能 力的分开，因而可以实现有多个用户加 密的消息可以有一个用户解读，或由一 个用户加密的消息，可以被多个用户解 读。基于这两个特点，前者可以用于在 公共网络中实现保密通信，后者可实现 对用户的认证。
密码攻击方法
按敌手获得信息量的多少将攻击的类型划分为 以下4类。 密码分析学是指在没有加密密钥的情况下,攻击 密文的过程 ♦唯密文攻击(ciphertext only ) --只知道算法与一些密文 --利用统计方法 --需要能够识别明文
密码学(Cryptology): 是研究信息系统安全 保密的科学，包括密码编码学和密码分 析学。
一个通信保密系统由以下几部分组成： • 明文消息空间M • 密文消息空间C • 密钥空间K EK : M C • 加密变换 • 解密变换 DK : C M 称总体 (M , C, K , Ek , Dk ) 为保密通信系统。
2.
入侵者和病毒 信息安全的人为威胁主要来自用户和恶意 软件的非法侵入。 黑客：入侵信息系统的用户。实施破译或 进入计算机系统；或者对计算机系统进行 破坏；或非法窃取系统资源（如窃取信用 卡号或非法资金传送），对数据进行未受 权的修改或破坏计算机系统。
恶意程序
需要主程序
网络安全电子书
网络安全电子书《网络安全初级指南》第一章：网络安全概述1.1 网络安全的定义和重要性1.2 常见的网络安全威胁1.3 网络安全的基本原则第二章：密码学基础2.1 对称加密和非对称加密2.2 密码学中常见的算法和协议2.3 密码学在网络安全中的应用第三章：网络攻击和防御3.1 黑客常用的攻击手段3.2 常见的防御技术和措施3.3 搭建网络防火墙和入侵检测系统第四章：网络安全操作指南4.1 安全的网络浏览和下载4.2 安全的电子邮件使用和防范邮件欺诈4.3 安全的社交媒体使用和防范网络钓鱼第五章：移动设备安全5.1 移动设备安全风险分析5.2 安全的移动设备使用和防范数据泄露5.3 移动设备数据的加密和备份第六章：网络安全法律法规6.1 国内外网络安全法律法规的概述6.2 网络安全法律法规的重要内容解读6.3 个人和企业应遵守的网络安全法律法规第七章：网络安全意识教育7.1 常见网络安全意识教育的方法和活动7.2 增强个人网络安全意识的技巧和建议7.3 企业网络安全意识教育的策略和实施第八章：网络安全应急响应8.1 网络安全事件的分类和级别8.2 网络安全应急响应的基本流程和组织8.3 案例分析和网络安全应急响应的实践经验第九章：未来网络安全挑战和趋势9.1 人工智能在网络安全领域的应用9.2 物联网和云计算对网络安全的影响9.3 区块链技术在网络安全中的应用前景这本电子书《网络安全初级指南》总共包含了九个章节，分别介绍了网络安全的基础概念、密码学、网络攻击和防御、网络安全操作指南、移动设备安全、网络安全法律法规、网络安全意识教育、网络安全应急响应以及未来网络安全的挑战和趋势。
通过对这些知识的学习和了解，读者可以初步了解网络安全的基本概念和技术，并掌握一些基本的网络安全操作技巧和方法。
希望这本电子书能够帮助读者提高网络安全意识，增强网络安全防范能力，从而更好地保护自己和他人的网络安全。
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SET协议是一套由17个部分组成的庞大的协 议系统，它的正式协议文档多达1000多页，涉及 到电子商务交易过程的各个方面。SET协议的支 付部分是由5个子协议组成的，它们分别是：
持卡者注册（Cardholder registration）；
商家注册（Merchant registration）
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安全协议的分类
认证协议 密钥建立协议 认证的密钥建立协议 其他特定应用的协议
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二、实际系统中的安全协议
1. Diffie-Hellman密钥交换协议 （1）协议参与实体
通信双方（A，B） （2）协议目标
通信双方获得共享会话密钥 （3）假设（先决条件）
Lu-Smolka协议是由美国的Shiyone lu和 Scott A. Smolka于1999年在对SET协议进行了模 型化的分析之后提出的一种SET协议的简化版本， 他们将SET协议精简为了6个关键的步骤。
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Lu-Smolka协议
（1）参与实体 C：消费者 M：商家 P：支付网关
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2. 3G中认证与密钥交换协议（AKA协议）
（1）协议实体 MS (Mobile Station)：移动站 VLR (Visited Location Registers)：拜访局 HLR (Home Location Registers)：归属局
（2）协议目标 MS与VLR之间相互认证并获得共享会话密钥
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3. SET 协议
SET(Secure Electronic Transaction，安全 电子交易)是由VISA和MASTERCARD所开发，是 为了在Internet上进行在线交易时保证用卡支付的 安全而设立的一个开放的规范。由于得到了IBM、 HP、Microsoft、NetScape、VeriFone、GTE、 VeriSign等很多大公司的支持，它已形成了事实 上的工业标准，目前它已获得IETF标准的认可。
（3）先决条件 MS与HLR之间有共享会话密钥k
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（4）协议过程
MS
VLR/SGSN
HE/HLR
请求认证数据IMSI
HE到SN间的 认证向量分配
产生认证向量 AV(1..n)
认证数据应答AV(1..n) 存储认证向量
选择认证向量AV(i)
请求用户认证 RAND(i)||AUTN(i)
存在公共元素α,q
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(4)协议过程
A
生成XA<q
YA
计算YA= αXA mod q
YB 计算K1= (YB)XA mod q
B 生成XB<q 计算YB= αXB mod q
计算K2= (YA)XB mod q
K1=K2?
证明：(YB)XA=(αXB)XA= α XAXB=(αXA)XB=(YA)XB
验证AUTN(i) 计算RES(i)
认证与密钥建立
用户认证应答RES(i)
比较RES(i)与XRES(i)
计算CK(i)与IK(i)
选择CK(i)与IK(i)
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其中： AV:=RAND||XRES||CK ||IK ||AUTN
AUTN:=SQN⊕AK||AMF||MAC MAC=f1K(SQN||RAND||AMF) XRES=f2K(RAND) CK=f3K(RAND) IK=f4K(RAND) AK=f5K(RAND)
PY：商家认为自己的应收款
KX：X的公钥 SX：X的私钥 SX{Y}：X用它的私钥对消息Y签名 {Y}KX,：用X的公钥对消息Y加密 C_ACOUNT：客户的账户信息
M_ACOUNT：商家的账户信息
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三、协议分析
两个分析工具： 1）BAN逻辑
4.请求交易授权 5.交易授权回复 7.请款请求 8.请款回复
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收 单 银 行 网 关
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SET协议的复杂而严密的安全保证体系使得 它的应用受到了很大的限制，为此，人们不断的 根据各种实际的应用需要提出了SET协议的简化 版本。这些简化的类SET协议极大的降低了支付 过程的复杂程度，方便了用户的使用，在特定情 况下，能够保证电子商务支付过程的安全。
SC{{TID,C_ACOUNT}KP},SM{TID},{TID,PY,M_ACOU NT}KP
5）P →M: （认证和请款应答）SP{TID,Tr} 6）M →C: （付款应答）SP{TID,Tr}
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其中：
OI：交易的定单信息
PA：客户认为自己的应付款
（2）协议目标 完成客户购买后的安全支付过程
（3）先决条件 基于PKI
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（4）协议过程
1）C →M: （初始化请求） TIDR 2）M →C: （初始化应答）SM{TID} 3）C →M: （付款请求）
SC{TID}, {TID,PA,OI}KM, SC{{TID,C_ACOUNT}KP} 4）M →P: （认证和请款请求）
第二章 密码学基础
第六节 安全协议
主要内容
安全协议概述 实际系统中的安全协议 协议分析
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一、概述
协议是指两方或多方为完成一项任务所进行的一系 列步骤，而每一步必须依次执行，在前一步完成之 前，后面的步骤都不能执行。
协议特点： ➢ 协议自始至终是有序的过程； ➢ 协议至少有两个参与者； ➢ 通过执行协议必须能够完成某项任务，达到特定 的目标；
购买请求（Purchase request）
支付授权（Payment authorization）
支付请款（Payment capture）Biblioteka 西安电子科技大学经济管理学院
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SET协议的支付过程
1.验证商家身份的合法性
2.提交商家的证书
持
商
卡 人
3.经过签名的定单和证书
家
6.定单确认，完成交易