对称密钥密码体系(1)

12
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
密码分析
密码分析学 是在不知道密钥的情况下恢复出
明文的科学
对密码进行分析的尝试称为密码分析攻击
✓ 唯密文攻击 ✓ 已知明文攻击 ✓ 选择明文攻击 ✓ 自适应选择明文攻击
14
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
密码分析
学者Lars Knudsen把破译算法分为不同的类别
第二部分 信息加密与信息隐藏
第2章 对称密钥密码体系
1
可编辑ppt
本章导读
密码编码是对付各种安全威胁的最强有力的工 具，加密技术是信息安全的核心技术。
本章介绍密码体系的原理和一些基本概念，介 绍对称密钥加密的几种常用算法：数据加密标 准(DES)、3DES、IDEA、序列密码A5以及 AES。
密码分析
几乎所有密码系统在唯密文攻击中都是可破的， 只要简单地一个接一个地去试每种可能的密钥， 并且检查所得明文是否有意义。这种方法叫做
蛮力攻击。
不同方式衡量攻击方法的复杂性：
✓数据复杂性：用作攻击输入所需要的数据量
✓时间复杂性：完成攻击所需要的时间 ✓存储复杂性：进行攻击所需要的存储量
16
可编辑ppt
况下，有两个相关的函数：一个用作加密，另一个用作 解密
6
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
安全密码
如果密码的保密性是基于保持算法的秘密，这 种密码算法称为受限制的算法。
密钥用K表示.K可以是很多数值里的任意值。
密钥K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解 密运算都使用这个密钥（即运算都依赖于密钥， 并用K作为下标表示），这样，加/解密函数现 在变成：
EK（M）=C
DK（C）=M
7
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
安全密码
明 文
加 密
密 文
原 始 明 文 解 密
明 文
密 钥 加 密
密 文
密 钥 原 始
解 密 明 文
8
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
安全密码
算法安全性
❖ 所有这些算法的安全性都基于密钥的安全 性，而不是基于算法的细节的安全性
5
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
专业术语
➢ 鉴别：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
➢ 完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消
息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息
➢ 抗抵赖：发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息
➢ 算法：密码算法是用于加密和解密的数学函数。一般情
❖ 只有公开的算法才是安全的
9
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
对称密码和非对称密码
对称算法 有时又叫传统密码算法，就是加密
密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立
✓ 在大多数对称算法中，加/解密密钥是相同的 ✓ 对称算法可分为两类
• 分组算法（分组密码） • 序列算法（序列密码,流密码）
2
可编辑ppt
内容
2.1 密码体系的原理和基本概念 2.2 数据加密标准(DES) 2.3 高级加密标准（AES） 2.4 序列密码 2.5 其它对称密码算法 小结
3
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
专业术语
➢ 消息和加密：消息被称为明文。用某种方法伪
装消息以隐藏它的内容的过程称为加密，加了 密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过 程称为解密。
18
可编辑ppt
2.2 数据加密标准(DES)
分组密码
分组密码的工作原理 x比特密钥
x比特密钥
m比特明文
n比特密文
m比特明文
加密算法
解密算法
19
可编辑ppt
DES的历史
1973年5月15日, NBS开始公开征集标准加密算法,并公布 了它的设计要求:
(1)算法必须提供高度的安全性 (2)算法必须有详细的说明,并易于理解 (3)算法的安全性取决于密钥,不依赖于算法 (4)算法适用于所有用户 (5)算法适用于不同应用场合 (6)算法必须高效、经济 (7)算法必须能被证实有效 (8)算法必须是可出口的
Байду номын сангаас
10
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念
对称密码和非对称密码
非对称算法 用作加密的密钥不同于用作解
密的密钥，而且解密密钥不能根据加密密钥计 算出来（至少在合理假定的有限时间内）
非对称算法也叫做公开密钥算法，是因为加密密 钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息， 但只有用相应的解密密钥才能解密信息
DES的历史
1974年8月27日, NBS开始第二次征集,IBM提交了算法 LUCIFER，该算法由IBM的工程师在1971~1972年研制
1975年3月17日, NBS公开了全部细节 1976年,NBS指派了两个小组进行评价 1976年11月23日，采纳为联邦标准，批准用于非军事场
合的各种政府机构 1977年1月15日,“数据加密标准”FIPS PUB 46发布,同年7
月15日开始生效. 该标准规定每五年审查一次，计划十年后采用新标准 最近的一次评估是在1994年1月，已决定1998年12月以后，
DES将不再作为联邦加密标准。
2.2 数据加密标准(DES)
DES的应用
内容
2.1 密码体系的原理和基本概念 2.2 数据加密标准(DES) 2.3 高级加密标准（AES） 2.4 序列密码 2.5 其它对称密码算法 小结
17
可编辑ppt
2.2 数据加密标准(DES)
分组密码
数据加密标准DES属于分组密码
分组密码将明文消息划分成固定长度的分组， 各分组分别在密钥的控制下变换成等长度的密 文分组
明 文
加 密
密 文
原 始 明 文 解 密
4
可编辑ppt
加密解密公式
明文用M（消息）或P（明文）表示，密文用C 表示。加密函数E作用于M得到密文C，用数学 式子表示为：
E（M）=C 相反地，解密函数D作用于C产生M
D（C）=M 先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来， 下面的等式必须成立：
D（E（M））=M
➢ 全部破译：密码分析者找出了密钥 ➢ 全盘推导：密码分析者找到一个代替算法，在不知道
密钥的情况下，可用它得到明文
➢ 实例推导：密码分析者从截获的密文中找出明文 ➢ 信息推导：密码分析者获得一些有关密钥或明文的信
息这些信息可能是密钥的几个比特、有 关明文格式的信息等等
15
可编辑ppt
2.1 密码体系的原理和基本概念