网络安全技术及应用(第二章)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三阶段从1976年至今。非对称密钥提出
2020/9/24
4
2.1 概述
2.1.2密码学基本术语
明文、密文
被隐蔽的消息被称做明文（Plain Text），通常用P或M 表示。
隐蔽后的消息被称做密文(Cipher Text)，通常用C表示。
发送者、接收者
在信息传送过程中，主动提供信息的一方称为发送者，得 到信息的一方称为接收者。
密
信
密
明
文M算 C 道 C 算 M 文
法
法
Ke 加密密钥
安全信道
Kd 解密密钥
密钥 K
2020/9/24
10
2.2 私钥密码体制
算法名称 DES AES
IDEA RC4 RC5
算法类型 分组密码 分组密码
分组密码 流密码 分组密码
算法参数
分组长度：64比特 密钥长度：64比特 迭代圈数：16 比特
五元组（M,C,K,E,D）描述如下： 明文空间M，它是全体明文的集合； 密文空间C，它是全体密文的集合；
2020/9/24
7
2.1 概述
2.1.3密码体制分类 根据密钥的特点
对称密码体制（Symmetric Cryptosystem）
单钥（One-Key）体制或私钥（Private Key）体制或传 统密码体制（Classical Cryptosystem）；
非对称密码体制（Asymmetric Cryptosystem）。
双钥（Two-Key）或公钥（Public Key）密码体制。
2020/9/24
8
2.1.3密码体制分类
按照加密方式不同，私钥密码体制被分为
流密码（Stream Cipher）（或称序列密码） 分组密码（Block Cipher） 区别是：流密码是将明文消息按字符逐位加密；分
DES算法的结构，本节介绍简化DES(S-DES)。 S-DES与DES有着相似的性质和结构，但是参 数要比DES小得多 算法结构如图所示
2020/9/24
12
加密过程 8 位明文
2020/9/24
2
2.1 概述
密码学（Cryptology）是研究密码编制、密 码破译和密钥管理的一门综合性应用科学。其 主要研究内容包括两个分支：密码编码学 （Cryptography）和密码分析学 （Cryptanalytics），两者既相互对立，又相 互促进发展。
密码编码学是研究如何对信息进行编码实现信息的 隐蔽；
RSA公司1994年设计，既适合于硬件实现 又适合于软件实现。
Blowfish 分组密码
2020/9/24
分组长度：64比特 密钥长度可变，最长可达448比特
适合于内存较大的微处理器，不适合于分 组交换、经常更换密钥和单向函数中。
私钥密码算法比较
11
2.2 私钥密码体制
2.2.1简化DES（S-DES） 为了帮助读者加深对DES算法的理解，掌握
分组长度（可变）：128、192、256 比特 密钥长度（可变）：128、192、256 比特 迭代圈数（可变）10，12，14圈
分组长度：64比特 密钥长度：128比特 迭代圈数：8圈
密钥长度可变
算法特点
从1977年公布以来，使用最广泛的分组密 码算法，算法简单易实现。目前为保证其 安全性，常使用双重或三重DES
第三章 公钥基础设施PKI
本章学习重点掌握内容： 密码学基本术语 密码体制分类 私钥密码体制的主要特点 公钥密码体制的主要特点 杂凑函数的基本概念 典型密码算法
2020/9/24
1
第三章 公钥基础设施PKI
2.1 概述 2.2 私钥密码体制 2.3 公钥密码体制 2.4 杂凑函数 2.5 密码算法应用实例——PGP
(Decryption Algorithm)。通常用D表示。
密钥
加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥(Key)的控制 下进行的，分别称为加密密钥和解密密钥。通常用Ke和 Kd表示。
2020/9/24
6
2.1.2密码学基本术语
截收者
在消息的传输和处理系统中，除了信息的合法授权接收者外，还 有非授权者，他们通过各种手段,如：搭线窃听、电磁窃听、声 音窃听等来窃取机密信息，称其为截收者。
2020/9/24
5
2.1.2密码学基本术语
加密、解密、加密算法、解密算法
将明文变换成密文的过程称为加密(Encryption)。 将密文变换成明文的过程称为解密(Decryption)。 对明文进行加密时所采用的一组规则称为加密算法
(Encryption Algorithm)。通常用E表示。 对密文进行解密时所采用的一组规则称为解密算法
密码分析学是研究如何分析破译密码。
2020/9/24
3
2.1 概述
2.1.1 密码学发展历史 分为三个阶段
第一阶段是从古代到1949年。这一时期被称作 “科学密码学的前夜”，所研究的内容被称为古典 密码学。
第二阶段是从1949年到1975年。1949年 Shannon发表的“保密系统的信息理论”一文标志 着密码学从此成为一门科学，由此拉开了现代密码 学研究的序幕。该文，奠定了密码学的理论基础。
2000年公布的最新分组密码加密标准，是 目前常用的安全强度较高的分组密码，常 用分组长度为128比特，密钥长度为128比 特，迭代圈数为10圈
1992年正式使用以来，被较多使用的一种 安全、效率较高的分组密码，被成功用于 PGP邮件加密系统中。
1987年RSA公司开发的流密码算法；采用 OFB模式，加密速度快，约为DES的10倍
主动攻击、被动攻击
攻击者主动向系统窜扰，采用删除、更改、增填、重放、伪造等 手段向系统注入假消息，以达到一定的目的，这样的攻击手段称 作主动攻击；对一个密码系统采取截获密文进行分析的这类攻击 称作被动攻击。
密码系统
通常简称为密码体制（Cryptosystem），由五元组 （M,C,K,E,D）构成密码系统模型参见图2-1。
组密码是将明文消息先进行分组，再逐组加密。
2020Fra Baidu bibliotek9/24
9
2.1.3密码体制分类
密钥空间K，它是全体密钥的集合，其中每一个密钥K均由 加密密钥和解密密钥组成，即有；
加密算法E，它是由明文空间到密文空间的加密变换，即 有；
解密算法D，它是由密文空间到明文空间的解密变换，即 有。
攻击者
加
解
明
2020/9/24
4
2.1 概述
2.1.2密码学基本术语
明文、密文
被隐蔽的消息被称做明文（Plain Text），通常用P或M 表示。
隐蔽后的消息被称做密文(Cipher Text)，通常用C表示。
发送者、接收者
在信息传送过程中，主动提供信息的一方称为发送者，得 到信息的一方称为接收者。
密
信
密
明
文M算 C 道 C 算 M 文
法
法
Ke 加密密钥
安全信道
Kd 解密密钥
密钥 K
2020/9/24
10
2.2 私钥密码体制
算法名称 DES AES
IDEA RC4 RC5
算法类型 分组密码 分组密码
分组密码 流密码 分组密码
算法参数
分组长度：64比特 密钥长度：64比特 迭代圈数：16 比特
五元组（M,C,K,E,D）描述如下： 明文空间M，它是全体明文的集合； 密文空间C，它是全体密文的集合；
2020/9/24
7
2.1 概述
2.1.3密码体制分类 根据密钥的特点
对称密码体制（Symmetric Cryptosystem）
单钥（One-Key）体制或私钥（Private Key）体制或传 统密码体制（Classical Cryptosystem）；
非对称密码体制（Asymmetric Cryptosystem）。
双钥（Two-Key）或公钥（Public Key）密码体制。
2020/9/24
8
2.1.3密码体制分类
按照加密方式不同，私钥密码体制被分为
流密码（Stream Cipher）（或称序列密码） 分组密码（Block Cipher） 区别是：流密码是将明文消息按字符逐位加密；分
DES算法的结构，本节介绍简化DES(S-DES)。 S-DES与DES有着相似的性质和结构，但是参 数要比DES小得多 算法结构如图所示
2020/9/24
12
加密过程 8 位明文
2020/9/24
2
2.1 概述
密码学（Cryptology）是研究密码编制、密 码破译和密钥管理的一门综合性应用科学。其 主要研究内容包括两个分支：密码编码学 （Cryptography）和密码分析学 （Cryptanalytics），两者既相互对立，又相 互促进发展。
密码编码学是研究如何对信息进行编码实现信息的 隐蔽；
RSA公司1994年设计，既适合于硬件实现 又适合于软件实现。
Blowfish 分组密码
2020/9/24
分组长度：64比特 密钥长度可变，最长可达448比特
适合于内存较大的微处理器，不适合于分 组交换、经常更换密钥和单向函数中。
私钥密码算法比较
11
2.2 私钥密码体制
2.2.1简化DES（S-DES） 为了帮助读者加深对DES算法的理解，掌握
分组长度（可变）：128、192、256 比特 密钥长度（可变）：128、192、256 比特 迭代圈数（可变）10，12，14圈
分组长度：64比特 密钥长度：128比特 迭代圈数：8圈
密钥长度可变
算法特点
从1977年公布以来，使用最广泛的分组密 码算法，算法简单易实现。目前为保证其 安全性，常使用双重或三重DES
第三章 公钥基础设施PKI
本章学习重点掌握内容： 密码学基本术语 密码体制分类 私钥密码体制的主要特点 公钥密码体制的主要特点 杂凑函数的基本概念 典型密码算法
2020/9/24
1
第三章 公钥基础设施PKI
2.1 概述 2.2 私钥密码体制 2.3 公钥密码体制 2.4 杂凑函数 2.5 密码算法应用实例——PGP
(Decryption Algorithm)。通常用D表示。
密钥
加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥(Key)的控制 下进行的，分别称为加密密钥和解密密钥。通常用Ke和 Kd表示。
2020/9/24
6
2.1.2密码学基本术语
截收者
在消息的传输和处理系统中，除了信息的合法授权接收者外，还 有非授权者，他们通过各种手段,如：搭线窃听、电磁窃听、声 音窃听等来窃取机密信息，称其为截收者。
2020/9/24
5
2.1.2密码学基本术语
加密、解密、加密算法、解密算法
将明文变换成密文的过程称为加密(Encryption)。 将密文变换成明文的过程称为解密(Decryption)。 对明文进行加密时所采用的一组规则称为加密算法
(Encryption Algorithm)。通常用E表示。 对密文进行解密时所采用的一组规则称为解密算法
密码分析学是研究如何分析破译密码。
2020/9/24
3
2.1 概述
2.1.1 密码学发展历史 分为三个阶段
第一阶段是从古代到1949年。这一时期被称作 “科学密码学的前夜”，所研究的内容被称为古典 密码学。
第二阶段是从1949年到1975年。1949年 Shannon发表的“保密系统的信息理论”一文标志 着密码学从此成为一门科学，由此拉开了现代密码 学研究的序幕。该文，奠定了密码学的理论基础。
2000年公布的最新分组密码加密标准，是 目前常用的安全强度较高的分组密码，常 用分组长度为128比特，密钥长度为128比 特，迭代圈数为10圈
1992年正式使用以来，被较多使用的一种 安全、效率较高的分组密码，被成功用于 PGP邮件加密系统中。
1987年RSA公司开发的流密码算法；采用 OFB模式，加密速度快，约为DES的10倍
主动攻击、被动攻击
攻击者主动向系统窜扰，采用删除、更改、增填、重放、伪造等 手段向系统注入假消息，以达到一定的目的，这样的攻击手段称 作主动攻击；对一个密码系统采取截获密文进行分析的这类攻击 称作被动攻击。
密码系统
通常简称为密码体制（Cryptosystem），由五元组 （M,C,K,E,D）构成密码系统模型参见图2-1。
组密码是将明文消息先进行分组，再逐组加密。
2020Fra Baidu bibliotek9/24
9
2.1.3密码体制分类
密钥空间K，它是全体密钥的集合，其中每一个密钥K均由 加密密钥和解密密钥组成，即有；
加密算法E，它是由明文空间到密文空间的加密变换，即 有；
解密算法D，它是由密文空间到明文空间的解密变换，即 有。
攻击者
加
解
明