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本科生必修课 《现代密码学》 第三章 分组密码 主讲教师 ：董庆宽 副教授 研究方向 ：密码学与信息安全 电子邮件：qkdong@ 个人主页：/qkdong/ 第三章 分组密码 内容提要  3.1 分组密码概述  3.2 数据加密标准DES  3.3 差分密码分析和线性密码分析  3.4 分组密码的运行模式  3.5 IDEA  3.6 AES －Rijndael 2/ 第三章 分组密码：3.1 分组密码概述 3.1.1分组密码的基本概念和发展  分组密码(Block Cipher) ，一类对称密码算法：  将明文消息分组，逐组加密；  将明文消息编码表示后的数字序列x ,x , ,x , 划分成长为n的组 0 1 i x=(x ,x , ,x )V （长为n的矢量） 0 1 n-1 n  各组分别在密钥k=(k ,k , ,k )  K控制下变换成输出序列 0 1 t-1 y =(y ,y , ,y ) V (长为m 的矢量） 0 1 m-1 m  其加密函数E ：V ×K→V ，K为密钥空间 n m  与流密码相比无记忆性。在相同密钥下分别对长为n的输入明文组 实施相同变换，所以只需研究对任一组明文数字的变换规则。  分组密码实质上是字长为m 的数字序列的代换密码 3/ 第三章 分组密码：3.1 分组密码概述 3.1.1分组密码的基本概念和发展  算法的输入长度和输出长度  通常取m=n (用于加密)  若mn ，则为有数据扩展(mn)/压缩(mn)/的分组密码(用于认证)  当前主流分组密码中，明文x和密文y 均为二元数字序列  分组密码的优缺点  适合软硬件实现，软件实现及标准化优于流密码  没有有效的数学工具，安全性一般无法证明  参考资料 ： 《对称密码学》胡予濮，张玉清等著  《密码分析学》冯登国 4/ 第三章 分组密码：3.1 分组密码概述 3.1.1分组密码的基本概念和发展  分组密码的作用  加密(适合软硬件实现)  构成其它密码功能的基本模块  1. 构造伪随机数生成器。用于产生性能良好的随机数  适合产生少量随机数，如ANSI X9.17(基于EDE算 法)  2. 构造流密码。  速度比移位寄存器慢得多，但软件实现方便  采用适当的分组链接模式(CFB或OFB)可实现  3. 消息认证和数据完整性保护  通过用于构造消息认证码(MAC)和杂凑函数等来实 5/ 第三章 分组密码：3.1 分组密码概述 3.1.1分组密码的基本概念和发展  分组密码算法设计的研究发展概况  （一）古典密码学阶段  1）算法必威体育官网网址，出现了代换和置换的方法  2）产生了乘积密码的思想  指顺序地执行两个或多个基本密码系统，使最后结果的密码强度高于 每个基本密码系统的强度  多轮加密(3.1.3节