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第2章　密码技术 2.1 概述 2.2 传统的加密方法 2.3 数据加密标准DES与IDEA 2.4 公开密钥加密算法 2.5 RSA密码系统 2.6 计算机网络加密技术 2.7 报文鉴别和MD5算法 2.8 密钥管理与分配 2.9 密码技术的应用实例 2.10 本章小结 练习题 密码技术是保护信息安全的主要手段之一。密码技术是结合数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的交叉学科。它不仅具有信息加密功能，而且具有数字签名、身份验证、秘密分存、系统安全等功能。所以使用密码技术不仅可以保证信息的机密性，而且可以保证信息的完整性和正确性，防止信息被篡改、伪造或假冒。 在计算机网络通信中，给网络双方通信的信息加密是保证计算机网络安全的措施之一。 本章学习的主要内容有： 传统的加密方法； DES加密标准算法； 公开密钥加密算法； 在计算机网络中的加密方法； 密码使用实例。 2.1 概述 第2章密码技术计算机网络安全与应用技术　　用户在计算机网络的信道上相互通信，其主要危险是被非法窃听。例如，采用搭线窃听，对线路上传输的信息进行截获；采用电磁窃听，对用无线电传输的信息进行截获等。因此，对网络传输的报文进行数据加密，是一种很有效的反窃听手段。通常是采用一定算法对原文进行软加密，然后将密码电文进行传输，即使被截获一般也是一时难以破译的。 1. 基本概念 明文： 信息的原始形式（plaintext，记为P）。 密文： 明文经过变换加密后的形式（ciphertext，记为C）。 加密： 由明文变成密文的过程称为加密（enciphering，记为E），加密通常是由加密算法来实现的。 解密： 由密文还原成明文的过程称为解密（deciphering，记为D），解密通常是由解密算法来实现的。 密钥： 为了有效地控制加密和解密算法的实现，在其处理过程中要有通信双方掌握的专门信息参与，这种专门信息称为密钥（key,记为K）。 2. 数据加密模型 密码技术通过信息的变换或编码，将机密的敏感信息变换成黑客难以读懂的乱码型文字，以此达到两个目的：其一，使不知道如何解密的黑客不可能从其截获的乱码中得到任何有意义的信息；其二，使黑客不可能伪造任何乱码型的信息。 一般把要加密的报文（称为明文，plaintext），按照以密钥（key）为参数的函数进行变换，通过加密过程而产生的输出称为密文（ciphertext）或密码文件（cryptogram），破译密码的技术称为密码分析（cryptanalysis），一般的数据加密模型如图2.1所示。把设计密码的技术（加密技术）和破译密码的技术（密码分析）总称为密码技术（cryptology）。加密算法和解密算法是在密钥的控制下进行的，加密和解密过程中使用的密钥分别称为加密密钥和解密密钥。 2.2 传统的加密方法 传统的加密方法，其密钥是由简单的字符串组成的，它可以选择许多加密形式中的一种。只要有必要，就可以经常改变密钥。因此，这种基本加密模型是稳定的，是人所共知的。它的好处就在于可以秘密而又方便地变换密钥，从而达到必威体育官网网址的目的，传统的加密方法可以分为两大类：替代密码和换位密码。 2.2.1 替代密码 替代密码(substitution cipher)是用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文，但保持明文字母的位置不变。在替代法加密体制中，使用了密钥字母表。它可以由一个明文字母表构成，也可以由多个明文字母表构成。由一个字母表构成的替代密码， 称为单表密码，其替代过程就是在明文和密码字符之间进行一对一的映射。如果是由多个字母表构成的替代密码，称为多表密码，其替代过程与前者不同之处在于明文的同一字符可在密码文中表现为多种字符。因此，在明码文与密码文的字符之间的映射是一对多的。 (1) 单表替代密码 凯撒密码是最古老的替代密码，以英文26个字母为例，它用D表示a，用E表示b，用F表示c，…，用C表示z，也就是说密文字母相对明文字母循环左移了3位，因此，又称为循环移位密码。这种映射关系表示为如下函数： F(a)=(a+k) mod n 其中： a表示明文字母，n为字符集中字母个数，k为密钥。 在映射表中，明文字母Ф在字母表中的相应位置数为C。 假设k=3，对于明文 P=COMPUTER SYSTEMS 则 f(C)=(2+3) mod 26=5=F f(O)=(14+3) mod 26=17=R f(M)=(12+3) mod 26=15=P f(M)=(12+3) mod 26=15=P f(S)=(18+3) mod 26=21=V 所以，密文C=EK (P) =FRPSXWHUVBVWHPV。 由密文C恢复明文非常容易。显然，只要知道密钥K，