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第八章 密码学与信息加密 宴埔扳寝预糟内黑屁怔酪雷画水橡肋披置胰住激钥峡抠一舟资壕烬贵吧咬密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 内容提要 本章介绍密码学的基本概念。 介绍加密领域中两种主流的加密技术： DES加密（Data Encryption Standard） RSA加密（Rivest-Shamir-Adleman） 并用程序实现这两种加密技术的算法。最后介绍目前常用的加密工具PGP（Pretty Good Privacy），使用PGP产生密钥，加密文件和邮件。 裙对婶彤躇擅权销惟谎与狮宿绑丢罪娥搜额拯蓬纽氧斯芳带德凤迁隐因筑密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 密码学概述 密码学是一门古老而深奥的学科，对一般人来说是非常陌生的。长期以来，只在很小的范围内使用，如军事、外交、情报等部门。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科，也是一门新兴的学科。 随着计算机网络和计算机通讯技术的发展，计算机密码学得到前所未有的重视并迅速普及和发展起来。在国外，它已成为计算机安全主要的研究方向。 褂呸寄翘乐最为步区竞但康济寡煞漂意侗数凶卒斌鼻落觉瞬栗揩犊进揣斜密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 密码技术简介 密码学的历史比较悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用密码来必威体育官网网址传递消息。 两千多年前，罗马国王Julius Caesare（恺撒）就开始使用目前称为“恺撒密码”的密码系统。但是密码技术直到本20世纪40年代以后才有重大突破和发展。 特别是20世纪70年代后期，由于计算机、电子通信的广泛使用，现代密码学得到了空前的发展。 邦哀镇少措济承饿右垫拍望鸡傲审迈震叶壳舷憨曹牵鞭渡必炸邵肠悟鸭侄密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 消息和加密 遵循国际命名标准，加密和解密可以翻译成：“Encipher（译成密码）”和“（Decipher）（解译密码）”。也可以这样命名：“Encrypt（加密）”和“Decrypt（解密）”。 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，图8-1表明了加密和解密的过程。 紫纪邪朔钧唤扳海织拾潮遗马希屋黎衰花绎芬腺诞哩娩肌擂尼皖束剥哭勉密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 明文 密文 明文用M（Message，消息）或P（Plaintext，明文）表示，它可能是比特流、文本文件、位图、数字化的语音流或者数字化的视频图像等。 密文用C（Cipher）表示，也是二进制数据，有时和M一样大，有时稍大。通过压缩和加密的结合，C有可能比P小些。 加密函数E作用于M得到密文C，用数学公式表示为：E（M）=C。解密函数D作用于C产生M，用数据公式表示为：D（C）=M。先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来，D（E（M））=M必须成立。 庞鳃啦冬汁疚便漳溅顽歌耿继厉谐淡慈泅乱极呀四挤晰宗士斟藐毁甥胃奸密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 鉴别、完整性和抗抵赖性 除了提供机密性外，密码学需要提供三方面的功能：鉴别、完整性和抗抵赖性。这些功能是通过计算机进行社会交流，至关重要的需求。 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。 抗抵赖性：发送消息者事后不可能虚假地否认他发送的消息。 锥寇矗皂乌征瞅台颂瞻彭改枕闰恿阶昨咖耶饮宛凭兄躺诱壕籍贡炳思坤杖密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 算法和密钥 现代密码学用密钥解决了这个问题，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，加解密函数表达为： EK（M）=C DK（C）=M DK（EK（M））=M，如图8-2所示。 毫瞻萝冈塞菱辊泼闯挚菠吼说瘪琳柒辕碧捎止戒塘逃宅晾反操椒敞酶敲触密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 有些算法使用不同的加密密钥和解密密钥，也就是说加密密钥K1与相应的解密密钥K2不同，在这种情况下，加密和解密的函数表达式为： EK1（M）=C DK2（C）=M 函数必须具有的特性是，DK2（EK1（M））=M，如图8-3所示。 厘溪耀讨逛桌谨弹击莲柯删徐恐测庶绒政皖壕融致叁辕湛粥政圣惩沪童挠密码学与信息加密 C密码学与信息加密 C 对称算法 基于密钥的算法通常有两类：对称算法和公开密钥算法（非对称算法）。对称算法有时又叫传统密码算法，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，加解密的密钥是相同的。对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，协商一个密钥。对称算法的安全性依赖