第1章密码学概述课件.ppt

郑州轻院轻工职业学院 密码学与PKI技术 —主 讲：路 凯—Email：lukai0373@ 内容简介 密码学算法的原理 密码学技术应用 PKI体系结构 PKI技术应用 第1章 密码学概述 1.1 密码学与信息安全的关系 1.2 密码学历史 1.3 密码学的基本概念 1.4 密码体系的分类 第1章 密码学概述 1.1 密码学与信息安全的关系 1.2 密码学历史 1.3 密码学的基本概念 1.4 密码体系的分类 1.1 密码学与信息安全的关系 密码学的定义 内涵：密码学是信息安全保护的主要手段之一，它是结合数学、计算机科学、电子与通信等多种学科于一体的交叉学科，具有信息加密、数字签名、身份验证、秘密分存、系统安全等功能。 外延：包括两个分支---密码编码学、密码分析学 第1章 密码学概述 1.1 密码学与信息安全的关系 1.2 密码学历史 1.3 密码学的基本概念 1.4 密码体系的分类 1.2 密码学的历史与发展 1949年之前 密码学是一门艺术 1949—1975年 密码学成为科学 1976年以后 密码学的新方向---公钥密码学 第1阶段—古典密码 密码学还不是科学，而是艺术 出现一些密码算法和加密设备 密码算法的基本手段出现，针对的是字符 简单的密码分析手段出现 主要特点：数据的安全基于算法的必威体育官网网址 第1阶段—古典密码 第1阶段—古典密码 第1阶段—古典密码 第1阶段—古典密码 第1阶段—古典密码 第1阶段—古典密码 第2阶段 1949--1975 计算机的出现使得基于复杂计算的密码称为可能 1949年Shannon（香农）发表的“必威体育官网网址系统的信息理论”一文标志着密码学的新阶段开始 1967年Kahn出版了《破译者》，使密码学广为人知 第3阶段 1976年以后 1976年Diffie 和Hellan发表了《密码学新方向》一文，提出了非对称密钥密码 主要特点：公钥密码使得发送端和接收端无密钥传输的必威体育官网网址通信称为可能 第1章 密码学概述 1.1 密码学与信息安全的关系 1.2 密码学历史 1.3 密码学的基本概念 1.4 密码体系的分类 1.3 密码学的基本概念 消息：待发送的信息，一般也称为明文。 加密：用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程。 密文：被加密的消息。 解密：把密文转变为明文的过程。 1.3 密码学的基本概念 加密：E（M）=C 解密：D（C）=M 恒等公式：D（E（M））=M 1.3 密码学的基本概念 密码算法是用于数据加密和解密的数学函数（这里可以简单理解为用于加密和解密的数学方法),通常有两个相关的函数，一个用来加密，一个用来解密。 密钥是一组信息编码，它参与密码的“运算”，并对密码的运算起特定的控制作用。 1.3 密码学的基本概念 如果算法的必威体育官网网址性事基于保持算法的秘密，这种算法称为受限制的（restricted）算法。受限制的算法不可能进行质量控制或标准化。每个用户和组织必须使用他们自己唯一的算法。 1.3 密码学的基本概念 1.3 密码学的基本概念 1.3 密码学的基本概念 1.3 密码学的基本概念 密码算法分类 对称算法（传统密码算法） 加密密钥能够从解密密钥中推出来，反过来也成立。在大多数对称算法中，加/解密密钥相同，这些算法也叫单密钥算法。 公开密钥算法（非对称算法） 加密密钥不同于用作解密的密钥，解密密钥不能根据加密密钥计算出来。 加密密钥可以公开，用加密密钥加密信息，用相应的解密密钥才能解密信息。 加密密钥叫公开密钥（简称公钥）；解密密钥叫私人密钥（简称私钥）。 密码分析 密码分析分类 唯密文攻击 已知明文攻击 选择明文攻击 自适应明文 软磨硬泡攻击 攻击方法的复杂性衡量标准 数据复杂性 用作攻击输入所需的数据量 处理复杂性 完成攻击所需要的时间 存储需求 进行攻击所需要的存储量 算法的安全性 全部破译 全盘推导 实例（或局部）推导 信息推导 第1章 密码学概述 1.1 密码学与信息安全的关系 1.2 密码学历史 1.3 密码学的基本概念 1.4 密码体系的分类 1.4 密码体系的分类 对称密码体系（单钥/私钥密码体系） 非对称密码体系（双钥/公钥密码体系） * * 明文 加密 密文 解密 原始明文 图1-1 加密和解密 M E（M） C D（C） M 加密函数 解密函数 明文 加密 密文 解密 原始明文 密钥 密钥 图1-2 使用一个密钥的加/解密 Ek(M)=C Dk(C)=M Dk(Ek(M))=M 明文 加密 密文 解密 原始明文 加密密钥 解密密钥 图1-3 使用两个密钥的加/解密 Ek1(M)=C Dk2(C)=M Dk2(Ek1(