[经济学]4-密码简介1.ppt

网络信息安全密码学基础(一) 密码学历史 1963 Kahn 非技术性著作 The Codebreakers 1960s’-70s’ IBM Feistel 联邦信息处理标准DES 1976 Diffe Hellman 发表论文 New Directions in Cryptography 公钥算法概念 1978 Rivest Shamir Adleman 实用的加密和签名方法 1991 ISO9796 基于RSA 1994 DSS 基于ElGammal 密码学 信息系统安全的主要手段：信息加密变换 密码学：研究加密、解密变换的学科 密码学的目的： 机密性：不被非法获取 完整性：防止数据遭受篡改 不可否认性：防止否认以前的行为承诺 鉴别：认证和身份识别，实体和数据源认证 密码学要素和原则 密码学要素： 加密方法 杂凑函数 数字签名方案 评估原则： 安全等级 功能性 操作方式 性能 易于实现 密码学的三个阶段及发展 古典密码 对称密码 非对称密码 散列算法 信息隐藏技术 最低比特位LSB 离散余弦变换DCT 量子密码 必威体育官网网址学：研究的是改变消息和信号的形式以隐蔽和复现其含义的规律 密码学：在必威体育官网网址学中着重研究消息的变形及其合法复现的学科 现代密码学所采用的加密方法通常是用一定的数学计算操作来改变原始信息。这种改变信息的方法是密钥，掌握了密钥就可以将消息复原回来。 从理论上来说，传统的数学计算加密方法都是可以破译的，再复杂的数学密钥也可以找到规律。 第一台现代计算机的诞生，就是为了破解复杂的数学密码。随着计算机的飞速发展，破译数学密码的难度也逐渐降低。  量子密码 量子密码术：上世纪下半叶以来，科学家们在“海森堡测不准原理”和“单量子不可复制定理”之上，逐渐建立。 “海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，指在同一时刻以相同精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。 “单量子不可复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论，它指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态。 量子密码术突破了传统加密方法的束缚，以量子状态作为密钥具有不可复制性，可以说是“绝对安全”的。任何截获或测试量子密钥的操作都会改变量子状态。这样截获者得到的只是无意义的信息，而信息的合法接收者也可以从量子态的改变知道密钥曾被截取过。 科学家希望将来可以实现远距离、高速率的量子密码传输。这样就可以利用卫星来传递信息，并在全球范围内建立起必威体育官网网址的信息交换体系。 世界上第一个量子密码通信网络2004年6月3日在美国马萨诸塞州剑桥城正式投入运行。 对称加密算法的基本模型 密码系统四个部分 明文(Plain text) 密文(Cipher text) 密钥(Key) 算法(Algorithm) 加密(Encryption) 将明文P和密钥K映射到密文C: 解密(Decryption) 将密文C和密钥K-1映射回明文P： 对称加密算法的基本模型 加密: E: (X,K) ? Y 函数知识 函数 1：1函数 映上的 双射 反函数 单向函数 陷门单向函数 对合 复合 函数 函数：两个集合X、Y在对应法则f之下，X中的每个元素在Y中有一个确定的值于其对应。X为定义域，Y为值域。 像和原像 若x是X的一个元素，它在f作用下的元素y成为x在Y中的像， y＝f(x); 反之，称x为y的一个原像。Y中至少有一个原像的元素的集合成为f的像，记为 Im(f)。 对应法则：f(a)=2 f(b)=4 f(c)=1 ； 元素2的原像是a； f的像是Im(f) = {1,2,4} 值域中的元素可以有任意个箭头（0～n）与之相连。 1－1 函数：称一个函数（或变化）是一对一的，若值域中的每个元素都是定义域X中至多一个元素的像。 映上的：称一个函数（或变化）是映上的，若值域Y中的每个元素都是定义域X中至少一个元素的像。 Im（f）＝ Y 双射：如果函数是1：1并且是映上的，f是双射。 图形上，Y每个元素恰好有一个箭头连接。 如果f是双射，可以得到函数g＝f－1 f是双射，f－1也是双射 单向函数 直观定义: 称从集合X到集合Y的函数为f，如果X中的所有x，计算f(x)是“容易”的，但是对几乎所有的Im(f)中的y，要找到x，使得y=f(x)是“计算上不可行的”。 陷门单向函数 陷门单向函数是一个具有以下性质的单向函数f，给出了一些额外信息（成为陷门信息）后，对任意Im(f)中的y，找出X中对应的x使得y=f(x)就成为可行。 例子 rx 为n除x3的余数，n=pq p=48611 q=53993 n=pq=2 624 653 7235881949859*n+1981394