[工学]第四章 数据加密与身份鉴别.pptVIP

电子科技大学成都学院 第四章 数据加密与身份鉴别 4.1 数据加密技术 4.2 身份鉴别技术 4.1 数据加密技术 4.1.1 数据加密的概念 4.1.2 密码的分类 4.1.3 数据加密技术的应用 4.1.4 数据传输的加密 4.1.5 常用加密协议 4.1.1 数据加密的概念 密码学概述 密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。 研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学。 应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学。 编码学与破译学总称为密码学。 密码 密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要必威体育官网网址手段。 密码技术包括密码算法设计、密码分析、安全协议、身份认证、消息确认、数字签名、密钥管理、密钥托管等多项技术。 密码技术是保护大型传输网络系统信息的惟一实现手段，是保障信息安全的核心技术。 密码技术能够保证机密性信息的加密，而且还能够完成数字签名、身份验证、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准确性，防止信息被篡改、伪造和假冒。 密码体制的基本类型可以分为四种： 错乱－－按照规定的图形和线路，改变明文字母或数码等的位置成为密文； 代替－－用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文； 密本－－用预先编定的字母或数字密码组，代替一定的词组单词等变明文为密文； 加乱－－用有限元素组成的一串序列作为乱数，按规定的算法，同明文序列相结合变成密文。 以上四种密码体制，既可单独使用，也可混合使用 ，以编制出各种复杂度很高的实用密码。 破译 利用文字和密码的规律，在一定条件下，采取各种技术手段，通过对截取密文的分析，以求得明文，还原密码编制，即破译密码。破译不同强度的密码，对条件的要求也不相同，甚至很不相同。 中国古代秘密通信的手段，已有一些近于密码的雏形。宋曾公亮、丁度等编撰《武经总要》“字验”记载，北宋前期，在作战中曾用一首五言律诗的40个汉字，分别代表40种情况或要求，这种方式已具有了密本体制的特点。 1871年，由上海大北水线电报公司选用6899个汉字，代以四码数字，成为中国最初的商用明码本，同时也设计了由明码本改编为密本及进行加乱的方法。在此基础上，逐步发展为各种比较复杂的密码。 在欧洲，公元前405年，斯巴达的将领来山得使用了原始的错乱密码；公元前一世纪，古罗马皇帝凯撒曾使用有序的单表代替密码；之后逐步发展为密本、多表代替及加乱等各种密码体制。 一个密码系统由算法和密钥两个基本组件构成。密钥是一组二进制数，由进行密码通信的专人掌握，而算法则是公开的，任何人都可以获取使用。 数据加密模型五要素： 明文——加密前的原始信息 密文——明文被加密后的信息 密钥——控制加密算法和解密算法得以实现的关键信息，分为加密密钥和解密密钥 加密——将明文转换为密文的过程 解密——将密文还原为明文的过程 为了实现网络信息的必威体育官网网址性，密码系统要求满足以下4点： (1) 系统密文不可破译。 (2) 系统的必威体育官网网址性不依赖于对加密体制或算法的必威体育官网网址，而是依赖于密钥。 (3) 加密和解密算法适用于所有密钥空间中的元素。 (4) 系统便于实现和使用。 4.1.2 密码的分类 按应用技术或历史发展阶段划分 手工密码 机械密码 电子机内乱密码 计算机密码 按必威体育官网网址程度划分 理论上必威体育官网网址的密码 一次一密（one time padding）指在流密码当中使用与消息长度等长的随机密钥, 密钥本身只使用一次。 具体而言，首先选择一个随即位串作为密钥，然后将明文转变成一个位串，比如使用明文的ASCII表示法。最后，逐位计算这两个串的异或值。 结果得到的密文不可能被破解，因为即使有了足够数量的密文样本，每个字符的出现概率都是相等的，每任意个字母组合出现的概率也是相等的。 实际上必威体育官网网址的密码 不必威体育官网网址的密码 按密钥方式划分 1、对称式密码。收发双方使用相同密钥的密码，叫作对称式密码。传统的密码都属此类。 2、非对称式密码。收发双方使用不同密钥的密码，叫作非对称式密码。如现代密码中的公共密钥密码就属此类。 按明文形态划分 1、模拟型密码。用以加密模拟信息。如对动态范围之内，连续变化的语音信号加密的密码，叫作模拟式密码。 2、数字型密码。用于加密数字信息。对两个离散电平构成0、1二进制关系的电报信息加密的密码叫作数字型密码。 按编制原理划分——移位、置换、代替 替代算法是指将明文的字母由其他字母或数字或符号所代替，如恺撒密码（单字母替换）。【例】明文：abcdefghijklmnopq…… ????? ?????密文：defghijklmnopqrst …… 在该一一对应的算法中，恺撒密码将字母表用了一种顺序替代的方法来进行加密，密钥为3。 若明文为student，对应的