第十讲密码学基础.pptVIP

密码学基础 2.2密码学的基本概念 密码学是研究对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学科。 明文：指没有被加密的消息。通常用P或M表示。 密文：指加密过的消息。通常用C表示。 加密：将明文变换成密文的过程。 解密：将密文变换成明文的过程。 密码算法：在加密、解密过程中分别采用的一组规则。 分为加密算法（E）和解密算法（D）。 密 钥：可以看成密码算法的参数，用来控制加、 解密的操作。 分为加密密钥 Ke 和解密密钥Kd。 现代密码学的一个基本原则：一切秘密寓于密钥之中。即密码算法是公开的，真正需要必威体育官网网址的是密钥。 密码编码与密码分析 使消息必威体育官网网址的技术和科学叫做密码编码学(cryptography)。 从事此行的叫密码编码者（cryptographer）。 破译密文的科学和技术叫做密码分析学（cryptanalysis）。 从事密码分析的专业人员叫做密码分析者（cryptanalyst）。 密码学包括密码编码学和密码分析学两者。现代的密码学家通常也是理论数学家。 密码体制 通常一个完整密码体制要包括如下五个要素 {M, C, K, E, D} 1 M 是可能明文的有限集称为明文空间 2 C 是可能密文的有限集称为密文空间 3 K 是一切可能密钥构成的有限集称为密钥空间 4 对于密钥空间的任一密钥有一个加密算法和相应的解密算法使得 ek : M ? C 和 dk :C ? M 分别为加密解密函数满足 dk (ek (x))= x, 这里x?M, k?K 一个密码体制要是实际可用的必须满足如下特性必须满足如下特性 1 每一个加密函数ek 和每一个解密函数dk 都能有效地计算 2 破译者取得密文后将不能在有效的时间内破解出密钥k 或明文x 3 一个密码系统是安全的必要条件:穷举密钥有哪些信誉好的足球投注网站将是不可行的 2.2.2加、解密过程 2.3.3对称密码系统评述 2.4.3非对称密码系统评述 2.4.4 RSA算法 * * §1、问题的提出 随着计算机和通信技术的发展，用户对信息的安全存储、安全处理和安全传输的需要越来越迫切，越来越得到大众的关注。 目前，信息在网络上传输的安全威胁是TCP/IP协议所固有的。所以，从某种意义上而言，数据加密与认证技术便是我们的最佳选择。 §2、密码学基础 密码技术是保护信息的必威体育官网网址性、完整性、可用性的有力手段，保证通信及存储数据的安全，还有效地被用于消息认证、数字签名等，防止种种电子欺骗等。 简单的讲，密码学就是密码技术的一门学科。 2.1 概述 2.1.1 密码学上的大事记 1949年，香农的《必威体育官网网址通信的信息理论》奠定了密码学的理论基础。 1976年，Diffle和Hellman《密码学的新方向》导致了密码学上的一场革命。 1977年，美国国家标准局正式颁布实施数据加密标准DES（Data Encryption Standard）。 1978年，由美国麻省理工学院的R . Rivest、A. Shamir和L. Adleman三位教授提出的基于数论难题的公开密钥密码体制算法。 2.1.3 密码学的分类 （1）按发展进程分：古典密码、对称密钥密码、公开密钥密码的发展阶段。 （2）按密钥管理的方式可以分为两大类：对称密钥算法与非对称密钥算法。 （3）按加密模式分：序列密码和分组密码两大类 基本概念（2） 密码系统模型 信 源 信 宿 明文M 加密 解密 明文M 密文C C = Eke ( M ) M = Dkd ( C ) Ke Kd 2.3 对称密钥密码体制及DES算法 2.3.1 定义 根据密码算法所使用的加密密钥和解密密钥是否相同，或能否由一密码简单地推导出另一个密钥，可将密码体制分为对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制。 在对称密钥密码体制中，加密密钥和解密密钥一般是相同，或能由一密钥简单地推导出另一个密钥。 明文 加密 解密 明文 密文 密文 明文 解密 加密 明文 密文 密文 張三 李四 密钥 Send Send 不安全的通讯信道 “安全”密钥传输信道 2.3.2工作原理图 私钥密码系统 (Secret-Key Cryptosystems) 又称单钥密码系统(One-Key Cryptosystems) 也称对称密码系统(Symmetric Cryptosystems