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第三讲通信必威体育官网网址技术张文政 孟庆志 电子部3 第三讲 通信必威体育官网网址技术 张文政 孟庆志 电子部30所 四川r成都 (610041) 大小为64位、密钥为128位、迭代轮数为八轮的迭代 型密码体制, 它的加密过程的计算框图见图1, 64位 的明文块分成4个16位的子块 X 1、X 2、X 3、X 4 , 即明文 X = (X 1 , X 2 , X 3 , X 4 ) , 4个明文子块经过八轮及输出 轮的加密后变为4个16位的密文子块 Y 1、Y 2、Y 3、Y4 , 即 密文 Y = (Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 ) , 明文变为密文是在52 个16位的子密钥控制下进行的, 而52个子密钥是从 引言 任何通信系统均存在信息安全及数据 保 护 问 题。密码技术是实现通信系统安全必威体育官网网址的核心技术。 本文拟简介密码编码技术及密码分析技术。 密码编码技术 密码编码技术的根本任务就是让通信双方在不 安全的信道上进行安全的通信, 将要发送的消息称 为明文, 对明文进行伪装以隐蔽它的真实内容的过 程称为加密, 加密后的消息称为密文, 把密文恢复出 明文的过程称为解密。加解密过程是在一个称为密 钥的参数控制下用加解密算法来完成的, 根据加密 解密过程所用的密钥是否相同 (或可简单推出) 来把 密码算法分为对称密码体制 ( 所用密钥相同或可简 单推出) 和公钥密码体制 ( 所用密钥不同, 不可简单 推出)。 1. 1 对称密码体制 对称密码中最早可推至采用替换和移位方法的 古典密码体制。随着技术的发展, 人们在密码体制中 能使用的技术手段也在不断增强, 设计的密码算法 需要用计算机软件和专用硬件实现。在实际中根据 加密消息的方式把对称密码体制又分为分组密码体 制和序列密码体制, 分组密码加密消息时一次加密 一个块 ( 该块可大可小, 一般为64或128比特) , 而序 列密码加密消息时一次仅加密一位 (1比特)。 1. 1. 1 分组密码 分 组 密 码 体 制 很 多, 它 的 典 型 代 表 是 D E S 和 ID EA 。D E S 由 IBM 开发, 1977年被采纳作为数据加 密标准 (D E S) , 在这二十年中 D E S 得到了广泛的应 用, 它把待加密的消息分成64位大小的块, 使用的密 钥为56位, 它是一个把轮函数迭代16轮的密码体制, 56位的密钥通过简单的密钥编制算法扩展成算法中 所使用的768位的扩展密钥, 轮函数中主要使用了一 个 S 盒 ( 替换盒)。随着近年计算机的速度以数量级 的提高, D E S 的密钥位数太小, 已成它的一个致命 弱点。 ID EA 密码体制自1992年公开, 它是一个 分 组 1 图1 ID EA 加密算法 128位的密钥中产生的: 128位的密钥分为8个16位的 子密钥, 作为最前面的8个密钥子块, 然后128位的密 收稿日期: 1998202224 ( 修改稿) 孟庆志 高级工程师。主要研究领域: 必威体育官网网址通信及计算机辅助设计技术。张文政 硕 士 工程师。主要从事信息安全、计算机安全研究 已发表相应论文十多篇。 现代通信技术讲座 计算机应用1998年36钥循环左移25位后又得到随后的8个密钥子块, 继续循 环 左 计算机应用 1998年 36 钥循环左移25位后又得到随后的8个密钥子块, 继续 循 环 左 移, 直 到 产 生 所 有 的 52 个 子 密 钥: K 11 , K12 , , K 16 , K 21 , , K26 , K 81 , , K 86 , K 91 , K 92 , K 93 , K 94。 到64位之间变化, 明文 P 与密钥流 K 异或产生密文 C。在解密方利用相同的基本密钥可得到相同的密 钥流 K , C 与 K 异或可恢复明文 P。 1. 2 公钥密码体制 公钥密码体制是一个非对称的密码体制, 加解 密双方所使用的密钥是不同的, 其中一个密钥公开 称为公开密钥, 另一个必威体育官网网址称为秘密密钥。公钥密码 体制主要使用了单向函数, 所谓单向函数就是从秘 密密钥推出公开密钥容易, 而从公开密钥推出秘密 密钥困难。公钥密码体制也提出了许多, 有些提出不 久就攻破了, 如背包密码体制, 目前较为安全的公钥 密 码 体 制 有 R SA , 它 是 基 于 大 素 因 子 分 解 的 困 难 性, 即已知 N , 要分解 N 的因子是困难的, 另一类是 基于求离散对数的困难性, 即 a = bx m o d N , 已知 a 求 x 是 困 难 的, 如 数 字 签 名 标 准 (D SA )。常 用 的 R SA 密码体制描述如下: 随机寻找两个大素数 p 和 q, 求积 N = p q, 计算 5 (