对称密码学专题宣讲.pptVIP

对称密码学;1.1 密钥加 / 解密系统模型;密钥加密系统的组成 ①消息空间 M(Message) ②密文空间 C(Ciphertext) ③密钥空间 K(Key) ④加密算法 E(Encryption Algorithm) ⑤解密算法 D(Decryption Algorithm);消息空间中的消息M(称之为明文)通过由加密密钥K１控制的加密算法加密后得到密文 　C。密文 C 通过解密密钥 K2 控制的解密算法又可恢复出原始明文M。即: EK1(M)=C DK2(C)=M DK2(EK1 (M) )=M; ;在现代密码学中,所有算法的安全性都要求基于密钥的安全性, 而不是基于算法细节的安全性。也就是说, 只要密钥不公开, 即使算法公开并被分析, 不知道密钥的人也无法理解你所加密过的消息。;1.2 古典密码;1. 替代密码 替代密码就是明文中的每一个字符被替换为密文中的 另外一个字符。接收者对密文进行逆替换即可恢复出 明文。在古典密码学中有三种类型的替代密码 : 单 表替代密码、多表 替代密码和多字母替代密码。 所谓的单表替代密码 , 就是明文的每一个字符用相应的密文字符代替。最早的密码系 统 凯撒密码 就是一种单表替代密码 , 也是一种移位替代密码。凯撒密码是对英文的 26 个字母分别向前移 3 位 , 其替代表为;明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz 密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC 例如： 明文： n e t w o r k s e c u r I t y 密文: Q H W Z R U N V H F X U L W B ;如将 26 个字母分别对应于整数 0--25, 可得凯撒密码变换为 加密 : E(m)=(m+3) mod 26 解密 : D(c)=(c-3) mod 26 凯撒密码的密钥 k=3 。更一般化的移位替代密码变换为 加密 : E(m)=(m+k) mod 26 解密 : D( c )=( c-k) mod 26 ;2. 置换密码 在置换密码中 , 明文和密文的字母保持相同 , 但顺序被打乱了。在简单的纵行置换密码中 , 明文以固定的宽度水平地写在一张图表纸上 , 密文按垂直方向读出 : 解密就是将密文按相同的宽度垂直地写在图表纸上 , 然后水平地读出明文。;明文 : encryption is the transformation of data into some unreadable form;2 数据加密标准 (DES);;2.2 DES 的历史;2.3 DES 算法的描述; 表 2-1 初始置换 IP 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7;; 2.获取子密钥Kj DES加密算法的密钥长度为56位,但一般表示为 64位,其中,每个第8位用于奇偶校验。在DES加密 算法中,将用户提供的64位初始密钥经过一系列的处理 得到K1, K2,…, K16,分别作为1-16轮运算的16个子密钥。首先,将64位密钥去掉8个校验位,用密钥置换PC-1置换剩下的56位密钥;再将56位分成前28位Co和后28位Do两部分,即PC-1(Ks6)=CoDo。密钥置 换PC-1如表2-2所示。;表2-2密钥置换PC - 1;表2-3每轮移动的位数;表 2-4 压缩置换 PC - 2 ;;3. 密码函数 F 1) 函数 F 的操作步骤 密码函数 F 的输入是 32 比特数据和 48 比特的子密钥 , 其操作步骤如图 2-5 所示 ;;(1) 扩展置换 (E) 。将数据的右半部分 Rj 从 32 位扩展为 48 位。位选择函数 ( 也称 E 盒 )如表 2-5 所示 ;(2) 异或。扩展后的 48 位输出 E(Ri) 与压缩后的 48 位密钥 Ki 作异或运算。 (3) S 盒替代。将异或得到的 48 位结果分成八个 6 位的块 , 每一块通过对应的一个 S盒产生一个 4 位的输出。;S 盒的具体置换过程为 : 某个 Si 盒的 6 位输入的第 1 位和第 6 位形成一个