信息安全技术与应用 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材 教学课件 作者 彭新光 王峥 第2章 密码技术基础.pptVIP

信息安全技术与应用 对称加密体制 加密和解密使用同一密钥就称为对称式加密、常规加密、单密钥、秘密密钥、共享密钥体制； 加密和解密使用的密钥称为对称密钥或秘密密钥； 优点是加密和解密速度快，可对大量信息加密； 缺点是密钥管理和分发不安全，至少有两人持有密钥，所以任何一方都不能完全确定对方手中的密钥是否已经透露给第三者。 信息安全技术与应用 非对称加密体制 加密和解密使用不同密钥就称为非对称、公开密钥、双密钥加密体制； 两个密钥必需配对使用，分别称为公钥和私钥，组合在一起称为密钥对； 公钥可以对外公布，私钥只有持有人知道； 优点是密钥管理和分发安全，支持信息加密与数字签名； 缺点是加密速度慢，不适合对大量信息加密。 信息安全技术与应用 分组密码与序列密码体制 分组密码将固定长度的明文分组加密为相同长度的密文分组； 分组密码体制的密文与被加密的明文分组在整个明文中的位置无关； 序列密码体制以位或字节为加密单位，以流的形式处理 序列密码体制的密文与被加密的明文在整个明文中的位置有关。 信息安全技术与应用 替代与置换技术 经典加密主要采用了替代（Substitution ）与置换（Permutation）技术； 替代技术将明文中的元素用其他元素替代而形成密文； 置换技术将明文中的元素重新排列； 著名的凯撒密码（Caesar Cipher） 和维吉尼亚密码（Vigenere Cipher）使用了替代技术； 替代具有扰乱作用，置换具有扩散作用； 扰乱（Confusion）和扩散（Diffusion）是保障算法强度的两个关键机制，也是现代密码系统设计的基础。 信息安全技术与应用 扰乱和扩散 通常明文信息具有一定的统计特征，统计特征有可能反映到密文中，采用统计分析有可能解析出密钥； 扰乱机制使密文的统计特征与明文和加密密钥的关系尽可能复杂化； 扩散机制使明文和密钥的每个字符影响尽可能多的密文字符取值，扩散明文和密钥的统计特征； 如加密算法满足下列任意一个条件，则称算法在计算上是安全的； （1）破译密码的成本超过被加密信息的价值； （2）破译密码的时间超过被加密信息的生命周期。 2.3 信息加密算法 信息安全技术与应用 对称密钥-数据加密标准 DES DES(Data Encryption Standard) 是典型的对称密钥加密体制，1976 年美国国家标准局颁布，后被国际标准化组织接受作为国际标准； 加密和解密使用同一算法，用56位密钥对64位分组加密，输出不同的64位分组； DES加密算法还有一些变形，例如，高级数据加密标准AES（ Advanced Encryption Standard ）、三重DES、广义DES等； DES运算速度快，但密钥短，降低了必威体育官网网址强度； 其安全性依赖于密钥的管理，多用于民用领域。 信息安全技术与应用 对称密钥-国际数据加密算法IDEA 国际数据加密算法IDEA（International Data Encryption Algorithm）由 Xuejia Lai 和James L. Massey在DES的基础上发展得到； 采用128位密钥，比DES具有更高的速度，加密速度可达100MB/s； IDEA 适合对大量明文信息快速加密，于1990年正式公布。 RSA加密算法 1.生成密钥 （1）任意选取两个不同的大素数p,q。 （2）计算n=p*q , ,在这 指的是Euler函数。 （3）任意选取一个大整数e，满足 且 整数e用做加密钥。 （4）计算解密钥d,满足 。即d是e关于模 乘的逆元，由e的定义，d存在唯一值。 （5）输出公钥 ,保存私钥 。 信息安全技术与应用 2.加密操作 选定 ,把明文分成长度为k的组块。对每个明文分组m，m在0到(n-1)之间。加密操作为： 3.解密操作 得到密文分组c，解密操作为： 信息安全技术与应用 信息安全技术与应用 RSA 公开密钥加密算法 在Diffie-Hellman 算法的基础上，Rivest、Shamir 和 Adleman 三人1977年提出了RSA 公开密钥算法 算法以发明人的首字母命名； RSA 密钥管理简单，公开密钥可以象电话号码公开，用户只需一个私有密钥即可实现必威体育官网网址通信； RSA加密速度慢，比DES大约慢1000倍左右，主要用于短信息加密。 信息安全技术与应用 非对称密钥加密体制 Diffie 和 Hellman 于1976年首次提出了公开密钥加