第2章 密码与隐藏技术.ppt

第二章 密码与隐藏技术 Outline 密码技术概述 古典加密方法 数据加密算法DES 公开密钥体制 两种密码体制的比较 信息隐藏技术 数字水印 5）算法（algorithm）：就是用于加密或解密的方法，在现代密码学中算法就是一个用于加密和解密的数学函数。 6）密钥K（key）：是用来控制加密和解密算法的实现。 如果将加密过程看成是一个数学函数F的话，则密文C可以表示为： C = F （P，K ） 这个函数具有两个自变量P和K，在函数F的作用下得到密文。在已知密钥K1、K2、加密算法E和解密算法D时，则加密和解密过程可以表示如下： EK1 （ P ） = C D K2（ C ） = P 显然为使明文加密后能被解密必须有： P = D K2 （E K1（ P ）） = P 在实际加密和解密时，根据加密算法的特点，K1与K2的值可以不同，也可以相同。 例：设明文是一串二进制序列，加密和解密算法都采用模2运算，即异或运算⊕，加密密钥和解密密钥也相同。 若明文 P = 1 1 0 0 1 1 0 0 加密和解密密钥 K= 1 1 0 0 0 1 1 1 则加密后的密文 C = P ⊕ K = 0 0 0 0 1 0 1 1 解密后的密文 P = C ⊕ K = 1 1 0 0 1 1 0 0 Outline 密码技术概述 古典加密方法 数据加密算法DES 公开密钥体制 两种密码体制的比较 信息隐藏技术 数字水印 3）对称加密体制 对称加密算法，有时又叫传统密码算法，它的典型特点是： a）采用的解密算法就是加密算法的逆运算，或者解密算法与加密算法完全相同； b）加密密钥和解密密钥相同，或者加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。 对称算法要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。它的安全性依赖于密钥的必威体育官网网址性。 对称算法可分为两类：分组密码和序列密码或流密码。 a）分组密码是将明文分成固定长度的组或块（如64比特为一组），然后用同一密钥和算法对每一块进行加密，输出密文的长度也是固定的。 b）序列密码（stream cipher）的主要原理是通过伪随机序列发生器产生性能优良的随机序列，使用该序列与明文序列叠加来输出密文序列。解密时，再用同一个随机序列与密文序列进行叠加来恢复明文。 Outline 密码技术概述 古典加密方法 数据加密算法DES 公开密钥体制 两种密码体制的比较 信息隐藏技术 数字水印 对称算法：加密和解密除密钥编排不同外，使用同一算法 分组加密算法：明文和密文为64位分组长度 密钥长度：56位，但每个第8位为奇偶校验位，可忽略 密钥可为任意的56位数。 采用混乱和扩散的组合，每个组合先替代后置换，共16轮 只使用了标准的算术和逻辑运算，易于计算机实现，高效 Shannon在他 1949 的文章介绍了替换-置换网络的思想 (S-P) networks，形成了现代密码的基础 S-P networks 是基于下列两种最基本的密码运算： 替换（ Substitution ） 置换（ Permutation ） 替换（ Substitution ）—S-boxes 一个二进制字用其它二进制字替换 可以看作是一个大的查表运算 置换（ Permutation ）—P-boxes 二进制字次序被打乱 重新排序的方法构成密钥 替换-置换网络 多个S-box和 P-box 连接 S-Boxes （S-盒) 提供输入bits混合作用 (confusion) P-Boxes 提供扩散作用(diffusion across S-box inputs) 目的是实现加密的 完备性, 不可预料性 Outline 密码技术概述 古典加密方法 数据加密算法DES 公开密钥体制 两种密码体制的比较 信息隐藏技术 数字水印 公开密钥算法的典型特点是： 1）在公开密钥算法中，有一对密钥（pk，sk），其中pk（public-key）是公开的，即公开密钥，简称公钥。另一个密钥sk（private key）是必威体育官网网址的，这个必威体育官网网址密钥称为私人密钥，简称私钥。 2）在公开密钥算法中，进行加密和解密时，使用不同的加密密钥和解密密钥。而且不能从加