《数据库原理第1章.ppt

数据必威体育官网网址就是隐蔽数据 1.1 数据加密技术概述 如果用 P 表示明文，用 C 表示密文，则可以将加密写成如下函数形式： C =EEK(P) E 为加密函数，EK 称为加密密钥 1.1.1 替代密码 将明文中的每个位置的字母都用其他字母代替 。 Vigenere（维吉利亚）方阵 Vigenere 密码 设P = data security，Ek=best 则采用维吉尼亚密码的加密过程如下： 1 按密钥的长度将 P 分解若干节 其他替换密码 （1）多名替换密码（Homophonic Substitution Cipher）：一个字母可以映射为多个密文字母。如： A ～ 5，12，25，56 B ～ 7，17，31，57 …… （2）多字母密码（Poly Alphabetic Cipher）：字符块被成组加密。如 ABA ～ RTQ ABB ～ SLL …… 1.1.2 换位密码 换位就是将明文中字母的位置重新排列。 逆序法，如 明文：computer system 密文：metsys retupmoc 列换位法 首先要将明文排成一个矩阵，解决两个问题： 排成的矩阵的宽度——有多少列； 排成矩阵后，各列按什么样的顺序输出。 引入一个密钥 k，既可定义矩阵的宽度，又可以定义各列的输出顺序。 列换位法举例 密钥：k=computer 明文：WHAT CAN YOU LEARN FROM THIS BOOK” 按密钥排列明文： 1.1.3 简单异或 异或运算具有如下特点： 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0 a + a = 0 a + b + b = a 即两个运算数相同，结果为0；不同，结果为1。 1.1.4 序列密码（流密码）和分组密码 1.1.5 对称密码体制和非对称密码体制 非对称密钥体制的特点 加密和解密分别用不同的密钥进行，即DKe(EKe(P))≠P， DKd(EKe(P))=P。 加密密钥和解密密钥可以对调，即DKe(EKd(P))=P。 应能在计算机上容易地成对生成，但不能由已知的Kd导出未知Ke，也不能由已知的Ke导出未知Kd。 1.1.6 密钥安全与公开密码体制 密码的安全决定于算法的安全和密钥的安全两个方面。 基于算法必威体育官网网址的安全策略已经不再使用： · 算法是要人掌握的。一旦人员变动，就要更换算法。 · 算法的开发是非常复杂的。一旦算法泄密，重新开发需要一定的时间。 · 不便于标准化：由于每个用户单位必须有自己唯一的加密算法，不可能采用统一的硬件和软件产品。否则偷窃者就可以在这些硬件和软件的基础上进行猜测式开发。 · 不便于质量控制：用户自己开发算法，需要好的密码专家，否则对安全性难于保障 现代密码学认为，所有加密算法的安全性都应当基于密钥的安全性，而不是基于算法实现的细节。 公开密钥体制 1.2 数据加密标准算法 DES（data encryption standard，数据加密标准） IBM 公司1975年提出 1977年1月15日美国国家标准局正式采用，作为非机要部门的数据加密标准 1.2.1 DES 及其基本思想 1973年5月美国国家标准局发出通告，公开征求对计算机数据在传输和存储期间进行数据加密的算法。要求是： （1）必须提供高度的安全性； （2）具有相当高的复杂性，使得破译的开销超过获得的利益，但同时又便于理解和掌握； （3）安全性应当不依赖于算法的必威体育官网网址，加密的安全性仅以加密密钥的必威体育官网网址为基础； （4）必须适合不同的用户和不同的应用场合； （5）实现算法的电子器件必须很经济，运行有效； 1.2.２ DES 加密过程细化 ＤＥＳ加密算法的特点： （1）对称算法：密钥既可用于加密，也可用于解密。 （2）64位的密钥，使用长度为56位（64位密钥中，有8位用于奇偶校验）。 （3）加密算法是混淆与扩散的结合，或者说是换位与置换的结合。 （4）每个DES都在明文上实施16重相同的组合技术。这种重复性可以被非常理想地应用到一个专用芯片中。 1.2.3 关于 DES 安全性的讨论 （1）DES的密钥空间较小。DES的密钥长度只有56b。56b所提供的密钥空间只有256（1016）的大小。 在实际使用中，对密钥组成还有一些限制。 DES 的弱密钥和半弱密钥 DES有以下4种弱密钥（十六进制表示）： 01 01 01 01 01 01 01 01 1F 1F 1F 1F 1F 1F 1F 1F E0 E0 E0 E0 E0 E0 E0 E0 FE FE FE FE FE FE FE FE 1.2.4 其他对称加密算法 IDEA（international data encry