信息安全概论张雪锋第2章信息必威体育官网网址技术上课用课件.ppt

第二章 信息必威体育官网网址技术 第二章 信息必威体育官网网址技术 2.1 概述 2.2 古典密码 2.3 分组加密技术 2.4 公钥加密技术 2.1 概述 密码技术的发展历史 密码技术几乎与文字的历史一样长。 古典密码：远古——1949年 近代密码：1949——1976年 现代密码：1976——至今 密码学的基本概念 密码学（cryptology）作为数学的一个分支，是密码编码学和密码分析学的统称。 使消息必威体育官网网址的技术和科学叫做密码编码学（cryptography）。 破译密文的科学和技术就是密码分析学（cryptanalysis）。 密码学的基本概念 密码学的基本目的是面对攻击者Oscar，在被称为Alice和Bob的通信双方之间应用不安全的信道进行通信时，保证通信安全。 密码学的基本概念 密码体制的定义 密码体制：密码体制的构成包括以下要素： M：明文消息空间，表示所有可能的明文组成的有限集。 C：密文消息空间，表示所有可能的密文组成的有限集。 K：密钥空间，表示所有可能的密钥组成的有限集。 E：加密算法集合。 D：解密算法集合。 密码学的基本概念 密码学的基本概念 密码体制的分类 密码学的基本概念 密码学的基本概念 2.2 古典密码 移位密码 代换密码 置换密码 置换密码 置换密码：保持明文字符未改变，通过重排而更改位置，又称换位密码（Transposition Cipher）。 置换密码举例 例：栅栏式密码 美国南北战争时期（1861-1865年），军队中曾经使用过的“栅栏”式密码（rail fence cipher)。 （1）原理 明文：send help 加密过程： s n h l e d e p 密文：s n h l e d e p （2）算法描述 将明文写成双轨的形式，然后按行的顺序书写得到密文。 置换密码举例 例：矩阵置换：以矩阵形式排列明文，逐行写入，逐列读出。 密钥指出各列读出的顺序 如:明文abcdefghijklmnopqrstuvwxyzab 密钥为:4312567 dkry cjqx ahov bipw elsz fmta gnub 2.2 分组加密技术 2.2.1 基本概念 2.2.2 DES算法 2.2.3 分组密码的分析方法 基本概念 分组密码是指将处理的明文按照固定长度进行分组，加解密的处理在固定长度密钥的控制下，以一个分组为单位独立进行，得出一个固定长度的对应于明文分组的结果 。属于对称密码体制的范畴 。 1) 明文分组（固定长度）。 2）密钥分组（固定长度）。 3）以组为单位独立进行运算，得到密文（长度固定）。 基本概念 在分组密码中用代替、置换实现扩散和混淆功能 。 混淆：指加密算法的密文与明文及密钥关系十分复杂，无法从数学上描述，或从统计上去分析。 扩散：明文（密钥）中的任一位，对全体密文位有影响。经此扩散作用，可以隐藏明文的统计特性，增加密码的安全。 DES算法 DES算法的产生 发明人：美国IBM公司W. Tuchman 和 C. Meyer 1971-1972年研制成功。 基础：1967年美国Horst Feistel提出的理论。 产生：美国国家标准局（NBS)1973年5月到1974年8月发布通告，公开征求用于电子计算机的加密算法。经评选从一大批算法中采纳了IBM的LUCIFER方案。 标准化：DES算法1975年3月公开发表，1977年1月15日由美国国家标准局颁布为数据加密标准（Data Encryption Standard），于1977年7月15日生效。 DES算法 DES算法的产生 1979年，美国银行协会批准使用DES。 1980年，DES成为美国标准化协会(ANSI)正式发布的标准。 1984年2月，ISO成立的数据加密技术委员会(SC20)在DES基础上制定数据加密的国际标准工作。 DES算法 DES算法的描述 为二进制编码数据设计的，可以对计算机数据进行密码保护的数学运算。 DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，并对64位的数据块进行16轮编码。在每轮编码时，一个48位的“每轮”密钥值由56位的“种子”密钥得出来。 DES算法的参数有三个：Key、Data和Mode。 Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥； Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据； Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。 64位明文变换到64位密文； 64位密钥，实际可用长度56位。 DES算法 DES算法 初始换位的功能：64位数据块按位重新组合，把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位。 其置换规则见下表： 58 50 42 34 26 18