第四章 加密与认证技术.ppt

本章内容 4.1加密技术概述 4.2信息加密方式 4.3常用加密算法介绍 4.4认证技术 4.5密码破译方法及预防破译措施 4.3.1 加密系统的组成 尽管密码学的数学理论相当高深，但加密的概念却十分简单。加密就是把数据和信息（称为明文）转换为不可辨识形式（称为密文）的过程，使不应了解该数据和信息的人无法识别。 任何加密系统，不论形式多么复杂，至少包括以下４个组成部分： 待加密的报文，也称明文。 加密后的报文，也称密文。 加密、解密装置或称算法。 用于加密和解密的密钥，它可以是数字，词汇或者语句。 4.3.2 四种传统加密方法（4种） （1）代码加密 发送秘密消息的最简单做法，就是使用通信双方预先设定的一组代码。代码可以是日常词汇、专有名词或特殊用语，但都有一个预先指定的确切含义。它简单有效，得到广泛的应用。 代码简单好用，但只能传送一组预先约定的信息。当然，可以将所有的语意单元（如每个单词）编排成代码簿，加密任何语句只要查代码簿即可。不重复使用的代码是很安全的。代码经过多次反复使用，窃密者会逐渐明白它们的意义，代码就逐渐失去了原有的安全性。 举例 密文：黄姨白姐安全到家了。 明文：黄金和白银已经走私出境了。 （2）替换加密 由于英文字母中各字母出现的频度早已有人进行过统计，所以根据字母频度表可以很容易对这种替换密码进行破译。 举例 将字母a，b，c，…，x，y，z的自然顺序保持不变，但使之与D，E，F，…，A，B，C分别对应（即相差3个字符） 若明文为student，则对应的密文为VWXGHQW（此时密钥为3）。 （3）变位加密 代码加密和替换加密保持着明文的字符顺序，只是将原字符替换并隐藏起来。变位加密不隐藏原明文的字符，但却将字符重新排序，即把明文中的字母重新排列，字母本身不变，但位置变了。常见的变位加密方法有列变位法和矩阵变位法。 简单的变位加密 ：首先选择一个用数字表示的密钥，写成一行，然后把明文逐行写在数字下。按密钥中数字指示的顺序，逐列将原文抄写下来，就是加密后的密文 。 列变位法 ：将明文字符分割成为五个一列的分组并按一组后面跟着另一组的形式排好，最后不全的组可以用不常使用的字符填满。 矩阵变位法：把明文中的字母按给定的顺序安排在一个矩阵中，然后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。 1)简单的变位加密 密钥： 4 1 6 8 2 5 7 3 9 明文：来 人 已 出 现 住 在 平 安 1 2 3 4 5 6 7 8 9 密文：出 来 住 平 人 现 在 已 安 2)列变位法(这里的密钥是数字5) 明文：WHAT YOU CAN LEARN FROM THIS BOOK 分组排列为： W H A T Y O U C A N L E A R N F R O M T H I S B O O K X X X 密文：WOLFHOHUERIKACAOSXTARMBXYNNTOX。 3)矩阵变位法 这种加密是把明文中的字母按给定的顺序安排在一个矩阵中，然后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。如将明文ENGINEERING按行排在3*4矩阵中，如下所示： 1 2 3 4 E N G I N E E R I N G 给定一个置换：现在根据给定的置换，按第2、第4、第1、第3列的次序重新排列，就得： 2 4 1 3 N I E G E R N E N I G 所以，密文为：NIEGERNEN IG。 其解密过程正好反过来，先将密文根据3*4矩阵，按行、按列，及列的顺序写出矩阵；再根据给定置换f产生新的矩阵；最后恢复明文ENGINEERING。 （4）一次性密码簿加密 密码簿的每一页上都是一些代码表，可以用一页上的代码来加密一些词，用后撕掉或烧毁；再用另一页上的代码加密另一些词，直到全部的明文都被加密。破译密文的惟一办法，就是获得一份相同的密码簿。 举例 加密过程：（明文与密码按位异或计算） 明文：101101011011 密码：011010101001 密文：110111110010 解密过程：（密文与密码按位异或计算） 密文：110111110010 密码：011010101001 明文：101101011011 1. DES算法 为了建立适用于计算机系统的商用密码，美国国家标准局（NBS）于1973年5月和19