第3章信息加密与认证技术.ppt

第三章 信息加密与认证技术 本章内容 古典密码技术的分类和基本原理 对称密码技术与DES、AES算法 公钥密码技术与RSA、ElGamal、ECC 信息认证的概念与作用及其基本原理 单向Hash函数与消息认证码的基本概念和原理 数字签名的原理和技术 身份认证的典型技术 学习目标 了解古典密码技术的分类和基本原理 学习对称密码技术与DES、AES算法 掌握公钥密码技术与RSA、ElGamal、ECC 学习信息认证的概念与作用及其基本原理 了解单向Hash函数与消息认证码的基本概念和原理 掌握数字签名的原理和技术 学习身份认证的典型技术 3.1 密码学技术概述 密码系统的组成 密码系统是用于对消息进行加密、解密的系统。可以用一个五元组来表示： 1）明文：未加密的原始信息。 2）密文：明文被加密后的结果。 3）密钥：参与密码变换的参数。 4）加密算法：明文加密时所采用的一组规则。 5）解密算法：密文解密时所采用的一组规则。 3.1 密码学技术概述 密码系统的组成 传统密码体制模型如图所示： 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 1. 古典密码学和现代密码学 1）古典密码学 古典密码学又称为传统密码学，主要依靠人工和机械进行信息的加密、传输和破译。 加密算法主要有替代加密、置换加密等。 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 2）现代密码学 亦称为计算机密码学阶段 ，利用计算机进行自动或半自动的加密、解密和传输，以二进制的数字化信息为研究对象，并使用现代思想进行信息的必威体育官网网址。根据密钥的使用方式又可分为对称密钥密码和非对称密钥密码。 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 2. 对称密钥密码和非对称密钥密码 1）对称密钥密码 又称为私密钥密码，加密和解密数据的密钥相同或者两者之间存在着某种明确的数学关系。 主要算法有DES、IDEA、TDEA、MD5、RC4、 AES等。 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 2）非对称密钥密码 用于加密数据的密钥与用于解密数据的密钥不相同，而且从加密的密钥无法推导出解密的密钥。其中一个密钥是公开的，另一个是必威体育官网网址的，又可称为公开密钥密码体制。 主要算法有RSA、E1gamnl、Rabin、DH、椭圆曲线等。 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 3. 分组密码和序列密码 1）分组密码 密文仅与给定的密码算法和密钥有关，与被处理的明文数据段在整个明文（或密文）中所处的位置无关。 分组密码以块为单位，在密钥的控制下进行一系列线性和非线性变换而得到密文。 3.1 密码学技术概述 密码学的分类 3. 分组密码和序列密码 2）序列密码 密文与给定的密码算法、密钥、明文数据段在整个明文（或密文）所处的位置都有关。 密钥通常采用比特流发生器随机产生二进制比特流得到，与明文结合产生密文，与密文相结合可以产生明文。 3.2 古典密码技术 代替密码 1. 单表代替密码 对明文中的所有字母都使用同一个映射。 1）移位代替密码 如凯撒密码，其基本思想是通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。 3.2 古典密码技术 代替密码 2）乘法代替密码 已知：p=c=k=z26，k是满足0＜k＜n的正整数，要 求k 与n互素。 　　加密算法：c=E(k,p) = (pk)(mod n) 解密算法：p=D(k,c) =k-1c(mod n) 3.2 古典密码技术 代替密码 3）仿射密码 乘法密码和加法密码相结合便构成仿射密码。 仿射密码是一个线性变换。对于p=c=k=z26， 且K ={(a,b)∈z26 X z26 ,gcd(a,26)=1 } ， 对于任意的k=(k1, k2)∈ K, 　 加密算法