课件04信息安全技术第四讲 对称密码体制.ppt

离散数学 DES解密过程 在经过所有的代替、置换、异或和循环移动之后，获得了 这样一个非常有用的性质：加密和解密可使用相同的算法。 DES使得用相同的函数来加密或解密每个分组成为可能， 二者的唯一不同之处是密钥的次序相反。这就是说，如果各轮 的加密密钥分别是K1，K2，K3…，K16，那么解密密钥就是 K16，K15，K14……，K1。 §4.3 数据加密标准DES 离散数学 四、DES的安全性 DES的设计是密码学历史上的一个创新。自从DES问世 至今，对它多次的分析研究，从未发现其算法上的破绽。 利用穷举法有哪些信誉好的足球投注网站攻击，只能说明56位的密钥可能太少，DES的 迭代次数可能太少。但直到1998年，电子边境基金会（EFF） 动用一台价值25万美元的高速电脑，在56小时内利用穷尽有哪些信誉好的足球投注网站 的方法破译56位密钥长度的DES，才证明上述论断。 1982年，已经有办法攻破4次迭代的DES系统了。1985年， 对于6次迭代的DES系统也已破译。1990年，以色列学者发明 并运用差分分析方法证明，通过已知明文攻击，任何少于16次 迭代的DES算法都可以用比穷举法更有效的方法。 §4.3 数据加密标准DES 离散数学 DES的脆弱性： 1）函数构造与作用域： 2）迭代问题 3）S盒中的重复因子及密钥多值问题 §4.3 数据加密标准DES 离散数学 DES的唯一密码学缺点就是密钥长度较短。解决密钥长度 的问题的办法之一是采用多重DES。 双重DES使用两个长度为56位DES密钥，先用密钥K1进行 DES加密，对加密后的密文再使用密钥K2进行DES加密，得到 最终密文。双重DES很难抵抗中间相遇攻击。 三重DES使用三个长度为56位DES密钥，先用密钥K1进行 DES加密，对加密后的密文再使用密钥K2进行DES解密，最后 用密钥K3进行DES加密，得到最终密文。但最常用的三重DES 算法中选取K1 ＝ K3 。 §4.3 数据加密标准DES 离散数学 一、ECB（电子密码本）模式 各明文组独立地以同一密钥加密，传送短数据。 其缺点是组间同明文时，可能遇到同密钥，易暴露统计特性。 §4.4 分组密码工作模式 离散数学 二、CBC（密码分组链接）模式 加解密算法的结果不仅与当前输入信息和密钥有关，还与 先前的输入输出信息相关。 初始向量IV； C0= IV； Cn=Ek[Cn-1⊕Pn]； 用途：传送数据分组；认证。 §4.4 分组密码工作模式 离散数学 三、CFB（密码反馈）模式 按字符或按比特处理明文，往往利用CFB模式， 通过加密前的一个密文块产生密钥流元素Zi = E(C i-1，k) 初始向量IV； C0= IV； 加密：Ci = Pi⊕Zi 解密：Pi = Ci ⊕Zi §4.4 分组密码工作模式 离散数学 四、 OFB（输出反馈）模式： 用分组密码产生一个随机密钥流，将此密钥流和明文流进行 异或可得密文流。 初始向量IV； Z0= IV； Zi= E(Zi-1，k) 加密：Ci = Pi⊕ Zi 解密：Pi = Ci ⊕Zi §4.4 分组密码工作模式 离散数学 一、IDEA 国际数据加密算法(IDEA)与DES一样，也是一种使用一个 密钥对64位数据块进行加密的单钥加密算法，它是瑞士联邦 技术学院开发的一种面向数据分组块的数据加密标准。 相对于DES的56位密钥，它使用128位密钥，每次加密一个 64位数据块，这么长的密钥被认为即使在多年后仍是有效的。 IDEA算法通过一系列的加密轮次进行操作，每轮都使用从 完整的加密密钥中生成的一个子密钥，使用一个称为“压码”的 函数在每轮中对数据位进行编码。与DES不同的是IDEA不使用 置换。 §4.5 其他分组密码算法 离散数学 一、IDEA IDEA算法的安全性相对DES算法有很大的提高，其密钥是 128位，在穷举攻击的情况下，需要经过2128次加密才能恢复 出密钥。假设一台计算机每