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现代密码学基础 2004.09 现代密码学基础 信息安全需要解决的问题 密码基础知识 对称密码算法 非对称密码算法 数字信封 信息安全需要解决的问题 信息机密性 信息完整性 实体身份认证 行为不可否认性 有效授权 密码基础知识 1. 加密无所不在 口令 军事通讯 2. 明文：未经加密、可直接看懂的信息 3. 密文：经加密后、表面上无意义的信息 密码基础知识 4. 算法的安全性 算法必须足够强大，根据密文无法导出明文 密钥必须足够安全，不必为算法必威体育官网网址 5. 算法满足的准则 破译密码的成本超过信息的价值 破译密码的时间超过信息有用的生命周期 现代密码学常用算法 对称密码算法 非对称密码算法 对称密码算法 发送方与接收方共享一个密钥 对称密码算法 常用对称密码算法 DES、3DES RC4、RC5 IDEA、FEAL AES 对称密码算法优缺点 对称密钥的优点 运算结果占用空间较小 加/解密速度快(数十兆/秒或更多) 对称密钥的缺点 需要进行密钥交换 规模庞大，密钥管理困难 同未知的实体初次通信困难 非对称密码算法 （1）数学基础 大数因子分解问题 离散对数问题 椭圆曲线问题 （2）密钥成对出现 公钥：公开发布，可以从可信机构获取 私钥：持有者秘密保存 非对称密码算法特点 特点： 仅仅知道密码算法和加密密钥而要确定解密私钥，在计算上是不可能的 两个相关密钥中的任何一个都可以作为加密密钥，而将另一个作为解密密钥 有效解决了信息安全的五个核心问题 非对称密码算法 非对称加密过程(机密性) 非对称密码算法 非对称加密(机密性) 非对称密码算法 非对称加密(对信息发送者的身份确认) Hash函数 将任意长字符串映射成一个较短的定长输出 单向性，不可逆 运算上的唯一性 常用Hash算法：MD2、MD4、MD5、SHA、SHA-1 非对称密码算法应用一：数字签名 数字签名(完整性、不可否认) 非对称密码算法应用二：密签 密签 (机密性、完整性、不可否认) 常用非对称密码算法 RSA (大数因子分解问题) ElGamal (离散对数问题) ECC (椭圆曲线问题) 非对称密码算法优缺点 非对称密码算法的优点 密钥分发简单 需要秘密保存的密钥量少 互不相识的人之间也能必威体育官网网址通讯 可以进行数字签名 非对称密码算法的缺点 运算结果占用空间较大 加/解密速度慢(较对称算法慢两个数量级) 数字信封 结合对称密码算法和非对称密码算法的优点 谢 谢! 密文 明文 明文 对称密钥 加密 对称密钥 解密 明文输入 加密算法 明文 解密算法 传输的密文 由发送者和接收者 共享密钥 由发送者和接收者 共享密钥 密文 明文 明文 接收方公钥 加密 接收方私钥 解密 可信机构 明文输入 加密算法 明文输出 解密算法 传输的密文 乙的私有密钥 乙的公开密钥 甲的公开密钥环 乙 丙 丁 甲 明文输入 加密算法 明文输出 解密算法 传输的密文 甲的私有密钥 甲的公开密钥 乙的公开密钥环 乙 丙 丁 甲