第2章 密码学基础(新).pptVIP

第2章 密码学基础 第2章 密码学基础 问题的提出 1996年7月9日，北京市海淀区法院审理国内第一起电子邮件侵权案。 此案的原、被告均系北京大学心理学系93级女研究生。4月9日，原告薛燕戈收到美国密执安大学发给她的电子邮件，内容是该校将给她提供1.8万美元奖学金的就学机会，此后久等正式通知却杳无音讯，4月27日薛了解到密执安大学在4月12日收到一封署名薛燕戈的电子邮件，表示拒绝该校的邀请。因此密执安大学已将奖学金机会转给他人。经过调查，证实以薛名义发电子邮件的是其同学张男。 如果电子邮件的发送附加了数字签名，也许本案就不会发生了。 第2章 密码学基础 ▅ 2.1 密码学概述  ▅ 2.2 传统对称密码体制  ▅ 2.3 公钥密码体制 ▅ 2.4 量子密码体制  2.1 密码学概述 2.1.1 密码学起源与发展 2.1.2 什么是密码学 2.1.3 密码体制分类 2.1.4 密码系统设计的基本原则 2.1.5 密码系统攻击及分析 2.1.1 密码学起源与发展 密码学的雏形始于古希腊人，他们与敌人作战时，在战场上需要与同伴传递书写有“战争机密”的信件，为了防止信件会落到敌人手中从而泄漏了战略机密，聪明的古希腊战士采取了将信中的内容“加密”的手段，这样信中所显示的内容就不是真实的要表达的战略内容。这种情况下，即使战争信件被敌人获取，敌人也很难得到信件中所包含的军事机密 。 2.1.1 密码学起源与发展 加密: 将要传递的信息隐藏 例如：清末大儒纪晓岚赠送的对联 鳳遊禾蔭鳥飛去 馬走蘆邊草不生 2.1.1 密码学起源与发展 这样的数字毫无意义么？ 2.1.1 密码学起源与发展 1.古典密码学 1949年之前，密码学是一门艺术 2.近代密码学 1949～1975年：密码学成为科学 3.现代密码学 1976年以后：密码学的新方向——公钥密码学 2.1.2 什么是密码学 1.密码学概念 2.密码系统构成 3.密码系统数学模型 1. 密码学概念 密码学：是研究如何保护信息安全性的一门科学。它包含两个分支：密码编码学和密码分析学。 密码编码学：主要研究密码方案的设计，即寻找对信息编码的方法从而实现隐藏信息的一门学问。 密码分析学：主要是从攻击者的角度来看问题，研究如何破解被隐藏信息的一门学问。 两个分支：是既相互对立，又相互依存的科学。 2. 密码系统构成 密码系统主要包括以下几个基本要素： 明文指的是希望得到必威体育官网网址的原始信息。用某种方法伪装信息以隐藏它的内容的过程称为加密，经过加密处理后得到的隐藏信息称为密文。而把密文转变为明文的过程称为解密。加密算法是指通过一系列的变换、替代或其他各种方式将明文信息转化为密文的方法。解密算法指通过一系列的变换、替代或其他各种方法将密文恢复为明文的方法。 2. 密码系统构成 加解密算法通常都是在一组密钥的控制下进行的，分别称为加密密钥和解密密钥。加密和解密过程如下图所示。 2. 密码系统构成 比如我们想加密“Hello World”这个信息，“hello world”就是明文； 过某种加密机制，上述的“Hello World”信息变为“mjqqt btwqi”，则“mjqqt btwqi”就是密文信息； “hello world”隐藏为“mjqqt btwqi”的过程就是由加密算法完成的； 解密算法则完成由“mjqqt btwqi”恢复为“hello world”的过程。 3. 密码系统数学模型 以五元组（M，C，K，E，D）表示密码系统，其中M是明文信息空间，C是密文信息空间，K是密钥信息空间，E是加密算法，D是解密算法。各元素之间有如下的关系： E：M ? K - C，表示E是M与K 到C的一个映射； D：C ? K - M，表示D是C与K到 M的一个映射。 3. 密码系统数学模型 3. 密码系统数学模型 例如在最早的恺撒密码体制中，明文信息空间是26个英文字母集合，即M = {a,b,c,d ……z, A,B……Z}；密文信息空间也是26个英文字母集合，即C= {a,b,c,d …..z, A,B…..Z}；密钥信息空间是正整数集合，即 K= {N | N=1,2…..}；为了计算方便，将26个英文字母集合对应为从0到25的整数，加密算法则是明文与密钥相加之和，然后模26，因此Ek = (M+K) mod 26；与之对应的解密算法是Dk ，Dk =（C-K）mod 26。例如M为 “hello world”，在密钥k=5的条件下，此时对应的密文就是 “mjqqt btwqi”。 3. 密码系统数学模型 发送信息的一方使用密钥K加密明文M，通过加密算法