课件03信息安全技术第三讲密码学概论.pptx

信 息 安 全 技 术;第3讲 密码学概论;;密码体制定义: 它是一个五元组（P, C, K, E, D)满足条件： （1）P是可能明文的有限集；（明文空间） （2）C是可能密文的有限集；（密文空间） （3）K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间） （4）任意 ，有一个加密算法 和相应的解密 算法 ，使 和 分别为加密、 解密函数，且满足 。;; 消息被称为明文，用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的 过程称为加密（Encryption），被加密的消息称为密文，而把 密文转变为明文的过程称为解密（Decryption）。 使消息必威体育官网网址的技术和科学叫做密码编码学(Cryptography)， 从事此行的叫密码编码者（Cryptographer），密码分析者是 从事密码分析的专业人员，密码分析学（Cryptanalysis） 就是破译密文的科学和技术，即揭穿伪装。 密码学（Cryptology）作为数学的一个分支，包括密码编码 学和密码分析学两部分，密码编码技术和密码分析技术是相互 依存、相互支持、密不可分的两个方面。; 密码学除了提供机密性外，还有以下作用： 1、鉴别：消息的接收者能够确认消息的来源，入侵者不可能 伪装成他人。 2、完整性：消息的接收者能够验证在传送过程中消息没有被 修改，入侵者不可能用假消息代替合法消息。 3、抗抵赖：发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息。 密码算法（Algorithm）也叫密码（Cipher），是用于 加密和解密的数学函数。通常情况下，有两个相关的函数， 一个用作加密，另一个用作解密。 密钥用K表示。K可以是很多数值里的任意值。密钥 K的 可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都用它。; 密码体制在原理上分两类：单钥体制和双钥（公钥）体制。 单钥密码体制中，收发双方使用同一密钥，系统的必威体育官网网址性 主要取决于密钥的安全性。系统的密钥管理、传输和分配是一 个重要且十分复杂的问题。单钥密码算法按照对明文的处理方 式分为：分组密码算法和序列密码算法。体制的缺点：密钥数 目大，密钥分配困难，无法实现不可否认服务。 公钥密码体制中，加密密钥Ke是公开的，解密密钥Kd 必须必威体育官网网址。公钥体制的密钥产生、分配和管理相对简单，尤 适用于计算机网络系统中。公钥体制的特点：实现信息公开 加密，实现不可否认服务。体制的缺点：加解密运算复杂其 速度较慢。; 代替密码也称替换密码，是使用替换法进行加密所产生的 密码。替换密码就是明文中每一个字符被替换成密文中的另外 一个字符，替换后的各字母保持原来位置。接收者对密文进行 逆替换就恢复出明文来。 在替换密码加密体制中，使用了密钥字母表。它可以由 明文字母表构成，也可以由多个字母表构成。 在传统密码学中，有四种类型的代替密码： 1、单表（简单）替换密码：就是明文的一个字符用相应的 一个密文字符替代。加密过程中是从明文字母表到密文字母表 的一一映射。例：恺撒（Caesar)密码。;2、同音（多名码）替换密码：它与简单替代密码系统相似， 唯一的不同是单个字符明文可以映射成密文的几个字符之一， 同音替代的密文并不唯一。 3、多字母组替换密码：字符块被成组加密，例如“ABA”可能 对应“RTQ”，ABB可能对应“SLL”等。例：Playfair密码。 4、多表替换密码：由多个单字母密码构成，每个密钥加密 对应位置的明文。 例：维吉尼亚密码。;一、单表替换密码 1、恺撒（Caesar)密码 凯撒密码，又叫循环移位密码。它的加密方法就是把明文 中所有字母都用它右边的第k个字母替代，并认为Z后边 又是A。这种映射关系表示为如下函数： F(a)=(a+k) mod 26 其中：a表示明文字母；k为密钥。;设k＝3，则有 明文：a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 密文：d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c 对于明文P＝computer systems 有密文C＝frpsxwhu vbvwhpv 显然，由密文C恢复明文非常