《计算机网络安全防护技术（第二版）》课件 （秦燊）第3章 数据加密技术.pptx

第3章数据加密技术;3.1对称加密技术;3.1.1古典加密技术;二、换位密码技术

英语中，“the”、“is”等单词经常出现，凯撒密码只是对单词做简单的替换，攻击者根据单词出现的频率，很容易试探出明文。而换位密码技术，将明文各字母的顺序打乱，能较好的避免攻击者按单词出现的频率来试探明文的攻击。

换位密码技术是通过打乱明文的字母顺序达到加密目的的，以列换位密码技术为例，加密方法是：将密钥写在第一行，明文写在密钥下面，明文超过密钥长度时，就换到第二行，第二行写满换到第三行，以此类推，直到把明文写完为止，然后将表中的字母按列读出来，以便得到密文，注意，不是按第1、2、3、4列这样的顺序来读列的，列的读取顺序由密钥来决定，具体来说，把密钥的各字母按从小到大排序，按排出的顺序读列，得到的就是密文。

例如：使用列换位密码技术，用字符串“hack”作为密钥，加密“canyouunderstand”这句话，方法如下：

明文：canyouunderstand

密钥：hack;表3-1是按照换名密码技术使用密钥“hack”，对明文“canyouunderstand”进行加密的过程。

按第2、3、1、4列的顺序读出各列的字母，得到的就是密文：

aueanurncodtynsd。

;三、费杰尔密码

换位密码技术虽然避免了攻击者按单词出现的频率猜明文的方法，但英语中，除了单词出现的频率有规律可循，字母出现的频率也是有规律的，如：字母e出现的频率最大，其次是t，根据密文中字母出现的频率，按换位密码加密得到的密文，是有可能被攻击者匹配出明文来的，而费杰尔密码的出现，则较好解决了这个问题。

使用费杰尔密码技术进行加密，需要用到一张二维表，以表的第一列为纵坐标，表的第一行为横坐标。在纵坐标上，找到密钥对应的字母所在的行，在横坐标上，找到明文对应的字母所在的列，行和列的交叉点就是密文。;表3-2是费杰尔密码技术所使用的二维表。;

例如：使用费杰尔密码技术进行加密，密钥为“cat”，明文为“lookatthestarts”。

加密方法是：

在明文下面，反复写上密钥，得到：

明文：lookatthestarts

密钥：catcatcatcatcat

第一个字母的加密过程是：

在纵坐标上，找到密钥对应的字母c所在的行，

在横坐标上，找到明文对应的字母l所在的列，

行与列的交叉点n就是密文。

以此类推，可得到加密后的密文为：

密文：nohmamvhxuttts;谢谢欣赏;第3章数据加密技术;3.1.2DES加密技术;如图3-1-1所示，整个算法的主流程图如下：

;DES加密的大致过程如下：

将64位的明文经初始排列打乱顺序，得到左边32位L0和右边32位R0两部分；经过第一轮加密后，变成左边L1和右边R1；经过第二轮加密后，变成左边L2和右边R2；……如此循环，总共经过十六个不同子密钥的16轮加密，得到左边L16和右边R16，将左右合并、翻转初始排列后，最终得到64位密文。

1．将64位的明文顺序打乱，生成32位的左边L0、32位的右边R0两部分；

2.第一轮加密：

1）新的左边L1，直接取自原来的右边R0；

2）新的右边R1，由原来的右边R0、第一轮的子密钥、原来的左边L0，经过加密运算，而生成。

3.第二~第十六轮加密，与第一轮加密类似。

4.翻转初始排列。;下面以密钥为OVERSEAS，明文为FOOTBALL为例，解释DES的加密过程：

一、通过查询ASCII码表，将明文和密钥转换成二进制。

表3-3是节选的ASCII码表。

表3-4是二进制与十六进制的对应关系表。

;

如：通过查询ASCII码表，得到字符’F’的ASCII码的16进制是:46，转成二进制是：01000110

通过查表，可得：

明文FOOTBALL的ASCII码的二进制是：

0100011001001111010011110101010001000010010000010100110001001100

密钥OVERSEAS的ASCII码的二进制是：

0100111101010110010001010101001001010011010001010100000101010011;二、明文的处理

按置换规则表，打乱明文的顺序，并平分为左边32位的L0和右边32位的R0。

一）概述：

1.将64位的明文顺序打乱，并平分为左边32位的L0和右边32位的R0；

2.把右边32位R0赋值给下一轮左边L1；

3.把左边32位的L0、右边32位R0（扩展成48位）、第一轮子密钥进行加密运算，生成下一轮的R1。

4.相