網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念

.網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念精品精品.精品密碼學(xué)基本概念一.學(xué)科分類(lèi)密碼術(shù)（Cryptology）(1)密碼學(xué)(Cryptography)研究如何構(gòu)建強(qiáng)大、有效的加密/解密方法體系的學(xué)科(2)密碼分析學(xué)(Cryptanalysis)研究加密/解密方法體系所存在的弱點(diǎn)，找出破譯密碼方法的學(xué)科二.基本加密通信模型AliceBob&Eve的加密通信：Alice和Bob要進(jìn)行通信，而Eve將會(huì)截獲他們的消息，所以他們使用加密的方法通信 明文明文明文密文密文AliceBobEve信道加密法加密密鑰解密密鑰解密法截獲秘鑰信道1.基本概念明文(Plaintext)是一組Alice和Bob都能夠理解其含義的消息或者數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。密文(Ciphertext)是一組變換后的數(shù)據(jù)或消息，它使得非法用戶(hù)不能理解其中的網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。信息網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。.精品精品.精品密鑰（Key）能控制變化結(jié)果的參數(shù)信息加密(Encryption)使用一套變換方法，使其輸出的密文依賴(lài)于輸入的明文和加密密鑰(eKey)解密(Decryption)使用一套變換方法，使其輸出的明文依賴(lài)于輸入的密文和解密密鑰(dKey)用符號(hào)表示加密：Ciphertext=Encryption(Plaintext,eKey)解密：Plaintext=Decryption(Ciphertext,dKey)2.體系劃分以加密密鑰和解密密鑰的關(guān)系來(lái)劃分為體系：1。如果加密密鑰(eKey)和解密密鑰(dKey)相同，或者實(shí)質(zhì)上相同，這樣的加密體系稱(chēng)為單鑰或?qū)ΨQ(chēng)密鑰體系2。如果加密密鑰(eKey)和解密密鑰(dKey)不相同，或者很難從其中一個(gè)密鑰推導(dǎo)出另一個(gè)密鑰，這樣的加密體系稱(chēng)為雙鑰或非對(duì)稱(chēng)密鑰體系 三.實(shí)例1對(duì)稱(chēng)密鑰 在經(jīng)典加密方法中使用兩種類(lèi)型進(jìn)行變換：換位法(Permutationcipher/Transpositioncipher)：明文中的每個(gè)字母或符號(hào)沒(méi)有改變，但它們?cè)诿芪闹械奈恢眠M(jìn)行了重新排列。網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。經(jīng)典換位加密法網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型.精品精品.精品1RailFence加密法換位法2置換加密法換位法3列換位加密法換位法4雙重列換位加密法換位法(2)替換法(Substitutioncipher)：將明文中每個(gè)字母、數(shù)字、符號(hào)按一定規(guī)則替換成另外一個(gè)符號(hào)。又可分為單碼替換、多碼替換、多圖替換單碼替換：明文被映射到一個(gè)固定的替換表中多碼替換：明文被映射到多于一個(gè)替換表中多圖替換：序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1簡(jiǎn)單位移加密法經(jīng)典單碼替換2關(guān)鍵詞加密法經(jīng)典單碼替換3仿射加密法經(jīng)典單碼替換4多文字加密法經(jīng)典單碼替換網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1Vigenere加密法經(jīng)典多碼加密法2自動(dòng)密鑰加密法經(jīng)典多碼加密法3Nihilist加密法經(jīng)典多碼加密法.精品精品.精品4圓柱面加密法經(jīng)典多碼加密法5回轉(zhuǎn)輪加密法經(jīng)典多碼加密法序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1Playfair加密法經(jīng)典多圖加密法2Hill加密法經(jīng)典多圖加密法(3)現(xiàn)代加密技術(shù)在電子通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)廣泛使用的背景之下產(chǎn)生，基于明文的二進(jìn)制表示，而非傳統(tǒng)的字符，其關(guān)鍵在于生成隨機(jī)性良好的密鑰?，F(xiàn)代流加密法：將明文的字符、數(shù)據(jù)等按某種方案(如ASCII)轉(zhuǎn)變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)的形式，然后和秘鑰流進(jìn)行XOR(異或邏輯運(yùn)算)，生成密文流。明文明文流秘鑰流流密文流XORXOR明文流流秘鑰流流加密的關(guān)鍵在于生成一個(gè)隨機(jī)秘鑰流常用的秘鑰流生成器為：線性反饋位移寄存器(LFSR)現(xiàn)代塊加密法： 把明文二進(jìn)制流劃分為若干分組，通常分組等長(zhǎng)度，分別使用秘鑰進(jìn)行加密，稱(chēng)為塊加密算法 塊加密幾種標(biāo)準(zhǔn)模式：網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。 （1）電子編碼簿模式（ECB）[常用]網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。.精品精品.精品 （2）加密-塊-鏈模式（CBC）[常用] (3)輸出-反饋模式(OFB)[常用]網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。 （4）計(jì)數(shù)器模式(CTR)(5)補(bǔ)償編碼簿模式（OCB）（6）密文反饋模式(CFB)網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。.精品精品.精品2公鑰（Public-key）公鑰加密解密過(guò)程概念 公鑰的生成： 公鑰通信：數(shù)字簽名網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。共享消息：網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。.精品精品.精品四。破譯的方式和方法 根據(jù)攻擊者所具備的信息分： (1).密文攻擊(ciphertext-only) 只憑從密文中獲得的所有信息來(lái)生成明文 (2).已知明文攻擊(known-plaintext) 根據(jù)已有的某些”密文-明文”對(duì)，用來(lái)發(fā)現(xiàn)秘鑰 小例子：中途島海戰(zhàn)前，美軍經(jīng)常從截獲的日軍電報(bào)中發(fā)現(xiàn)代號(hào)為“AF”的地點(diǎn)，于是判斷“AF”就是日軍的主攻地點(diǎn)，懷疑是中途島。于是發(fā)一封電報(bào)用簡(jiǎn)單密碼，上面寫(xiě)著中途島缺乏淡水，結(jié)果在截獲的日軍電報(bào)中說(shuō)“AF”缺乏淡水，于是確定了日本的進(jìn)攻方向。 (3).選擇明文攻擊（chosen-plaintext）攻擊者給加密者提供精心選取的明文，期望加密者能利用這些明文信息來(lái)加密，然后攻擊者根據(jù)生成的密文與選取的明文之間的存在的對(duì)應(yīng)信息，發(fā)現(xiàn)加密者的秘鑰(4).選擇密文攻擊(chosen-ciphertext)網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。 其他攻擊方法：網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。.精品精品.精品窮舉法嘗試所有可能的秘鑰來(lái)解密所掌握的密文，直到獲得正確的明文或者使用一個(gè)確定的秘鑰，針對(duì)所有可能的明文來(lái)加密，直到獲得正確的密文。 統(tǒng)計(jì)分析方法 通過(guò)分析密文或者明文的字符統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)找出秘鑰，原因是特定語(yǔ)言存在特定的字符統(tǒng)計(jì)規(guī)律。多見(jiàn)于古典加密算法。 數(shù)學(xué)分析方法 根據(jù)加密算法自身的數(shù)學(xué)特性和某些密碼學(xué)特征，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的方式破解密碼。一些圖表：網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1RailFence加密法換位法2置換加密法換位法3列換位加密法換位法4雙重列換位加密法換位法序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1簡(jiǎn)單位移加密法經(jīng)典單碼替換2關(guān)鍵詞加密法經(jīng)典單碼替換3仿射加密法經(jīng)典單碼替換4多文字加密法經(jīng)典單碼替換序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1Vigenere加密法經(jīng)典多碼加密法2自動(dòng)密鑰加密法經(jīng)典多碼加密法3Nihilist加密法經(jīng)典多碼加密法4圓柱面加密法經(jīng)典多碼加密法.精品精品.精品5回轉(zhuǎn)輪加密法經(jīng)典多碼加密法序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1Playfair加密法經(jīng)典多圖加密法2Hill加密法經(jīng)典多圖加密法序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型1線形反饋唯一寄存器(LFSR)方法流加密法2RC4流加密流加密法3A5流加密流加密法4單元自動(dòng)操作(CA)流加密法序號(hào)名稱(chēng)1乘積加密法塊加密法2DES加密法塊加密法3IDEA加密法塊加密法4AES加密法塊加密法序號(hào)名稱(chēng)類(lèi)型RSA系統(tǒng)公鑰加密背包系統(tǒng)公鑰加密 流加密模式明文流明文流秘鑰流流密文流XORXOR明文流流秘鑰流流加密的關(guān)鍵在于生成一個(gè)隨機(jī)秘鑰流常用的秘鑰流生成器為：線性反饋位移寄存器(LFSR)網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。塊加密的幾種模式網(wǎng)絡(luò)信息安全-密碼學(xué)基本概念全文共12頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。.精品精品.精品