貴州水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院《現(xiàn)代密碼學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁貴州水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《現(xiàn)代密碼學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，移動設(shè)備之間需要進行安全的數(shù)據(jù)傳輸，考慮到信號的不穩(wěn)定性和設(shè)備的移動性。以下哪種加密和密鑰更新策略可能是最有效的？（）A.使用WPA2加密協(xié)議，定期更新預(yù)共享密鑰，保障無線網(wǎng)絡(luò)的安全性B.采用WPA3協(xié)議，結(jié)合基于會話的密鑰生成和更新機制，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化C.運用EAP-TLS認(rèn)證和加密方式，通過證書管理實現(xiàn)密鑰的動態(tài)更新和安全傳輸D.選擇802.11ax標(biāo)準(zhǔn)中的加密特性，結(jié)合設(shè)備的移動特征進行自適應(yīng)的密鑰管理2、考慮密碼學(xué)中的橢圓曲線加密算法（ECC），以下關(guān)于其密鑰長度和安全性的說法，哪一個是恰當(dāng)?shù)?？（）A.ECC使用較短的密鑰就能達到與傳統(tǒng)加密算法相同的安全級別，但其安全性難以評估B.雖然ECC密鑰較短，但由于其數(shù)學(xué)原理復(fù)雜，在實際應(yīng)用中安全性不如傳統(tǒng)算法C.ECC的密鑰長度與安全性成正比，密鑰越長，安全性越高，且效率不受影響D.與其他非對稱加密算法相比，ECC在相同密鑰長度下提供更高的安全性和計算效率3、對于密碼學(xué)中的消息完整性保護，以下關(guān)于HMAC（基于哈希的消息認(rèn)證碼）的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.HMAC是一種基于對稱加密的消息完整性保護機制，其安全性依賴于哈希函數(shù)和密鑰B.HMAC的計算速度比普通哈希函數(shù)慢，但安全性更高C.只要HMAC的值匹配，就可以確定消息在傳輸過程中沒有被篡改，且發(fā)送方身份合法D.HMAC只能用于小消息的完整性保護，對于大消息不適用4、在一個電子投票系統(tǒng)中，需要確保投票的機密性、完整性和可驗證性。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)，系統(tǒng)采用了加密技術(shù)和數(shù)字簽名等手段。以下關(guān)于電子投票系統(tǒng)加密的描述，哪一項是錯誤的？（）A.投票者的選票在加密后傳輸，以保證機密性B.數(shù)字簽名用于驗證選票的來源和完整性C.投票結(jié)果在解密前可以公開驗證，以保證可驗證性D.加密技術(shù)可以完全消除電子投票中的作弊風(fēng)險5、考慮一個加密文件系統(tǒng)，用戶在訪問加密文件時需要進行身份驗證和解密操作。以下關(guān)于加密文件系統(tǒng)性能和安全性權(quán)衡的描述，哪一項是不正確的？（）A.更強的加密算法通常會導(dǎo)致更高的安全性，但也會降低系統(tǒng)性能B.頻繁的密鑰更新可以提高安全性，但會增加用戶操作的復(fù)雜性C.為了提高性能，可以減少加密的文件數(shù)量或降低加密強度D.安全性和性能是相互獨立的，不需要進行權(quán)衡6、在哈希函數(shù)中，SHA-512與SHA-256相比，其輸出的哈希值？（）A.更長，安全性更高B.更短，計算速度更快C.長度相同，安全性相同D.長度隨機，取決于輸入7、零知識證明是密碼學(xué)中的一個重要概念，以下關(guān)于零知識證明的說法，不準(zhǔn)確的是：（）A.零知識證明可以讓證明者向驗證者證明某個論斷是正確的，而不泄露任何額外的信息B.零知識證明在身份認(rèn)證、匿名交易等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景C.零知識證明的實現(xiàn)過程復(fù)雜，計算開銷較大D.零知識證明只能用于證明數(shù)學(xué)定理，不能用于實際的應(yīng)用場景8、考慮到一種加密方案，它使用了多個不同的加密算法來對同一明文進行多次加密。每次加密使用的密鑰都相互獨立。這種多重加密的方式主要目的是增強加密的安全性，但同時也增加了計算開銷。以下關(guān)于這種加密方案的說法，哪一個是正確的？（）A.多重加密一定能提高安全性，且計算開銷的增加是可以忽略的B.多重加密的安全性提升取決于所使用的加密算法和密鑰的質(zhì)量C.只要使用的加密算法足夠復(fù)雜，多重加密就沒有必要D.多重加密只適用于對安全性要求極高而對計算效率要求較低的場景9、在密碼學(xué)中，以下哪個概念用于衡量密碼系統(tǒng)對不同類型攻擊的綜合抵抗能力？（）A.安全強度B.安全模型C.安全級別D.安全框架10、分組密碼是一種常見的加密方式，在工作模式中，以下哪種模式適用于加密長數(shù)據(jù)且能并行處理？（）A.ECB模式B.CBC模式C.CFB模式D.OFB模式11、在密碼學(xué)中，零知識證明是一種特殊的技術(shù)，允許一方在不泄露任何秘密信息的情況下向另一方證明某個論斷的真實性。假設(shè)一個場景，用戶需要向驗證者證明自己知道某個秘密而不透露這個秘密，以下關(guān)于零知識證明應(yīng)用和特點的描述，哪一項是正確的？（）A.零知識證明過程復(fù)雜，在實際應(yīng)用中很少使用B.零知識證明可以在不暴露秘密的前提下完成驗證，保護用戶隱私C.零知識證明只能用于簡單的論斷證明，對于復(fù)雜的情況不適用D.零知識證明的安全性完全依賴于驗證者的誠信12、假設(shè)正在進行密碼分析工作，試圖破解一個使用未知加密算法加密的密文。已知一些關(guān)于明文的統(tǒng)計信息和部分密文樣本。以下哪種密碼分析方法可能是最有效的起點？（）A.暴力破解，嘗試所有可能的密鑰B.差分分析，利用密文之間的差異來推斷密鑰C.線性分析，尋找密文和明文之間的線性關(guān)系D.社會工程學(xué)方法，試圖獲取加密者的相關(guān)信息13、在一個醫(yī)療保健系統(tǒng)中，患者的病歷和診斷信息需要進行加密存儲和傳輸，以保護患者的隱私。同時，醫(yī)療機構(gòu)之間需要共享部分加密信息，但又要保證只有授權(quán)的機構(gòu)能夠解密。以下關(guān)于醫(yī)療保健系統(tǒng)加密的描述，哪一個是錯誤的？（）A.可以使用同態(tài)加密技術(shù)，在不解密的情況下對加密數(shù)據(jù)進行計算和分析B.不同醫(yī)療機構(gòu)之間可以共享相同的加密密鑰，以方便信息共享C.加密后的醫(yī)療數(shù)據(jù)在傳輸過程中應(yīng)該進行完整性校驗D.患者本人應(yīng)該能夠控制自己醫(yī)療數(shù)據(jù)的加密和解密權(quán)限14、密碼學(xué)中的密鑰協(xié)商協(xié)議用于在通信雙方之間建立共享密鑰。以下關(guān)于密鑰協(xié)商協(xié)議的安全性要求，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.防止中間人攻擊B.保證協(xié)商出的密鑰具有足夠的隨機性C.對通信雙方的身份進行認(rèn)證D.密鑰協(xié)商過程的計算量要小15、在密碼學(xué)的發(fā)展過程中，新的攻擊手段不斷出現(xiàn)。假設(shè)一種新的攻擊方式利用了加密系統(tǒng)在硬件實現(xiàn)上的漏洞，而不是算法本身的缺陷。以下哪種防御策略能夠有效地應(yīng)對這種硬件層面的攻擊？（）A.定期更新硬件設(shè)備B.進行硬件安全評估和檢測C.采用軟件加密代替硬件加密D.以上都是16、在密碼分析的研究中，有一種基于密碼算法的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行分析的方法。假設(shè)一個加密算法的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)存在某種弱點，以下哪種情況可能導(dǎo)致這種弱點被攻擊者利用？（）A.攻擊者具有強大的計算能力B.加密算法的實現(xiàn)存在漏洞C.加密算法的參數(shù)選擇不當(dāng)D.以上都是17、在密碼學(xué)的研究中，常常需要評估加密算法的安全性。假設(shè)有一種加密算法，其安全性基于一個尚未被證明但被廣泛認(rèn)為正確的數(shù)學(xué)難題。以下關(guān)于這種加密算法安全性評估的說法，哪一個是正確的？（）A.只要數(shù)學(xué)難題未被解決，算法就是安全的B.應(yīng)該尋找其他獨立的方法來評估安全性C.可以暫時認(rèn)為算法安全，但需要持續(xù)關(guān)注D.這種基于未證明難題的算法不可靠，不應(yīng)使用18、假設(shè)正在進行密碼學(xué)的研究，需要設(shè)計一種新的加密算法。在設(shè)計過程中，需要考慮算法的安全性證明、效率評估和抵抗各種攻擊的能力。以下關(guān)于新加密算法設(shè)計的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.安全性證明是設(shè)計新加密算法的必要步驟，但證明過程可能非常復(fù)雜B.效率評估只需要考慮加密和解密的時間開銷，不需要考慮空間開銷C.新算法應(yīng)該能夠抵抗已知的和潛在的密碼分析攻擊D.設(shè)計完成后，需要進行廣泛的測試和評估，包括實際應(yīng)用場景的測試19、假設(shè)正在分析一種密碼算法的安全性，發(fā)現(xiàn)該算法在面對選擇明文攻擊時存在弱點。為了增強算法的安全性，以下哪種措施可能是有效的？（）A.增加密鑰長度B.改進加密算法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)C.引入隨機數(shù)生成器D.以上措施都可能有效20、在密碼學(xué)中，密碼系統(tǒng)的安全性評估是非常重要的。以下關(guān)于密碼系統(tǒng)安全性評估的描述，不正確的是：（）A.安全性評估需要考慮密碼算法的強度、密鑰管理的安全性以及系統(tǒng)的整體架構(gòu)B.可以通過對密碼系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)分析和攻擊實驗來評估其安全性C.只要密碼系統(tǒng)沒有被成功攻擊過，就可以認(rèn)為其是絕對安全的D.安全性評估應(yīng)該是一個持續(xù)的過程，隨著技術(shù)的發(fā)展和新的攻擊手段的出現(xiàn)，需要不斷更新評估結(jié)果21、在密碼系統(tǒng)的設(shè)計中，可證明安全性是一個重要的概念。以下關(guān)于可證明安全性的描述，哪一個是不正確的？（）A.將密碼系統(tǒng)的安全性歸約到某個已知的數(shù)學(xué)難題B.能夠絕對保證密碼系統(tǒng)的安全性C.為密碼系統(tǒng)的安全性提供理論依據(jù)D.有助于評估密碼系統(tǒng)的實際安全性22、想象一個加密文件系統(tǒng)，用戶需要在不同的設(shè)備上訪問和修改加密文件，同時要保證文件的完整性和一致性。以下哪種加密文件系統(tǒng)和同步策略可能是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.使用TrueCrypt加密文件系統(tǒng)，通過手動同步文件來保持不同設(shè)備上的一致性B.采用VeraCrypt加密文件系統(tǒng)，結(jié)合云存儲服務(wù)進行自動文件同步C.運用Windows的BitLocker加密文件系統(tǒng)，利用專用的同步工具實現(xiàn)多設(shè)備同步D.選擇Linux下的EncFS加密文件系統(tǒng)，結(jié)合版本控制系統(tǒng)來管理文件的修改和同步23、在橢圓曲線加密算法（ECC）中，以下關(guān)于其參數(shù)選擇的說法，正確的是？（）A.曲線參數(shù)越大，安全性越高B.曲線參數(shù)與安全性無關(guān)C.不同的曲線參數(shù)對加密速度沒有影響D.曲線參數(shù)可以隨意選擇24、在密碼分析領(lǐng)域，有一種攻擊方法是通過分析密文的統(tǒng)計特性來嘗試推斷出加密所用的密鑰或明文的部分信息。假設(shè)存在一段經(jīng)過加密的文本，其密文的字符分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。這種情況下，以下哪種密碼體制可能更容易受到此類攻擊？（）A.流密碼B.分組密碼C.公鑰密碼D.量子密碼25、在一個工業(yè)控制系統(tǒng)中，傳感器和控制器之間的通信需要進行加密，以防止惡意攻擊和數(shù)據(jù)篡改。同時，加密機制不能影響系統(tǒng)的實時響應(yīng)性能。以下哪種加密技術(shù)和實現(xiàn)方式可能是最有效的？（）A.使用硬件加密模塊，如加密芯片，對通信數(shù)據(jù)進行快速加密和解密，不影響系統(tǒng)實時性B.采用軟件實現(xiàn)的對稱加密算法，如AES，通過優(yōu)化算法和代碼提高加密速度C.運用輕量級的加密協(xié)議，如TinyEncryptionAlgorithm（TEA），減少計算資源消耗D.選擇基于物理不可克隆函數(shù)（PUF）的加密技術(shù)，利用硬件的唯一性保障通信安全二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述密碼學(xué)中的基于人工智能輔助的加密技術(shù)，分析其在密碼算法設(shè)計和分析中的作用。2、（本題5分）論述基于生物特征的密碼技術(shù)，分析其優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)，如生物特征的可變性和安全性。3、（本題5分）論述密碼學(xué)中的基于深度學(xué)習(xí)的加密技術(shù)，分析其在密碼分析和加密算法優(yōu)化中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述密碼學(xué)中的隱藏向量加密技術(shù)，分析其在保護數(shù)據(jù)隱私和訪問控制方面的應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)一個密碼系統(tǒng)使用了屬性基加密（Attribute-BasedEncryption，ABE）技術(shù)。請解釋ABE的原理和應(yīng)用場景，以及它與傳統(tǒng)加密技術(shù)的區(qū)別，并通過具體示例說明其優(yōu)勢。2、（本題5分）假設(shè)一個加密系統(tǒng)使用了后量子密碼（Post-QuantumCryptography，PQC）算法。請解釋PQC的概念和必要性，以及目前PQC算法的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。3、（本題5分）考慮一個使用加密技術(shù)保護無人機通信的場景。請分析無人機通信中加密的特殊要求和挑戰(zhàn)，如高動態(tài)性、有限的計算資源和無線信道的不穩(wěn)定性，并提出相應(yīng)的加密策略。4、（本題5分）密碼學(xué)中的閾值簽名允許多個簽名者合作生成一個有效的簽名，只要達到一定的閾值。設(shè)計一個閾值簽名方案，并分析其在分布式系統(tǒng)中的應(yīng)用和安全性。5、（本題5分）對于一個加密的電子郵件系統(tǒng)，分析如何實現(xiàn)郵件內(nèi)容的加密、簽名和密鑰管理，以及如何處理郵件的轉(zhuǎn)發(fā)和回復(fù)過程中的加密問題。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細闡述密鑰管理中