信息安全第2讲-古典密码与DESppt课件.ppt

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1、第2讲信息保密技术与应用2007.3主要内容密码学基本知识对称密码学公钥密码学信息加密应用技术网络通信中的加密方式一、密码学基本知识主要内容密码学概述密码学历史古典密码学通信系统模型信源编码加密信道编码公开信道信源译码信道译码解密首先进行采样通信系统研究领域信源编码目的：采集数据、压缩数据以利于信息的传送。算法：算术编码、矢量量化（VQ）编码、相关信源编码、变换编码等。信道编码目的：数据在信道上的安全传输，使具有自我纠错能力，又称纠错码。算法：BCH码、循环码、线性分组码等。密码学目的：保密通信。算法：公钥密码体系、对称钥密码体系。密码学概述密

2、码学是一门研究通信安全和保护信息资源的既古老而又年青的科学和技术。密码学包含两方面内容：密码编码学、密码分析学。密码编码学是对信息编码以隐蔽信息的一门学问。密码分析学是研究分析破译密码的学问。这二者既相互对立又相互促进，共同推动密码学的发展。密码学基本概念明文：需要秘密传送的消息。密文：明文经过密码变换后的消息。加密：由明文到密文的变换。解密：从密文恢复出明文的过程。破译：非法接收者试图从密文分析出明文的过程。加密算法：对明文进行加密时采用的一组规则。解密算法：对密文进行解密时采用的一组规则。密钥：加密和解密时使用的一组秘密信息。明文Plain

3、text密文Ciphertext加密Encryption解密Decryption密钥key加解密过程示意图明文明文密文加密算法解密算法密钥密钥加密通信的模型密码学的目的：Alice和Bob两个人在不安全的信道上进行通信，而破译者Oscar不能理解他们通信的内容。Alice加密机解密机Bob安全信道密钥源Oscarxyxk密码学基本概念密码系统一个密码系统可以用以下数学符号描述：S={P，C，K，E，D}P=明文空间C=密文空间K=密钥空间E=加密算法D=解密算法当给定密钥k∈K时，加解密算法分别记作Ek、Dk，密码系统表示为Sk={P，C，k，

4、Ek，Dk}C=Ek（P）P=Dk（C）=Dk（Ek（P））密码学的历史发展史早在4000多年以前，古埃及人就在墓志铭中使用过类似于象形文字那样奇妙的符号；公元前约50年，凯撒密码－一种简单的字符替换－被认为是最早的正式算法；双轨式密码、网格式密码、字典编号密码；传统密码学、现代密码学、量子密码学。应用领域军事、外交、情报商业、个人通信密码算法分类-i按照保密的内容分:受限制的（restricted)算法:算法的保密性基于保持算法的秘密。基于密钥（key-based)的算法:算法的保密性基于对密钥的保密。密码算法分类-ii基于密钥的算法，按照密

5、钥的特点分类：对称密码算法（symmetriccipher)：又称传统密码算法（conventionalcipher)，就是加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个。又称秘密密钥算法或单密钥算法。非对称密钥算法（asymmetriccipher):加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个。又称公开密钥算法（public-keycipher)。公开密钥算法用一个密钥进行加密,而用另一个进行解密.其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（publickey)，简称公钥.解密密钥必须保密,又称私人密钥（privatekey)私钥

6、.简称私钥。密码算法分类-iii按照明文的处理方法：分组密码（blockcipher):将明文分成固定长度的组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。流密码（streamcipher):又称序列密码.序列密码每次加密一位或一字节的明文，也可以称为流密码。序列密码是手工和机械密码时代的主流密码算法分类-iv公开密钥密码:大部分是分组密码，只有概率密码体制属于流密码每次对一块数据加密数字签名,身份认证RSA,ECC,ElGamal加密解密速度慢密码学的起源和发展三个阶段：1949年之前密码学作为一种技艺，是一门艺术，而不是一种科学古

7、典加密1949～1975年shannon的“communicationtheoryofsecrecysystem”密码学成为科学主要技术：单密钥的对称密钥加密算法1976年以后Diffie,Hellman发表“newdirectionsincryptography”密码学的新方向——公钥密码学古典密码学已经成为历史，但被传统密码学所借鉴；加解密都很简单，易被攻破；属于对称密钥学；包括置换密码、单表代换密码、多表代换密码等古典密码学置换密码(permutationcipher)，又称换位密码（transpositioncipher)：明文的字母保

8、持相同，但顺序被打乱了。周期性换位E=（2，1，4，3）D=（2，1，4，3）M=“置换密码”C=E(M)=“换置码密”矩阵换位将明文P=canyou