密码学1概述与古典密码

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1、密码学教师：韩萌EMAIL:compute2006_2@sina.com教学要求成绩组成《密码学》成绩：100%。=作业10%+考勤10%+实验10%+考试70%。《密码学实践》成绩：100%。总学时教学48学时+实践20学时。教学目的：掌握常见的加密解密算法。7/16/20212HANMENG2010教学要求4、前导课程编程语言C5、参考书目《密码学与网络安全》《应用密码学手册》《密码学导引：原理与应用》《现代密码学教程》7/16/20213HANMENG2010章节内容第1章密码学概述与古典密码第2章编程基础与数学基础第3章

2、序列密码第4章分组密码第5章公钥密码第6章认证和哈希函数第7章数字签名、密钥管理技术（选讲）7/16/20214HANMENG2010引例1早妆未罢暗凝眉，迎户愁看紫燕飞，无力回天春已老，双栖画栋不如归。7/16/20215HANMENG2010王先生：来信收悉，你的盛情真是难以报答。我已在昨天抵达广州。秋雨连绵，每天需备伞一把方能上街，苦矣。大约本月中旬我才能返回，届时再见。引例2---卡丹网格式密码7/16/20216HANMENG2010密码学古典密码学现代密码学置换密码代替密码序列密码分组密码公钥密码哈希密码对称密

3、码非对称密码图1密码学分类7/16/20217HANMENG2010第1章密码学引论与古典密码本章重点：掌握常用的古典密码的加密解密。学时：6-8学时主要内容1.1信息安全与密码学1.2信息安全的模型1.3密码学概述1.4几种古典密码(补充内容，重点)7/16/20219HANMENG20101.1信息安全与密码学一网络信息安全面临的威胁20世纪70年代，面向单机的，主要内容是信息的保密性。20世纪80年代，安全服务、安全机制等基本框架，成为信息安全的重要内容。20世纪90年代，因特网具有高度分布、边界模糊、层次欠清、动态演化

4、，而用户又在其中扮演主角的特点，如何处理好这一复杂而又巨大的系统的安全，成为信息安全的主要问题。7/16/202110HANMENG20101.1信息安全与密码学1、信息安全所面临的威胁可以宏观地分为人为攻击和自然威胁。人为攻击具有智能性、严重性、隐蔽性和多样性等特点。人为攻击分为被动攻击和主动攻击。7/16/202111HANMENG2010信源接收者正常的信息流信源接收者窃听信源接收者篡改图2攻击的主要形式信源接收者重放信源接收者伪造信源接收者中断7/16/202112HANMENG20102人为攻击被动攻击：即窃听，是对系

5、统的保密性进行攻击，如搭线窃听、对文件或程序的非法拷贝等以获取他人的信息，并不修改信息。被动攻击又分为两类：一是获取消息的内容；二是进行业务流分析。抗击重点在于预防而非检测。7/16/202113HANMENG20102人为攻击主动攻击：包括对数据流的某些篡改或产生某些假的数据流。分为以下四个子类：①中断：是对系统的可用性进行攻击，如禁止设备的正常使用或管理。②篡改：是对系统的完整性进行攻击，如修改数据文件中的数据、替换某一程序使其执行不同的功能、修改网络中传送的消息内容等。7/16/202114HANMENG20102人为攻击

6、③伪造：是对系统的真实性进行攻击。如在网络中插入伪造的消息或在文件中插入伪造的记录。重放：将数据截获后进行重传，产生未授权的消息。抗击主动攻击的主要途径是检测，以及对此攻击造成的破坏进行恢复。7/16/202115HANMENG20101.2信息安全的模型图3信息安全的基本模型7/16/202116HANMENG20101.2信息安全的模型安全传输技术有以下两个基本成分：消息的安全传输，包括对消息的加密和认证。通信双方共享的某些秘密信息，如加密密钥。为获得消息的安全传输，可能还需要一个可信的第三方，其作用可能是负责向通信双方发布

7、秘密信息或者在通信双方有争议时进行仲裁。7/16/202117HANMENG20101.3密码学概述密码学(Cryptology)：把来自信源的可理解的消息变成不可理解的消息，同时又可以恢复到原消息的一门学科。它包含两个分支:密码编码学(Cryptography)，对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学问。密码分析学(Cryptanalytics)，研究分析破译密码的学问。7/16/202118HANMENG20101密码学基本概念明文m：初始的消息。密文c：明文经密码变换成的一种隐蔽形式。明文空间M：全体明文的集合。密文空间C：全

8、体密文的集合。加密算法E：对明文进行加密时所采用的一组规则。7/16/202119HANMENG2010解密算法D：对密文进行解密时所采用的一组规则。是加密算法的逆过程。密钥空间K：用于加密或者解密的秘密消息，分别称作加密密钥空间Ke和解密密钥空间Kd。1密码学