信息加密技术ppt课件.ppt

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1、第七章信息加密技术1加密，就是对一般人都能看懂的消息，施加某种变换，变换后的这种信息称为密码。40年代末，香农使密码学置于坚实的数学基础上，有理论支撑，有系统变换方法，成为系统科学学科。70年代末，数据加密标准和公钥密码体制的问世，树立起近代密码学的两大里程碑。数据加密标准(DES)是针对计算机发展中出现的数据保密问题而组织研究的非线性算法，主要用于商用和非军事应用；公钥密码体制是将加、解密密钥甚至加、解密函数分开，用户只保留解密密钥，而将加密密钥和加密函数一起公之于众。§7.1概述2一个密码体制是一个六元组：（M,C,K1,K2,E,D)其中，M--明文空间C-

2、-密文空间K1--加密密钥空间K2--解密密钥空间E--加密变换空间D--解密变换空间基本概念：3密钥（key)是用于加解密变换的关键信息，由用户(或系统)事先选定的较短的秘密的字符或数字序列，视其用于加解密而分别称为加密密钥与解密密钥；4§7.2密码通信的基本模型加密变换获得密文C：C＝Ek(P)明文P从明文信息空间SP变换到密文信息空间SC，Ek就是实现这种带有参数k的加密变换函数，k为密钥5相反得解密:Dk(C)＝PEkDk为单参数得可逆变换对系统保密性依赖于密钥k如果合法接收方能区分C和C’，我们就说这类通信是安全的6§7.3对密码体制的基本要求香农提出的

3、五项准则：1.所提供的保密强度2.密钥的规模3.加密和解密运算的简易性4.错误的扩散程度5.信息的扩散程度7同余：给定任意整数a和q，以q除a，余数是r，则可以表示为a=sq+r,0≤r

4、a=sq+r,s∈Z}的整数集称为同余类。模运算有下述性质：（1）若q

5、(a-b)，则a≡bmodq（2）(amodq)=(bmodq)意味a≡bmodq（3）a≡bmodq等价于b≡amo

6、dq（4）若a≡bmodq且b≡cmodq，则a≡cmodq8模算术:（ModularArithmatic)在modq的q个剩余类集{0，1，2，…,q-1}上可以定义加法和乘法运算如下:加法:(amodq)+(bmodq)=(a+b)modq乘法:(amodq)×(bmodq)=(a×b)modq9§7.4单表密码所谓单表密码，是一种代换密码，就是把明文中的字母用另一个字母或符号来代替，把可懂明文变成不可懂明文。密码种类：单表密码加法（移位）密码、乘法密码、仿射密码、随机代换密码密钥词组密码•多表密码维吉尼亚（Vigenere)密码换位密码倒序密码、栅栏密码、图

7、形密码、列转置密码线性反馈移位寄存器密码10一.加法密码最早使用实例是公元前100年恺撒密码，如下表，正常顺序为明文字母(小写)，循环左移三个字母为密文字母(大写)，对明文消息加密，就是将明文中的每个字母用它的下面相应的字母代换明文：cryptosystems密文：FUBSWRVBVWHPV11如采用1～26代替a～z，则恺撒密码的加密变换的数学模型为：C≡P+3(mod26)同理，解密变换的数学模型为：P≡C－3(mod26)从上两式可知，可以把3看作式这种体制的密钥推广得C≡P+β(mod26)P≡C-β(mod26)密钥就是β，26

8、β时，明文和密文相同（恒

9、等变换）所以，加密密码要求26β，即β不能是26的整数倍，最多只有25种变化12例：明文mathodC1≡13+3≡16→PC2≡1+3≡4→DC3≡20+3≡23→WC4≡8+3≡11→KC5≡15+3≡18→RC6≡4+3≡7→G密文为：PDWKRG二.乘法密码乘法密码是对正常字母表的等间隔抽取获得，其加密变换的数学模型为：C≡αP(mod26)式中α满足（α，26）＝1，即α必须是和26互素的任意整数即只有1，3，5，7，9，11，15，17，19，21，23，25共12个数,除去1，乘法密码只有11种变化。密钥就是α13其解密变换的数学模型为：P≡C÷α(

10、mod26)下表为α＝3时的乘法密码表三.仿射密码仿射密码就是加法密码和乘法密码相结合，加密变换的数学模型为：C≡αP+β(mod26)实际上也是等间隔α抽取和移位β的结合14当α＝1时，为加法密码；当β＝0时，为乘法密码（α＝12）×（β＝26）＝312，除去恒等，共有311种变化其解密变化的数学模型为：P≡（C－β）÷α(mod26)下表为α＝3，β＝4时的仿射密码表（即先将正常字母表向左移4位，然后再以3的间隔进行抽取！）15例：假设仿射密码参数是[α，β]＝[11，2]，译解VMWZ解：先写出四个密文字母对应的数字符号V＝22，M＝13，W＝23，Z＝26

11、然后根据公