密码技术基础.ppt
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1、密码技术基础密码技术基础密码技术密码技术密码学基础知识密码学基础知识一个密码体制被定义为一对数据变换,其中一个变换应用于我们称之为明文的数据项,变换后产生的相应数据项称为密文;而另一个变换应用于密文,变换后的结果为明文。这两个变换分别称为加密变换(Encryption)和解密变换(Decryption)。加密变换将明文和一个称为加密密钥的独立数据值作为输入,输出密文;解密变换将密文和一个称为解密密钥的数据值作为输入 加密和解密加密和解密 加密 解密M:明文 C:密文 KE:加密密钥 KD:解密密钥密码技术为电子商务提供的服务:秘密性不可否认性验证完整性密码技术包括:密码设计、密码分析、密码管理
2、、验证技术等内容。密码设计的基本思想是伪装信息,使局外人不能理解信息的真正含义,而局内人却能够解读伪装信息的真正含义密码设计的中心内容是数据加密和解密的方法。1.替换加密法(1)单字母加密方法(2)多字母加密方法(1)单字母加密方法例1:Caesar密码这是加密法中最古老的一种,即将每个字母替换为字母表中其后面固定数目位置的字母,该数目称为偏移量,如上表中,其偏移量为3,我们称其为密钥K。举例来说,若明文(记为M)为“important”,则密文(记为C)为“LPSRUWDQW”。例2:将字母排倒序若明文(记为M)为“important”,则密文(记为C)为“RNKLIGZMZ”。例3:单表置
3、换密码假设密钥Key是BEIJINGTSINGHUA,由此密码构造的字符置换表如图:置换表中的密文字符的顺序是:将密钥Key的字母先对应明文,在对应的过程中自左向右隐去已出现的字母,再将26个字母按顺序列出。若明文(记为M)为“important”,则密文(记为C)为“HDLKOQBFQ”。(2)多字母加密法多字母加密是使用密钥进行加密。密钥是一组信息(一串字符)。同一个明文经过不同的密钥加密后,其密文也会不同。例:Vigenere密码假设明文m=m1m2m3mn,密钥Key=K1K2K3Kn,对应密文C=C1C2C3Cn,则:Ci=mi+Kimod26,i=1,2,3,n,其中,26个字母A
4、到Z的序号对应是0到25,Ci是密文中第i个字母的序号,mi是明文中第i个字母的序号,Ki是密钥Key中第i个字母的序号。若m=informationKey=STAR则C=AGFFJFAKAHN2.转换加密法在替换加密法中,原文的顺序没被改变,而是通过各种字母映射关系把原文隐藏了起来。转换加密法是将原字母的顺序打乱,将其重新排列。例:It can allow students to get close up views将其按顺序分为5个字符的字符串:Itcan AllowStudeNtstoGetclOseupViews再将其按先列后行的顺序排列,就形成了密文:C:IASNGOVTLTTESI
5、CLUSTEEAODTCUWNWEOLPS如果将每一组的字母倒排,形成了另一种密文:C:NACTIWOLLAEDUTSTNLCTEGPUESOSWEIV密码体制分类对称密码体制 单钥密码体制、秘密密钥体制、对称密钥密码体制非对称密码体制 双钥密码体制、公开密钥密码体制、非对称密钥密码体制 2 对称加密对称加密加密:Ek(M)=C 解密:Dk(C)=M序列密码算法(stream cipher)分组密码算法(block cipher)加密过程主要是重复使用混乱和扩散两种技术,混乱(confusion)是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。扩散(diffusion)是将明文位和密钥的效应传播
6、到密文的其它位。对称密码算法有很多种:DES、triple DES、IDEA、RC2、RC4、RC5、RC6、GOST、FEAL、LOKI 分组密码的一般设计原理分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列,划分成长度为n的组(可看成长度为n的矢量),每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字(简称密文数字)序列,两个基本设计方法 Shannon称之为理想密码系统中,密文的所有统计特性都与所使用的密钥独立 扩散(Diffusion):明文的统计结构被扩散消失到密文的长程统计特性,使得明文和密文之间的统计关系尽量复杂 混乱(confusion):使得密文的统计特性与密钥的取值之间的关
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