文档介绍：第11讲密码学与信息加密
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本讲主要内容
密码学基础
DES对称加密体制
RSA公钥密码体制
PGP加密
数字签名
数字水印
PKI
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§1 密码学概论主要内容
密码体制基本形式
移位密码
替换密码
仿射密码
密码分析
一次一密方案
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§1 密码体制基本形式
Alice
加密机
解密机
Bob
安全信道
密钥源
Oscar
x
y
x
k1
密钥源
k2
不安全信道
密码分析
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。
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密码系统的定义:
密码体制是这样的一个5元组
{M,C,K,E,D},
且满足如下的条件:
1. M是所有可能明文(消息)的集合;(明文空间)
2. C是所有可能的密文的集合; (密文空间)
3. K是一个可能密钥的有限集; (密钥空间)
4. 满足以下定义:
§1 密码体制基本形式
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密码系统的定义:
加密:
解密:
并且有:
注意:所有算法的安全性基于密钥的安全性,而不是基于算法细节的安全性,即算法可以公开!
§1 密码体制基本形式
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§1 密码体制基本形式
1)Alice要将明文X在不安全信道上发给Bob,
设X=x1 x2… xn ,其中 xi∈P , Alice用加密算法ek
作yi=ek(xi) (1≤ i≤ n),结果的密文是 Y=y1y2…yn
在信道上发送,Bob收到后解密:xi=dk(yi)
得到明文X=x1 x2… xn。
2)加密函数ek必须是单射函数,就是一对一的函数。
3)若P=C,则ek为一个置换。
4)好的密钥算法是唯密钥而保密的。
5)若Alice和Bob在一次通信中使用相同的密钥,则这个
加密体制为对称的,否则称为非对称的。
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消息(Message)被称为明文(PlainText);
用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密(Encryption);
被加密的消息称为密文(Cipher);
把密文转变为明文的过程称为解密(Decryption);
使消息保密的技术和科学叫做密码编码学(Cryptography);
从事此行的叫密码编码者(Cryptographer);
密码分析者是从事密码分析的专业人员(cryptanalyst);
破译密文的科学和技术密码分析学(Cryptanalysis);
密码学(Cryptology)作为数学的一个分支,包括密码编码学和密码分学两部分,密码编码技术和密码分析技术是相互依存、相互支持、密不可分的两个方面。
----密码学相关术语
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1、用于转换纯文本到密码的类型
替代(substitution)
移位(transposition)
2、密钥的种类
对称,单密钥,秘密密钥
不对称,双密钥, 公开密钥加密
3、以处理纯文本文件的方法
分组密码(block cipher)
流密码(stream cipher)
密码系统(Cryptography System)的分类
§1 密码体制基本形式
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单钥体制(对称密码)
K1=K2
----根据密钥的种类分类:
明文
abc
加密器
密文
#@&
解密器
明文
abc
相同
双钥体制(非对称密码)
K1≠K2
明文
abc
加密器
密文
#@&
解密器
明文
abc
不同