文档介绍：1密码技术概述第二讲 2 1 、基本概念?密码技术是信息安全核心技术。?一个密码体制决定了一对数据变换,分别称为加密变换和解密变换。?密码体制的基本要素是密码算法和密钥。密码算法是一些公式、法则?或程序;密钥是密码算法中的控制参数。?例:编字谜和猜字谜就是一个简单的加解密变换? 3 ?基本术语?明文(Plaintext) :需隐藏的信息; ?密文( Ciphertext ):对明文加密产生的结果; ?加密(Encryption) :把明文转变为密文的操作; ?解密(Decryption) :把密文转变为明文的操作; ?加密算法(Encryption Algorithm) :加密使用的信息变换规则; ?解密算法(Decryption Algorithm) :对密文解密所采用的一组?规则?密码编码学(Cryptography): 主要研究对信息进行编码,实现?对信息的隐蔽. ?密码分析学(Cryptanalytics): 主要研究加密消息的破译或消?息的伪造.? Key: 密钥,对加密与解密过程进行控制的参数? E(p): Encryption Transformation 加密变换? D(c): Decryption Transformation 解密变换 1 、基本概念 4 ?加密系统形式化描述: ?它是一个五元组( P,C,K,E,D) , ?其中, P是可能明文的有限集(明文空间) ; ? C 是可能密文的有限集(密文空间) ; ? K 是一切可能密钥构成的有限集(密钥空间) ; ? E 是加密算法? D 是解密算法?当给定密钥 k ∈ K时,加解密算法分别记作和, ?并有: ?? kE ???????? 11??????? kkkk Kkk kDEED PEDCDP PEC且或记为 kD 1 、基本概念 5 ?数据加密系统中诸元素的关系明文 P加密算法 E 加密密钥 Ke 主动攻击篡改、干扰、假冒被动攻击密码分析解密密钥 Kd 解密算法 D 关于算法、消息、密钥、密码系统及其他先验信息分析结果 P’明文 P 传输信道窃听破坏 1 、基本概念 6 3. 加密的基本原理无论是经典还是现代加密算法,基本原理是一致的。总的说来,数据加密的基本方法可分为替代和置换两种,通常是两种方法的组合。?替代法(Substitution) ?替代法加密是用另一个字母表中的字母替代明文中的字母,改变明文内容的表示形式,保持内容元素之间相对位置不变。?在替代法加密中,使用了密钥字母表。如果是由一个字母表构成的替代密码,称为单表密码。其替代过程是在明文和密码字符之间进行一对一的映射。如果是由多个字母表构成的替代密码,称为多表密码。 7 ?凯撒( Caesar )密码: ?单表替代密码的一种典型方法是凯撒( Caesar )密码,又叫循环移位密码。它的加密方法就是把明文中所有字母都用它右边的第 k个字母替代。这种映射关系表示为如下函数: ?加密: E(p)=(p+k)mod n ?解密: D(c)=(c-k)mod n ?其中: p,c 表示明文字母在字母映射表中的位置数; n为字符集中字母个数; k为密钥。 3. 加密的基本原理 8 比如,下表为密钥 k=3 的映射表 E(C=5)=(5+3) mod 26 = 8 (F) E(O=17)=(17+3) mod 26 = 20(R) E(M=15)=(15+3) mod 26 = 18 (P) D(F)=(5-3) mod 26 = 2 (C ) D(R)=(17-3) mod 26 = 14( O) D(P)=(15-3) mod 26 = 12( M) 加密解密若明文为: PUTE SYSTEMS 则密文为: C=Ek(P)= FRPSXRWHUVBV 。 k∈ 25为了说明起见, 明文用小写, 密文用大写, i为标号 3. 加密的基本原理恺撒密码操作 9 ?恺撒密码特点?在恺撒密码中,密码算法就是平移取模,而密钥k就是平移的数量?单字母密码(简单替换技术)。?简单,便于记忆。?恺撒密码只有 25 个密钥 k,非常不安全。密码分析员只使用很少的信息就可分析出加密的整个结构。 3. 加密的基本原理 10 ?若有意改变字母的排列顺序,可增大密钥空间。?例, ? ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ? keyabcdfghijlmnopqrstuvwxz ? ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ? spectaulrbdfghijkmnoqvwxyz 3. 加密的基本原理若