【正文】 分組密碼的一般設(shè)計(jì)原理 ?分組密碼是將明文消息編碼表示后的數(shù)字（簡(jiǎn)稱明文數(shù)字）序列，劃分成長(zhǎng)度為 n的組（可看成長(zhǎng)度為 n的矢量），每組分別在密鑰的控制下變換成等長(zhǎng)的輸出數(shù)字（簡(jiǎn)稱密文數(shù)字）序列 2022169。 10:28:32 24 DES（ Data Encryption Standard） 在所有分組密碼中，數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（ DES）可謂是最著名的了。 DES密碼是一種數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) ， 1977年正式公布，供非機(jī)要部門的保密通信使用，是唯一由美國(guó)政府頒布的公開加密算法。 DES密碼在過(guò)去 20年被正式作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用，但業(yè)界認(rèn)為其 56位密鑰太短，而且其基本設(shè)計(jì)原理，如各種不同排列選擇、置換、疊代次數(shù)等沒(méi)有清楚的說(shuō)明，存在系統(tǒng)隱蔽陷阱的可能。 DES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) 2022169。 10:28:32 25 DES是一種對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的算法。數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)為 64位，密鑰長(zhǎng)也為 64位。使用 56位密鑰對(duì) 64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，并對(duì) 64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行 16輪編碼。與每輪編碼時(shí)，一個(gè) 48位的 “ 每輪 ” 密鑰值由 56位的完整密鑰得出來(lái)。經(jīng)過(guò) 16輪的迭代、乘積變換、壓縮變換等，輸出密文也為 64位。 DES算法的安全性完全依賴于其所用的密鑰。 2022169。 10:28:32 26 明文 64 bit碼 初始變換ＩＰ １６輪乘積變換 逆初始變換ＩＰ －１ 密文６４ bit碼 輸出 ＤＥＳ算法 2022169。 10:28:32 27 IDEA是以 64bit的明文塊進(jìn)行分組，密鑰是128bit長(zhǎng)。此算法可用于加密和解密。 IDEA用了混亂和擴(kuò)散等操作，算法背后的設(shè)計(jì)思想是 “ 在不同的代數(shù)組中的混合運(yùn)算 ” 。主要有三種運(yùn)算：異或、模加、模乘，容易用軟件和硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 IDEA的速度： 現(xiàn)在 IDEA的軟件實(shí)現(xiàn)同 DES的速度一樣快。 IDEA密碼算法 2022169。 10:28:32 28 公鑰密碼算法的特性 ?加密與解密由不同的密鑰完成 加密 : X?Y: Y = EKU(X) 解密 : Y?X: X = DKR(Y) = DKR(EKU(X)) ?知道加密算法 ,從加密密鑰得到解密密鑰在計(jì)算上是不可行的 ?兩個(gè)密鑰中任何一個(gè)都可以用作加密而另一個(gè)用作解密 (不是必須的 ) X = DKR(EKU(X)) = EKU(DKR(X)) 2022169。 10:28:32 29 RSA密碼是由 Rivest, Shamir和 Adleman三位學(xué)者于 1977年聯(lián)合提出的雙密鑰（公鑰）密碼系統(tǒng)， RSA是由他們的名字的首字母命名。 是迄今理論上最為成熟完善的一種公鑰密碼體制。 RSA密碼基于計(jì)算復(fù)雜性原理獲得加密強(qiáng)度，但其缺點(diǎn)是系統(tǒng)的安全取決于所用的兩個(gè)大素?cái)?shù)，如果能找出一種快速方法分解這兩個(gè)大素?cái)?shù)，系統(tǒng)很容易被攻破。 RSA密碼體制 2022169。 10:28:32 30 舉例 取兩個(gè)質(zhì)數(shù) p=11， q=13， p和 q的乘積為 n=p q=143，算出另一個(gè)數(shù) d=(p1) (q1)=120；再選取一個(gè)與d=120互質(zhì)的數(shù) ， 例如 e=7， 則公開密鑰 =（ n， e） =（ 143， 7） 。 對(duì)于這個(gè) e值，可以算出其逆： a=103。因?yàn)閑 a=7 103=721，滿足 e a mod d =1；即 721 mod 120=1成立。則秘密密鑰 =（ n， a） =（ 143， 103）。 2022169。 10:28:32 31 設(shè)張小姐需要發(fā)送機(jī)密信息 （ 明文 ） m=85給李先生 ，她已經(jīng)從公開媒體得到了李先生的公開密鑰 （ n， e）=（ 143， 7） ， 于是她算出加密值： c= me mod n=857 mod 143=123并發(fā)送給李先生 。 李先生在收到密文 c=123后 ， 利用只有他自己知道的秘密密鑰計(jì)算： m= ca mod n =123103 mod 143=85， 所以 ， 李先生可以得到張小姐發(fā)給他的真正的信息 m=85， 實(shí)現(xiàn)了解密 。 2022169。 10:28:32 32 RSA的安全性 就目前的計(jì)算機(jī)水平用 1024位的密鑰是安全的，2048位是絕對(duì)安全的。 RSA實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為， 512位的 n已不夠安全，應(yīng)停止使用，現(xiàn)在的個(gè)人需要用 668位的 n，公司要用 1024位的 n，極其重要的場(chǎng)合應(yīng)該用 2048位的 n。 2022169。 10:28:32 33 RSA算法的脆弱性 p、 q選擇不當(dāng)，則變換周期性、封閉性而泄密 例： p=17， q=11， e=7，則 n=187。設(shè) m=123，則 C1=1237 mod 187=183 C2=1837 mod 187=72 C3=727 mod 187=30 C4=307 mod 187=123 明文 m經(jīng)過(guò) 4次加密，恢復(fù)成明文。 總之， RSA對(duì)用戶要求太苛刻，密鑰不能常更換。 2022169。 10:28:32 34 PGP，全稱 Pretty Good Privacy，一種在信息安全傳輸領(lǐng)域首選的加密軟件，其技術(shù)特性是采用了非對(duì)稱的“公鑰”和“私鑰”加密體系。由于美國(guó)對(duì)信息加密產(chǎn)品有嚴(yán)格的法律約束，特別是對(duì)向美國(guó)、加拿大之外國(guó)家散播該類信息，以及出售、發(fā)布該類軟件約束更為嚴(yán)格。因此而限制了 PGP的一些發(fā)展和普及，現(xiàn)在該軟件的主要使用對(duì)象為情報(bào)機(jī)構(gòu)、政府機(jī)構(gòu)、信息安全工作者（例如較有水平的安全專家和有一定資歷的黑客）， PGP最初的設(shè)計(jì)主要是用于郵件加密，如今已經(jīng)發(fā)展到了可以加密整個(gè)硬盤、分區(qū)、文件、文件夾、集成進(jìn)郵件軟件進(jìn)行郵件加密，甚至可以對(duì) ICQ的聊天信息實(shí)時(shí)加密！你和對(duì)方只要安裝了 PGP，就可利用其 ICQ加密組件在你和對(duì)方聊天的同時(shí)，加密或解密，和正常使用沒(méi)有什么差別，最大程度的保證了你和對(duì)方的聊天信息不被竊取或監(jiān)視。 PGP加密軟件 2022169。 10:28:32 35 （ 1）使用強(qiáng)大的 IDEA加密算法對(duì)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的文件加密。經(jīng)加密的文件只能由知道密鑰的人解密閱讀。 （ 2）使用公開密鑰加密技術(shù)對(duì)電子郵件進(jìn)行加密。經(jīng)加密的電子郵件只有收件人本人才能解密閱讀。 （ 3）使用公開密鑰加密技術(shù)對(duì)文件或電子郵件作數(shù)字簽名，鑒定人可以用起草人的公開密鑰鑒別真?zhèn)巍? PGP軟件有 3個(gè)主要的功能： 2022169。 10:28:32 36 PGP消息的格 式 接收者的公鑰 ID 會(huì)話密鑰（ Ks ） 會(huì) 時(shí)間戳 發(fā)送者的公鑰 ID 消息摘要的頭兩個(gè)八位字節(jié) 消息摘要 文件名 時(shí)間戳 數(shù)據(jù) 消息 簽名 會(huì)話密鑰部分 2022169。 10:28:32 37 一、 軟 件加密概念 缺點(diǎn)：速度慢、造價(jià)高、安全性差 優(yōu)點(diǎn)：使用靈活、修改方便、可移植性好。 采用軟件加密時(shí)，密鑰管理的手段必須可靠，密鑰和明文應(yīng)在加密后刪除。 軟件與 硬件加密技術(shù) 2022169。 10:28:32 38 現(xiàn)今很多 Shareware(共享軟件 )大多采用這種加密方式，用戶在軟件的試用期是不需要交費(fèi)的，一旦試用期滿還希望繼續(xù)使用這個(gè)軟件，就必須到軟件公司進(jìn)行注冊(cè)，然后軟件公司會(huì)根據(jù)你提交的信息 (一般是用戶的名字 )來(lái)生成一個(gè)序列號(hào)，當(dāng)你收到這個(gè)序列號(hào)以后，并在軟件運(yùn)行的時(shí)候輸入進(jìn)去，軟件會(huì)驗(yàn)證你的名字與序列號(hào)之間的關(guān)系是否正確，如果正確說(shuō)明你已經(jīng)購(gòu)買了這個(gè)軟件，也就沒(méi)有日期的限制了。 序列號(hào)加密 2022169。 10:28:32 39 是序列號(hào)加密的一個(gè)變種。從網(wǎng)上下載或購(gòu)買的軟件并不能直接使用，軟件在安裝時(shí)或運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)你的計(jì)算機(jī)進(jìn)行一番檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成一個(gè)特定指紋，這個(gè)指紋是一個(gè)數(shù)據(jù)文件，把這個(gè)指紋數(shù)據(jù)通過(guò)Inter、 Email、電話、傳真等方式發(fā)送到開發(fā)商那里，開發(fā)商再根據(jù)這個(gè)指紋給你一個(gè)注冊(cè)碼或注冊(cè)文件，你得到這個(gè)注冊(cè)碼或注冊(cè)文件并按軟件要求的步驟在你