對稱密碼體制ppt課件(已修改)
2025-05-10 23:37 本頁面
【正文】 第 2章 對稱密碼體制? 主講內(nèi)容? ? ? QUIZE TIME ： —— 、 —— 。維吉尼亞密碼是采用什么操作？斯巴達(dá)的金腰帶的密鑰是什么？ —— 、 ——3. 公鑰密碼體制的兩個密鑰是否相同？？對稱密鑰算法 對稱算法就是 加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來 ，反過來也成立。在大多數(shù)對稱算法中， 加 /解密密鑰是相同 的。這些算法也叫秘密密鑰算法或單密鑰算法，它要求發(fā)送者和接收者在安全通信之前，商定一個密鑰。對稱算法的安全性依賴于密鑰，泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進(jìn)行加 /解密。 對稱算法 —— 序列密碼 序列密碼 的主要原理是，通過偽隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生性能優(yōu)良的偽隨機(jī)序列，使用該序列加密信息流，（逐比特加密）得到密文序列，所以，序列密碼算法的安全強(qiáng)度完全決定于偽隨機(jī)序列的好壞。 序列密碼算法將明文逐位轉(zhuǎn)換成密文 。 密鑰流發(fā)生器輸出一系列比特流： K1， K2， K3， …… Ki。密鑰流跟明文比特流 P1， P2， P3， ……Pi ，進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生密文比特流。 Ci =Pi⊕Ki 在解密端，密文流與完全相同的密鑰流異或運(yùn)算恢復(fù)出明文流。 Pi =Ci⊕Ki序列密碼 基于移位寄存器的序列密碼應(yīng)用十分廣泛。一個反饋移位寄存器由兩部分組成：移位寄存器和反饋函數(shù)。移位寄存器的長度用位表示，如果是 n位長，稱為 n位移位寄存器。移位寄存器每次向右移動一位，新的最左邊的位根據(jù)反饋函數(shù)計(jì)算得到，移位寄存器輸出的位是最低位。最簡單的反饋移位寄存器是線形反饋移位寄存器，反饋函數(shù) 是寄存器中某些位簡單異或 。 對稱算法 —— 序列密碼 序列密碼 的主要原理是，通過偽隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生性能優(yōu)良的偽隨機(jī)序列，使用該序列加密信息流，（逐比特加密）得到密文序列，所以，序列密碼算法的安全強(qiáng)度完全決定于偽隨機(jī)序列的好壞。 序列密碼算法將明文逐位轉(zhuǎn)換成密文 。 密鑰流發(fā)生器輸出一系列比特流： K1， K2， K3， …… Ki。密鑰流跟明文比特流 P1， P2， P3， ……Pi ，進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生密文比特流。 Ci =Pi⊕Ki 在解密端，密文流與完全相同的密鑰流異或運(yùn)算恢復(fù)出明文流。 Pi =Ci⊕Ki 對稱算法 —— 分組密碼要求 （ 1） 分組長度應(yīng)足夠大 。使得不同明文分組的個數(shù)足夠大，以防讓明文被窮學(xué)法攻擊。新的算法標(biāo)推 — 般要求 M＝ 128。 (2)密鑰空間應(yīng)足夠大 ，盡可能消除弱密鑰，從而使所有密鑰同等概率，以防災(zāi)學(xué)密鑰攻擊。同時，密鑰不能太長，以利于密鑰管理。 DES采用 56比特有效密鑰，現(xiàn)在看來顯然不夠長。今后一段時間內(nèi)， 128比特密鑰應(yīng)該是足夠安全的。 對稱算法 —— 分組密碼要求? (3)由密鑰確定的算法要足夠復(fù)雜 ，充分實(shí)現(xiàn)明文與密鑰的擴(kuò)散和混淆，沒有簡單關(guān)系可循，要能抵抗各種已知的攻擊，如差分攻擊和線性攻擊等；另外，還要求有較高的非線性階數(shù)。? (4)軟件實(shí)現(xiàn)的要求 ：盡量使用適合編程的子塊和簡單的運(yùn)算。密碼運(yùn)算在于塊上進(jìn)行，要求子塊的長度能適應(yīng)軟件編程，如 1 32比特等。應(yīng)盡量避免按比特置換 。怎么樣滿足 分組密碼要求 Shannon在 1949的論文中介紹了一個新思想：通過 “ 乘積 ” 來組合密碼體制。所謂 乘積 密碼就是采用 m個函數(shù)（密碼） f1,f2,…,fm 的復(fù)合，其中每個 fi可能是一個 代換或置換 。 Shannon建議交替使用代換和置換兩種方法，即他稱之為 混亂（ confusion）和 擴(kuò)散 （ diffusion）的過程，破壞對密碼系統(tǒng)進(jìn)行的各種統(tǒng)計(jì)分析。這種思想在現(xiàn)代密碼體制的設(shè)計(jì)中十分重要，深刻影響著數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES、高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) AES的設(shè)計(jì) 。Shannon的新思想： “ 乘積 ” 擴(kuò)散 ，就是將 明文的統(tǒng)計(jì)特性迅速散布到密文中去 ，實(shí)現(xiàn)方式是使得明文的每一位影響密文中多位的值，即密文中每一位受明文中多位影響；將 密鑰的每位數(shù)字盡可能擴(kuò)散到更多個密文數(shù)字中去，以防止對密鑰進(jìn)行逐段破譯。根據(jù)擴(kuò)散原則，分組密碼應(yīng)設(shè)計(jì)成明文的每個比特與密鑰的每個比特對密文的每個比特都產(chǎn)生影響。Shannon的新思想： “ 乘積 ” 混亂的目的在于使明文和密文之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系變得盡可能復(fù)雜。使用復(fù)雜的非線形代換算法可得預(yù)期的混淆效果 。 常見的 乘積 密碼是迭代密碼。典型的迭代密碼定義了一個 輪函數(shù)和 一個 密鑰編排 方案，對明文的加密將經(jīng)過多輪迭代。 設(shè) K是一個定長的主密鑰，密碼編排方案用 K生成 Nr輪個輪密鑰（子密鑰） Ki。輪函數(shù) g以輪密鑰 Ki和當(dāng)前狀態(tài)wi1作為輸入。 初始狀態(tài) w0=x，明文 x，密文 y，經(jīng)過所有 Nr輪后的狀態(tài) wNr。加密過程是 ： w0=x wi=g（ wi1, Ki） i = 1,2,…, Nr 解密過程是： wNr=y wi
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1