信息安全導(dǎo)論課程-ch03-對(duì)稱算法des(已修改)
2025-02-24 22:12 本頁(yè)面
【正文】 B 密碼編碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全 電子工業(yè)出版社 2023 2023 B 第 3章 對(duì)稱算法 DES ? 分組密碼算法原理 ↓ ? DES算法 ↓ ? DES強(qiáng)度 ↓ ? 差分分析和線性分析 ↓ ? 分組密碼設(shè)計(jì)原理 ↓ * DES in /etc/passwd ↓ * DES in OpenSSL ↓ B 密碼技術(shù)發(fā)展 ? 1918， William F. Friedman， The Index of Coincidence and Its Applications in Cryptography ? 1949， Claude Shannon， The Communication Theory of Secrecy Systems ? 1967， David Kahn， The Codebreakers ? 1970s， NBS/NIST， DES （ 90s, AES） ? 1976， Diffie, Hellman， New Directory in Cryptography ? 1984， . Bent， Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing ? 1985， N. Koblitz， Elliptic Curve Cryptosystem ? 2023， AES B 分組密碼算法原理 ? 分組密碼算法 Block Cipher – 明文被分為固定長(zhǎng)度的塊 (即分組 )，對(duì)每個(gè)分組用相同的算法和密鑰加解密 –分組一般為 n＝ 64比特，或更長(zhǎng) (Padding) – 密文分組和明文分組同樣長(zhǎng) ? 對(duì)某個(gè)密鑰可以構(gòu)造一個(gè)明密文對(duì)照表 – Codebook (Substitution Table) – 所以分組的長(zhǎng)得至少 64比特才好 – 密鑰空間 2^k 可逆映射個(gè)數(shù) (2^n)! B 序列密碼算法 (流密碼算法 ) ? 流密碼算法 Stream Cipher – 每次可以加密一個(gè)比特 – 適合比如遠(yuǎn)程終端輸入等應(yīng)用 ? 流密碼可用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器實(shí)現(xiàn) – 密鑰做為隨機(jī)數(shù)種子，產(chǎn)生密鑰流keystream (不重復(fù) ,或極大周期 ) – XOR (plaintext， keystream ) ? Onetime Pad B 比較 ? 基本區(qū)別 – 粒度 8字節(jié)分組 vs. 1比特或 1字節(jié) ? 各自適應(yīng)不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)格式 ? Padding – 對(duì)相同的明文分組，總是輸出相同的密文分組； 而流密碼卻輸出不同的密文比特 – 流密碼一般快很多 ? 分組密碼多些，是主流 – 分組密碼也可以用作流模式 ? 安全性對(duì)比 B Block Cipher Principles ? 0000 1110 ? 0001 0100 ? 0010 1101 ? 0011 0001 ? 0100 0010 ? 0101 1111 ? 0110 1011 ? 0111 1000 ? 1000 0011 ? 1001 1010 ? 1010 0110 ? 1011 1100 ? 1100 0101 ? 1101 1001 ? 1110 0000 ? 1111 0111 ? 0000 1110 ? 0001 0011 ? 0010 0100 ? 0011 1000 ? 0100 0001 ? 0101 1100 ? 0110 1010 ? 0111 1111 ? 1000 0111 ? 1001 1101 ? 1010 1001 ? 1011 0110 ? 1100 1011 ? 1101 0010 ? 1110 0000 乘積密碼： 重復(fù)使用代替和置換，實(shí)現(xiàn)混亂和擴(kuò)散。 B Feistel(DES)加密框架 ? 明文分組的長(zhǎng) n＝ 2w –分左右兩半 L0 R0 ? 密鑰 K產(chǎn)生子鑰： K→k1， k2， …， kr –r是輪數(shù)，比如 16輪 ? ⊕ 是異或函數(shù) XOR –p⊕ x⊕ x = p ? 函數(shù) F是散列混亂函數(shù) –可以是手工精心構(gòu)造的查表函數(shù) B Feistel網(wǎng)絡(luò) ? B Feistel解密 ? B Feistel – ‘ for’ Loop ? 加密計(jì)算序列 L0＝左半 R0＝右半 L1＝ R0 R1＝ L0⊕ F(k1,R0) L2＝ R1 R2＝ L1⊕ F(k2,R1) L3＝ R3 R3＝ L2⊕ F(k3,R2) … Li＝ Ri1 Ri＝ Li1⊕ F(ki,Ri1) … Ln＝ Rn1 Rn＝ Ln1⊕ F(kn,Rn1) 密文即（ Ln， Rn） ? 解密計(jì)算 B 2輪解密舉例 ? 假設(shè) n＝ 2輪， C ＝（ L2， R2） 加密 明文＝半＋半＝ L0+R0 L1＝ R0 R1＝ L0⊕ F(k1,R0) L2＝ R1 R2＝ L1⊕ F(k2,R1) ? 解密 密文＝半＋半＝ L2＋ R2 R1＝ L2 L1＝ R2⊕ F(k2,R1) R0＝ L1 L0＝ R1⊕ F(k1,R0) 明文＝ L0＋ R0 L1 ＝ R2⊕ F(k2,R1) ＝ L1⊕ F(k2,R1)⊕ F(k2,R1) ＝ L1 L0 ＝ R1⊕ F(k1,R0) ＝ L0⊕ F(k1,R0)⊕ F(k1,R0) ＝ L0 B Feistel偽代碼 ? 明文 m – 長(zhǎng)度 n＝ 2t，記為 m0m1，每個(gè)長(zhǎng)度為 t ? 密鑰 k – 產(chǎn)生 r個(gè)子密鑰 k1,k2 ,...,kr ? 加密 E m： for i
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