計算機網(wǎng)絡安全教程8-wenkub
2023-03-05 09:57:55 本頁面
【正文】 密密鑰加密信息，但只有用相應的解密密鑰才能解密信息。 ? 在大多數(shù)對稱算法中，加解密的密鑰是相同的。加密和解密運算都使用這個密鑰，即運算都依賴于密鑰，并用 K作為下標表示，加解密函數(shù)表達為： ? EK（ M） =C ? DK（ C） =M ? DK（ EK（ M）） =M，如圖 82所示。 ? 完整性：消息的接收者應該能夠驗證在傳送過程中消息沒有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。先加密后再解密消息，原始的明文將恢復出來， D（ E（ M）） =M必須成立。 ? 密文用 C（ Cipher）表示，也是二進制數(shù)據(jù)，有時和 M一樣大，有時稍大。也可以這樣命名：“ Encrypt（加密）”和“ Decrypt（解密）”。 ? 兩千多年前，羅馬國王 Julius Caesare（愷撒）就開始使用目前稱為“愷撒密碼”的密碼系統(tǒng)。計算機密碼學是研究計算機信息加密、解密及其變換的科學，是數(shù)學和計算機的交叉學科，也是一門新興的學科。 ? 介紹加密領域中兩種主流的加密技術： ? DES加密（ Data Encryption Standard） ? RSA加密（ RivestShamirAdleman） ? 并用程序?qū)崿F(xiàn)這兩種加密技術的算法。最后介紹目前常用的加密工具 PGP（ Pretty Good Privacy），使用 PGP產(chǎn)生密鑰，加密文件和郵件。 ? 隨著計算機網(wǎng)絡和計算機通訊技術的發(fā)展，計算機密碼學得到前所未有的重視并迅速普及和發(fā)展起來。但是密碼技術直到本 20世紀 40年代以后才有重大突破和發(fā)展。 ? 消息被稱為明文。通過壓縮和加密的結合， C有可能比 P小些。 鑒別、完整性和抗抵賴性 ? 除了提供機密性外，密碼學需要提供三方面的功能：鑒別、完整性和抗抵賴性。 ? 抗抵賴性：發(fā)送消息者事后不可能虛假地否認他發(fā)送的消息。 加密 解密明文 密文 原始明文密鑰 密鑰? 有些算法使用不同的加密密鑰和解密密鑰，也就是說加密密鑰 K1與相應的解密密鑰 K2不同，在這種情況下，加密和解密的函數(shù)表達式為： ? EK1（ M） =C ? DK2（ C） =M ? 函數(shù)必須具有的特性是， DK2（ EK1（ M）） =M，如圖 83所示。對稱算法要求發(fā)送者和接收者在安全通信之前，協(xié)商一個密鑰。加密密鑰叫做公開密鑰（簡稱公鑰），解密密鑰叫做私人密鑰（簡稱私鑰）。 DES算法的歷史 ? 美國國家標準局 1973年開始研究除國防部外的其它部門的計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密標準，于 1973年 5月 15日和 1974年 8月 27日先后兩次向公眾發(fā)出了征求加密算法的公告。1977年 Diffie和 Hellman提出了制造一個每秒能測試 106個密鑰的大規(guī)模芯片，這種芯片的機器大約一天就可以搜索 DES算法的整個密鑰空間，制造這樣的機器需要兩千萬美元。計劃公布后引起了網(wǎng)絡用戶的強力響應。 ? DES算法是這樣工作的：如 Mode為加密，則用Key去把數(shù)據(jù) Data進行加密，生成 Data的密碼形式（ 64位）作為 DES的輸出結果；如 Mode為解密，則用 Key去把密碼形式的數(shù)據(jù) Data解密，還原為 Data的明碼形式（ 64位）作為 DES的輸出結果。規(guī)則為 ? Li = Ri1 ? Ri = Li⊕ f(Ri1,Ki) （ i=1,2,3…16） ? 經(jīng)過第一步變換已經(jīng)得到 L0和 R0的值，其中符號 ⊕ 表示的數(shù)學運算是異或， f表示一種置換，由 S盒置換構成， Ki是一些由密鑰編排函數(shù)產(chǎn)生的比特塊。 輸入64位 比特明文IP置換表L0R0Li = Ri1 Ri = Li⊕f( Ri1,Ki) （i= 1 , 2 , ?16 ）迭代16次IP逆置換 表輸出64位 比特密文? 從圖中可以看出， DES加密需要四個關鍵點： IP置換表和 IP1逆置換表。 （ 1） IP置換表和 IP1逆置換表 ? 輸入的 64位數(shù)據(jù)按置換 IP表進行重新組合，并把輸出分為 L0、 R0兩部分，每部分各長 32位，其置換 IP表如表 81所示。 ? 經(jīng)過 16次迭代運算后。 32 位 Ri 1E 變換4 8 位KiS1S7S6S5S4S3S2S8P 變換3 2 位輸出48位48位32位? E變換的算法是從 Ri1的 32位中選取某些位，構成 48位。分成 8組，每組 6位，作為 8個 S盒的輸入。 K的下標 i的取值范圍是 1到 16，用 16輪來構造。 5 4 4 3 2 1 9 1 5 5 4 3 2 11 2 5 5 4 3 2 1 1 3 6 5 4 36 5 4 3 3 2 1 7 6 5 4 3 3 21 6 6 5 4 3 2 2 1 5 2 2 1 4 ? 第一輪：對 C0作左移 LS1得到 C1，對 D0作左移 LS1得到D1，對 C1D1應用 PC2進行選位，得到 K1。其中 PC2如表 87所示。假設輸入為 A=a1a2a3a4a5a6，則 a2a3a4a5所代表的數(shù)是 0到 15之間的一個數(shù)，記為： k=a2a3a4a5；由 a1a6所代表的數(shù)是 0到 3間的一個數(shù)，記為 h=a1a6。 DES算法的應用誤區(qū) ? DES算法具有比較高安全性，到目前為止，除了用窮舉搜索法對 DES算法進行攻擊外，還沒有發(fā)現(xiàn)更有效的辦法。 ? 設置一個密鑰匙為數(shù)組 char key[8]={1,9,8,0,9,1,7,2}，要加密的字符串數(shù)組是 str[]=Hello，利用Des_SetKey(key)設置加密的密鑰，調(diào)用 Des_Run(str, str, ENCRYPT)對輸入的明文進行加密，其中第一個參數(shù) str是輸出的密文，第二個參數(shù) str是輸入的明文，枚舉值 ENCRYPT設置進行加密運算。但 RSA的安全性
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