第2章數(shù)據(jù)加密算法new 信息安全-全文預(yù)覽
【正文】 ，每一個(gè)密鑰被用來(lái)加密一個(gè)明文字母。例 A 可能為 15 ? 尤其是當(dāng)對(duì)字母的賦值個(gè)數(shù)與字母出現(xiàn)頻率成比例時(shí)，這是因?yàn)槊芪姆?hào)的相關(guān)分布會(huì)近似于平的，可以挫敗頻率分析。 ?可能?chē)L試的密鑰只有 11個(gè)。 17 ? 乘數(shù)密碼：是一種替換密碼，它將每個(gè)字母乘以一個(gè)密鑰 k，即 ek(m)=km mod q； ? 其中 k和 q為互素的，這樣字母表中的字母會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的剩余集合。 –設(shè) M=C=Z/(26)， K是由 26個(gè)符號(hào) 0， 1,..,25的所有可能置換組成。 15 移位密碼：是最簡(jiǎn)單的一類(lèi)代替密碼， ? 將字母表的字母右移 k個(gè)位置并對(duì)字母表長(zhǎng)度作模運(yùn)算形式為 ek(m)=(k+m)(mod q)；解密變換為 dk (c)=(mk)( mod q) ? 其中， q為字母表 M的長(zhǎng)度，“ m”既代表字母表M中的值，也代表其在 M中的位置；“ c”既代表字母表 C中的值，也代表其在 C中的位置。 10 按加密模式分： ?序列密碼： 每次加密一位或一字節(jié)的明文，也可以稱(chēng)為 流密碼。第 2章數(shù)據(jù)加密算法 1 內(nèi)容 數(shù)據(jù)加密概念 密碼體制 密碼分類(lèi) 算法分類(lèi) 加密算法 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES 密碼分組操作模式 其它分組加密算法 破譯時(shí)間 2 ?明文（ plain text) ：作為加密輸入的原始信息 ?密文（ ciphertext)：明文變換結(jié)果 ?加密算法：變換函數(shù) ?密鑰（ key)： :參與變換的參數(shù) 3 ? 加密通信的模型 ? 密碼學(xué)的目的： Alice和 Bob兩個(gè)人在不安全的信道上進(jìn)行通信，而破譯者 Oscar不能理解他們通信的內(nèi)容。 ② 公開(kāi)密鑰算法 :如果加密和解密的密鑰不同，則稱(chēng)之為公開(kāi)密鑰算法，如 RSA和DH算法。這一類(lèi)密碼包括移位密碼、替換密碼、仿射密碼、乘數(shù)密碼、多項(xiàng)式代替密碼、密鑰短語(yǔ)密碼等。 這種密碼稱(chēng)為凱撒密碼是因?yàn)閯P撒使用過(guò) k=3的這種密碼，使用凱撒密碼將明文 M= meet me after the toga party 加密為 C= phhw ph diwho wkh wrjd sduwb 16 替換密碼：對(duì)明文字母表的所有字符進(jìn)行所有可能置換得到密文字母表，移位密碼是替換密碼算法一個(gè)特例。移位密碼體制是替換密碼體制的一個(gè)特例，它僅含 26個(gè)置換做為密鑰空間。 aa1 mod q =1 a=5, a1 =21 a=7, a1 =15 18 ?例子 : a=9, ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ AJSBKTCLUDMVENWFOXGPYHQZIR 明文密文 cipher = SUFLKX 19 ?對(duì)于乘數(shù)密碼，當(dāng)且僅當(dāng) a與２６互素時(shí)，加密變換才是一一映射的，因此 a的選擇有11種：a=3,5,7,9,11,15,17,19,21,23,25。 22 ? 例子，設(shè) k＝（ 7， 3），注意到 71(mod 26)=15,加密函數(shù)是 ek(x)=7x+3 (mod 26),相應(yīng)的解密函數(shù)是 dk(y)=15(y 3)=15y – 19 (mod 26) , 易見(jiàn) dk(ek(x))=dk(7x+3)=15(7x+3)19=x+4519 =x(mod 26) 若加密明文： hot ，首先轉(zhuǎn)換字母 hot成為數(shù)字7,14,19, 加密： 解密： 23 ?簡(jiǎn)單代替密碼由于使用從明文到密文的單一映射，所以明文字母的單字母出現(xiàn)頻率分布與密文中相同，可以很容易地通過(guò)使用字母頻率分析法進(jìn)行只有密文的攻擊 24 ? 通過(guò)字母的使用頻率破譯 25 ? 與簡(jiǎn)單代替密碼類(lèi)似，只是映射是一對(duì)多的，每個(gè)明文字母可以加密成多個(gè)密文字母，同音代替密碼比簡(jiǎn)單代替密碼難破譯得多。 ? 維吉尼亞 Vigenere 密碼和博福特 Beaufort 密碼均是多表代替密碼的例子。 27 ? 不同于前面介紹的，代替密碼都是每次加密一個(gè)明文字母，多字母代替密碼將明文字符劃分為長(zhǎng)度相同的消息單元，稱(chēng)為明文組； ? 對(duì)字符塊成組進(jìn)行代替，這樣一來(lái)使密碼分析更加困難。 ?由于密文字符與明文字符相同。 29 ? 數(shù)據(jù)加密概念 ? 密碼體制 ? 密碼分類(lèi) ? 算法分類(lèi) ? 加密算法 ? 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES ? 密碼分組操作模式 ? 其它分組加密算法 ? 破譯時(shí)間 30 DES(Data Encryption Standard) ? DES的產(chǎn)生 1973年 5月 15日 , NBS開(kāi)始公開(kāi)征集標(biāo)準(zhǔn)加密算法 ,并公布了它的設(shè)計(jì)要求 : (1)算法必須提供高度的安全性 (2)算法必須有詳細(xì)的說(shuō)明 ,并易于理解 (3)算法的安全性取決于密鑰 ,不依賴(lài)于算法 (4)算法適用于所有用戶(hù) (5)算法適用于不同應(yīng)用場(chǎng)合 (6)算法必須高效、經(jīng)濟(jì) (7)算法必須能被證實(shí)有效 (8)算法必須是可出口的 31 ? 1974年 8月 27日 , NBS開(kāi)始第二次征集 ,IBM提交了算法 LUCIFER，該算法由IBM的工程師在 1971~1972年研制 ? 1975年 3月 17日 , NBS公開(kāi)了全部細(xì)節(jié) ? 1976年 ,NBS指派了兩個(gè)小組進(jìn)行評(píng)價(jià) ? 1976年 11月 23日，采納為聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)，批準(zhǔn)用于非軍事場(chǎng)合的各種政府機(jī)構(gòu) ? 1
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