【導讀】數字簽名與Hash函數。公開密鑰密碼應用基礎。密鑰交換與密鑰管理。分組密碼工作模式?Ek逆映射解密,記為Dk:Y?X,這樣可以執(zhí)行多次加密:. 破譯的代價超出信息本身的價值;破譯的代價或者時間難于準確估計。任意的單表替換密碼。通過字母的使用頻率破譯。成對重復字母加分隔符(如x). 以前面的5×5變換矩陣為例:. Playfair有26*26種字母對組合。字符出現幾率一定程度上被均勻化。基于字母頻率的攻擊比較困難。依然保留了相當的結構信息。K是一個m*m矩陣,在Z26上可逆,即存在K-1使得:. 線性變換的安全性很脆弱

　　

【正文】 , 264~1020 ?計算機能力為 100MIPS(108)/秒 ,1萬臺計算機協(xié)同工作一天，計算能力為 : 108*10000*24*3600~1017 ?1020/1017 = 1000天 ?適用于任意 64位塊的加密 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 60 DES: Sbox設計準則 ? ?Sbox是 DES的核心 (全部非線性所在 ) ? Sbox每行是 0~15的一個置換 ? Sbox輸出不是輸入的線性或者放射變換 ? Sbox輸入一位改變 , 輸出至少二位改變 ? S(x)與 S(x?001100)至少二位不同 ? S(x) != S(x?00ef00), 對任意 e,f?{0,1} ? 固定一位 ,其它五位變化 ,輸出數字中的 0和 1的總數接近相等 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 61 DES: 弱密鑰與半弱密鑰 ? ?弱密鑰 : EK?EK = I ?半弱密鑰 : EK1 = EK2 ?不影響安全性 ?互補性 : 若 y=DESk(x),則把 x,y,k都取補 ,等式仍然成立 . ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 62 Double DES C = EK2(EK1(P)) ? P = DK1(DK2(C)) Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 63 Double DES安全性 ? ?中間相會 (meetinthemiddle)攻擊 C = EK2(EK1(P)) ? X = EK1(P) = DK2(C) ?給定明文密文對 (P,C) ? 對所有 256個密鑰 ,加密 P,對結果排序 ? 對所有 256個密鑰 ,解密 C,對結果排序 ? 逐個比較 ,找出 K1,K2使得 EK1(P) = DK2(C) ?一個明文密文對 ,誤警次數 2112/264=248 ?兩個明文密文對 ,誤警次數 248/264=216 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 64 Triple DES C=EK3(DK2(EK1(P))) ? P=DK1(EK2( DK3(C))) Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 65 Triple DES分析 ? ?With two keys: C=EK1(DK2(EK1(P))) 256可選擇明文＋ 256次計算 ?With three keys: C=EK3(DK2(EK1(P))) 比 twokey更 安全 ?Tripe DES速度慢 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 66 Electronic Codebook Mode ?ECB: Ci = EK(Pi) ? Pi = DK(Ci) ? ?相同明文 ?相同 密文 ?同樣信息多次出現造成泄漏 ?信息塊可被替換 ?信息塊可被重排 ?密文塊損壞 ?僅 對應明文塊損壞 ? 適合于傳輸短信息 ? ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 67 ECB示意圖 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 68 Cipher Block Chaining Mode ?CBC: 加密 : Ci=EK(Ci1?Pi) ? 解密 : Pi=EK(Ci )? Ci1 ? ?需要共同的初始化向量 C1 (IV) ?相同明文 ?不同 密文 ?初始化向量 IV可以用來改變第一塊 P0=EK(C0)? C1 ?密文塊損壞 ?兩 明文 塊 損壞 ? 安全性好于 ECB ? ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 69 CBC示意圖 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 70 Cipher Feedback Mode ? ?CFB:分組密碼 ?流密碼 Si 為移位寄存器 ,j為流單元寬度 加密 : Ci =Pi?(EK(Si)的高 j位 ) Si+1=(Sij)|Ci ? 解密 : Pi=Ci?(EK(Si)的高 j位 ) Si+1=(Sij)|Ci ? ?需要共同的移位寄存器初始值 S0 ?一個單元損壞影響多個單元 : (W+j1)/j W為分組加密塊大小 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 71 CFB加密示意圖 ? Ci =Pi?(EK(Si)的高 j位 ) 。 Si+1=(Sij)|Ci Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 72 CFB解密示意圖 ? Pi=Ci?(EK(Si)的高 j位 )。 Si+1=(Sij)|Ci Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 73 Output Feedback Mode ? ?OFB:分組密碼 ?流密碼 Si 為移位寄存器 ,j為流單元寬度 加密 : Ci =Pi?(EK(Si)的高 j位 ) Si+1=(Sij)|(EK(Si)的高 j位 ) ? 解密 : Pi=Ci?(EK(Si)的高 j位 ) Si+1=(Sij)|(EK(Si)的高 j位 ) ? ?需要共同的移位寄存器初始值 S0 ? 一個單元損壞只影響對應單元 ? 安全性較 CFB差 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 74 OFB加密示意圖 ? Ci =Pi?(EK(Si)的高 j位 )。Si+1=(Sij)|(EK(Si)的高 j位 ) Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 75 OFB解密示意圖 ? Pi=Ci?(EK(Si)的高 j位 )。 Si+1=(Sij)|(EK(Si)的高 j位 ) Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 76 IDEA ? ?1990年發(fā)表 ,1992修改 ?64位塊 ,128位密鑰 ,不屬于 Feistel結構 ?運算 : XOR, 216模加 , (216+1)模乘 ?三種運算均不滿足分配律與結合律 ?有大量弱密鑰 ?難以直接擴展到 128位塊 ? Institute of Computer Science amp。 Technology, Peking University 77 實習作業(yè)之一 ?實現 DES,要求 : ?Linux平臺 ,C和 /或 C++語言 。 ?四種模式 (ECB, CBC, CFB和 OFB)的加解密 ?加解密正確性測試及性能測試 ?提交完整源碼 (能編譯并運行 )與性能測試報告 ?十月十日前完成