【正文】 SOSELAWAIATOOSSCTCLNMOMANTESILYNTWRNNTSOWDPAEDOBUOERIRICXB M E G A B U C K 7 4 5 1 2 8 3 6 p l e a s e t r a n s f e r o n e m i l l i o n d o l l a r s t o m y s w i s s b a n k a c c o u n t s i x t w o t w o a b c d Tnbm P729 Fig. 83 變位密碼 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 11 / 107 本章將討論： ? 密碼學(xué) ? 對稱密鑰算法 ? 公開密鑰算法 ? 數(shù)字簽名 ? 公鑰管理 ? 通信安全 ? 認(rèn)證協(xié)議 ? Email的安全 ? Web安全 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 12 / 107 對稱密鑰算法 ? 變換盒 P盒和替換盒 S盒 ? 乘積密碼 ? DES數(shù)據(jù)加密 ? AES—高 級加密標(biāo)準(zhǔn) ? 加密模式 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 13 / 107 變換盒： P盒 ? P盒：實(shí)現(xiàn)變位 Tnbm P737 Fig. 86 乘積密碼的基本元素 P盒 01234567 36071245 方式：用電路改變輸入線的輸出排列，圖中列出 8根線的變位，如這 8位從上到下指定為 01234567 則該 P盒的輸出為 36071245 (a) P盒 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 14 / 107 替換盒： S盒 ? S盒：實(shí)現(xiàn)替換 Tnbm P737 Fig. 86 乘積密碼的基本元素 S盒 (b) S盒 按圖中的替換，如果 8個八進(jìn)制數(shù)01234567一個接一個地輸入，那么輸出序列將變?yōu)?4506713，即 2替換 0， 4替換 1，注意 n個 bit的輸入需要 2n條交換線 解碼 3 ~ 8 編碼 8 ~ 3 0 1 1 0 0 0 01234567 01234567 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 15 / 107 對稱密鑰算法 ? 變換盒 P盒和替換盒 S盒 ? 乘積密碼 ? DES數(shù)據(jù)加密 ? AES—高 級加密標(biāo)準(zhǔn) ? 加密模式 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 16 / 107 乘積密碼 ? 將一串盒子連接起來，組成乘積密碼 P1 S1 S2 S3 S4 P2 S5 S6 S7 S8 P3 S9 S10 S11 S12 P4 乘積密碼 Tnbm P737 Fig. 86 乘積密碼的基本元素 (c) 乘積 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 17 / 107 乘積密碼的實(shí)現(xiàn) 第一站對 12根輸入線作變換處理，從理論上講，第二站可以為一個 S盒，它把 12個 bit 映射為另一個 12個bit，但是，這樣一個 S盒的中段內(nèi)需要 212 = 4096根跨接線，將 12bit的輸入分為 4個 3bit組，各組獨(dú)立地進(jìn)行替換處理，盡管這種方法沒有通用性，但它卻非常有效，在乘積密碼中配置足夠多的站，可以使輸出成為輸入的非常復(fù)雜的函數(shù) 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 18 / 107 對稱密鑰算法 ? 變換盒 P盒和替換盒 S盒 ? 乘積密碼 ? DES數(shù)據(jù)加密 ? AES—高 級加密標(biāo)準(zhǔn) ? 加密模式 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 19 / 107 DES數(shù)據(jù)加密 ? DES（ Data Encryption Standard）數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) ? 加密算法固定，根據(jù)不同的密鑰產(chǎn)生不同的結(jié)果 明文按 64 bit塊加密，生成 64 bit的密文，此算法有一個 56 bit的密鑰作為參數(shù)（另加 8 bit的奇偶位） 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 20 / 107 DES算法的基本流程 ? 初始變換 ? 16次迭代，這 16站功能相同，但使用密鑰的不同， ? 倒數(shù)第二站將左32 bit與右 32 bit互換 ? 最后作初始變換的逆變換 64b明文 初始變換 迭代 1 迭代 2 迭代 16 32b交換 反向變向 56比特密鑰 . . . . 64b密文 (a) 概況 Li1 ? f(Ri1,Ki) Li1 Ri1 32b 32b Li Ri (b)16次迭代中一次的詳況 Tnbm P739 Fig. 87 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) DES算法的解密密鑰與加密密鑰相同，但解密步驟正好相反 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 21 / 107 初始置換 ? 即第一站，將 64 bit明文作與密鑰無關(guān)的變換，得到一個亂序的明文 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7 1 2 3 … … 63 64 明文輸入 64bit 1 2 3 … … 63 64 置換后的 64bit 1 2 … … 32 1 2 … … 32 置換后的左 32bit 置換后的右 32bit 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 22 / 107 16輪迭代的乘積變換 ? 倒數(shù)第二站將左 32 bit與右32 bit互換，余下的 16站功能相同，但使用密鑰的不同函數(shù)，解密用的密鑰與加密密鑰相同，只是解密步驟正好相反 64b明文 初始變換 迭代 1 迭代 2 迭代 16 32b交換 反向變向 56比特密鑰 . . . . 64b密文 (a) 概況 Li1 ? f(Ri1,Ki) Li1 Ri1 32b 32b Li Ri (b)其中一站的詳況 Tnbm P739 Fig. 87 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 23 / 107 逆初始置換 ? 即最后一站是16輪迭代后的64 bit組進(jìn)行變換，得到輸出的密文組，是第一站變換的逆變換 40 8 48 16 56 24 64 32 39 7 47 15 55 23 63 31 38 6 46 14 54 22 62 30 37 5 45 13 53 21 61 29 36 4 44 12 52 20 60 28 35 3 43 11 51 19 59 27 34 2 42 10 50 18 58 26 33 1 41 9 49 17 57 25 1 2 3 … … 63 64 置換后的 64bit 1 2 3 … … 63 64 輸出密文的 64bit 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 24 / 107 其中函數(shù) f 執(zhí)行的步驟 2 ? 根據(jù)一個固定的變位和復(fù)制規(guī)則把 32比特的 Ri1擴(kuò)展成 48比特的數(shù) E ? 把 E與密鑰 Ki異或，并分成 8組，每組 6比特，分別送入 8個不同的 S盒 32 1 2 3 4 5 4 5 6 7 8 9 8 9 10 11 12 13 12 13 14 15 16 17 16 17 18 19 20 21 20 21 22 23 24 25 24 25 26 27 28 29 28 29 30 31 32 1 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 25 / 107 ? 每個 S盒的 64種可能的輸入，將被映射為 4比特的輸出 其中函數(shù) f 執(zhí)行的步驟 3 8個 S盒中某一個的 6 bit輸入映射為 4 bit的輸出的過程 行 列 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 14 4 13 1 2 15 11 8 3 10 6 12 5 9 0 7 1 0 15 7 4 14 2 13 1 10 6 12 11 9 5 3 8 2 4 1 14 8 13 6 2 11 15 12 9 7 3 10 5 0 3 15 12 8 2 4 9 1 7 5 11 2 14 10 0 6 13 X5 X4 X3 X2 X1 X0 1 0 1 0 1 1 X5 X0 1 1 1 0 0 1 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 26 / 107 ? 8個 S盒，每個 S盒有 4個輸出，將通過一個32輸入的 P盒，再進(jìn)行置換運(yùn)算 其中函數(shù) f 執(zhí)行的步驟 4 16 7 20 21 29 12 28 17 1 15 23 26 5 18 31 10 2 8 24 14 32 27 3 9 19 13 30 6 22 11 4 25 32 bit作為 P盒的輸入 P盒置換后的 32 bit輸出 置換后的 32 bit輸出將與左邊的 32 bit異或，作為下一輪迭代的右邊數(shù)字段 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 27 / 107 f 函數(shù)的計算如下 Ri1(32位 ) 擴(kuò)展和變序成 48位 XOR Ki S盒（變成 32位） P盒 f(Ri1, Ki) 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網(wǎng)絡(luò)安全 28 / 107 子密鑰產(chǎn)生器 Ki的計算 ? 子密鑰產(chǎn)生器框圖 ? 置換選擇 1 ? 循環(huán)左移 ? 置換選擇 2 《 Compu