分组密码与数据加密标准-西安电子
43页1、Chapter 3 分组密码与数据加密标准,计算机与网络安全,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,2,本节课程内容,分组密码一般原理、设计准则、设计方法DES加解密算法DES的强度,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,3,3.1 分组密码原理,流密码 每次加密数据流的一位或一个字节分组密码 将一个明文组作为整体加密且通常得到的是与之等长的密文组,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,4,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,5,分组密码的一般设计原理: 分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列,划分成长度为n的组(可看成长度为n的矢量),每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字(简称密文数字)序列理想分组密码体制 2n!个映射 大规模,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,6,Feistel网络(1),Feistel网络的设计动机 密钥长为k位,分组长为n位,采用2k个变换,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,7,Shannon 目的:挫败基于统计方法的密码分析 混淆(confusion):
2、使得密文的统计特性与密钥的取值之间的关系尽量复杂 扩散(diffusion):明文的统计特征消散在密文中,使得明文和密文之间的统计关系尽量复杂。,刻画密码系统的两个基本构件,Feistel网络(2),2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,8,分组长度 密钥长度 数 子密钥生成算法 函数 快速软件加解密 易于分析,Feistel网络(3),2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,9,3.2 数据加密标准DES,DES的历史 DES的基本结构 DES核心构件的细节描述 DES密钥的生成 DES的安全性分析,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,10,数据加密标准 (DES) 第一个并且是最重要的现代分组密码算法,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,11,历史,发明人:美国IBM公司 W. Tuchman 和 C. Meyer 1971-1972年研制成功 基础:1967年美国Horst Feistel提出的理论 产生:美国国家标准局(NBS)1973年5月到1974年8月两次发布通告,公开征求用于电子计算机的加密算法。经评选从一大批算法中采纳
3、了IBM的LUCIFER方案 标准化:DES算法1975年3月公开发表,1977年1月15日由美国国家标准局颁布为数据加密标准(Data Encryption Standard),于1977年7月15日生效,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,12,DES是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。,概述,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,13,DES算法框图,DES的核心部件:两次置换(初始置换和初始逆置换)密钥控制下的十六迭代加密密钥生成,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,14,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,15,初始置换和初始逆置换,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,16,初始置换和初始逆置换,DES中的初始置换和初始逆置换,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,17,初始置换与初始逆置换是互逆的严格而言不具有加密的意义,Note,2018/10/20,西安电子科技大学计算机学院,18,DES的十六迭代加密,十六迭代加密,Round i,第 i 加 密,2018/10/20,西安电子科技大
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