现代密码学课件110讲第2讲
32页1、2019/6/21,1,第二章:密码学基础,一、密码学的基本概念 二、密码体制分类 三、密码分析,2019/6/21,2,一、密码学的基本概念,密码学(Cryptology):研究信息系统安全保密的科学。它包含两个分支, 密码编码学(Cryptography),对信息进行编码实现隐蔽信息的一门学问 密码分析学(Cryptanalytics),研究分析破译密码的学问。,2019/6/21,3,几个概念(一),。,明文(消息)(Plaintext) :被隐蔽消息。 密文(Ciphertext)或密报(Cryptogram):明文经密码变换成的一种隐蔽形式。 加密(Encryption):将明文变换为密文的过程。 解密(Decryption):加密的逆过程,即由密文恢复出原明文的过程。 加密员或密码员(Cryptographer):对明文进行加密操作的人员。,2019/6/21,4,几个概念(二),。,加密算法(Encryption algorithm):密码员对明文进行加密时所采用的一组规则。 接收者(Receiver):传送消息的预定对象。 解密算法:接收者对密文进行解密时所采用的一组规
2、则。 密钥(Key):控制加密和解密算法操作的数据处理,分别称作加密密钥和解密密钥。 截收者(Eavesdropper):在信息传输和处理系统中的非受权者,通过搭线窃听、电磁窃听、声音窃听等来窃取机密信息。,2019/6/21,5,几个概念(三),密码分析(Cryptanalysis):截收者试图通过分析从截获的密文推断出原来的明文或密钥。 密码分析员(Cryptanalyst):从事密码分析的人。 被动攻击(Passive attack):对一个保密系统采取截获密文进行分析的攻击。 主动攻击(Active attack):非法入侵者(Tamper)、攻击者(Attcker)或黑客(Hacker)主动向系统窜扰,采用删除、增添、重放、伪造等窜改手段向系统注入假消息,达到利已害人的目的。,2019/6/21,6,保密系统模型,2019/6/21,7,保密系统应当满足的要求,系统即使达不到理论上是不可破的,即prm=m=0,也应当为实际上不可破的。就是说,从截获的密文或某些已知明文密文对,要决定密钥或任意明文在计算上是不可行的。 系统的保密性不依赖于对加密体制或算法的保密,而依赖于密钥。这
3、是著名的Kerckhoff原则。 加密和解密算法适用于所有密钥空间中的元素。 系统便于实现和使用。,2019/6/21,8,认证与认证系统,认证系统(Authentication system) 防止消息被窜改、删除、重放和伪造的一种有效方法,使发送的消息具有被验证的能力,使接收者或第三者能够识别和确认消息的真伪。实现这类功能的密码系统称作认证系统 保密性 保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容。 认证性 使任何不知密钥的人不能构造一个密报,使意定的接收者解密成一个可理解的消息(合法的消息)。,2019/6/21,9,安全认证系统应满足下述条件,意定的接收者能够检验和证实消息的合法性和真实性。 消息的发送者对所发送的消息不能抵赖。 除了合法消息发送者外,其它人不能伪造合法的消息。而且在已知合法密文c和相应消息m下,要确定加密密钥或系统地伪造合法密文在计算上是不可行的。 必要时可由第三者作出仲裁。,2019/6/21,10,完整性(integrity),在有自然和人为干扰条件下,系统保持检测错误和恢复消息和原来发送消息一致性的能力。实际中常常借助于纠、检错技术和杂凑技术来保证
4、消息的完整性。,2019/6/21,11,二、密码体制分类,密码体制有2大类: 单钥体制(One-key system): 加密密钥和解密密钥相同。 双钥体制(Two key system): 加密密钥和解密密钥不同。,2019/6/21,12,密码体制分类 单钥体制,加密器 EK,解密器 DK,密钥产生器,2019/6/21,13,密码体制分类 单钥体制,单钥体制主要研究问题: 密钥产生(Key generation), 密钥管理(Key management)。 分类: 流密码(Stream cipher) 分组密码(Block cipher) 单钥体制不仅可用于数据加密,也可用于消息的认证。,2019/6/21,14,密码体制分类 双钥体制,双钥体制或公钥体制(Public key system) (Diffie和Hellman,1976) 每个用户都有一对选定的密钥(公钥k1;私钥k2),公开的密钥k1可以像电话号码一样进行注册公布。,2019/6/21,15,公钥体制的主要特点,加密和解密能力分开 可以实现多个用户加密的消息只能由一个用户解读(用于公共网络中实现保密通信) 只
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