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信息安全基础信息安全基础东北大学信息学院东北大学信息学院 软件研究所软件研究所 李晓华李晓华课程内容1 绪论2 密码学的数学基础3 传统加密方法4 对称密钥算法5 公开密钥算法6 序列密码7 密码技术8 Internet安全技术9 计算机病毒概论 10 信息安全新技术1 绪论n1.1 计算机安全及信息保密的意义n1.2 计算机安全与信息保密研究的内容n1.3 密码学及计算机安全技术的发展1.1 计算机安全及信息保密的意义nInternet 的迅速普及，利用计算机犯罪的案例与日俱增n绝大多数的新用户缺乏网络和信息安全方面的经验n网络技术的发展带来一系列问题n攻击者非法接收甚至修改一些秘密信息n非法用户冒充合法用户操纵计算机终端获取机密情报n非法信息进入计算机系统n合法信息遭到破坏n黄色出版物通过网络传入境内n文件、邮件传输携带病毒n网络配置的复杂性导致的安全性问题n系统自身的缺陷n入侵者的攻击的目的n他们在不懈努力，试图攻破各种系统的安全方案n出于政治的、经济的、商业的、或者个人的目的n病毒及破坏性程序的制造者：善意地和恶意地破坏系统n网络黑客：试图从网络内部或外部进行非法的入侵，攻击系统 ，达到破坏系统或窃取信息的目的n网络和计算机技术的爱好者：为了显示其能力n在 Internet 上大量公开的攻击手段和攻击程序n……n人为的破坏和误操作网络安全事件的报道（1）n1986 年，LBL 实验室的计算机系统上发现黑客在克格勃 指使下入侵美国军方计算机网络 n 1988 年，Morris 在 Internet 上散布蠕虫病毒(Worm) ，主要采用了三种攻击方法：一是弱点攻击，利用程序 的漏洞进行；二是协议攻击，主机信任关系；三是破解 口令；使当时网上 10%（约 6000 台）的计算机瘫痪 n前苏联克格勃人员曾突破美国花旗银行装备的防火墙和 其它高技术的防范措施，成功地通过计算机网络转移了 1160 万美元的巨资 —— “华尔街日报”报道(1995.8.21)n据统计，到 1996 年网上的计算机平均每20 秒钟被黑客 成功地入侵一次 —— 美国“金融时报” 报道 (1996.4.16)网络安全事件的报道（2）n据 FBI 的报告称每年约有 75% 的美国公司因计算机犯 罪而蒙受损失n一起计算机犯罪的平均损失是 50 万美元，而普通刑事 案件的平均损失仅为 2 千美元n1998 年 7 月 21-22日，江西中国公用多媒体信息网（ 169）连续遭受攻击，导致全省 169 信息网系统瘫痪n2000 年初，Yahoo、eBay等著名网站相继遭受到的大规 模的拒绝服务攻击导致服务中断，在全球范围内引起了 巨大的震动网络安全事件的报道（3）n统计表明，有关网络安全事件报告的数量迅速增 加n1988 年：6 n1989 年：132 n1990 年：252n1991 年：406n1992 年：773n1993 年：1334n1994 年：2341n1996 年：2573n1998 年：3734n1999 年：9859n2000 年：21756近期我国网络安全情况n2004 年上半年，我国互联网上多次爆发大范围蠕虫传播 事件，影响最大的当属利用微软视窗LSASS1漏洞的“震 荡波”系列蠕虫，感染用户数量达到数以百万计。

n此外，MyDoom 蠕虫等事件都对网络造成一定规模的影 响n木马程序带来的危害愈加严重，据抽样监测统计，我国 有大量计算机中被放置木马程序，所开放的后门一旦被 人恶意利用后果将十分严重n针对网络欺诈（PHISHING）事件投诉显著增加，大多投 诉是因为我国境内主机被欺诈者利用来提供虚假网页n利用IE 浏览器的漏洞攻击增加，由于其具有隐蔽性，很 难被一般用户发现，造成的后果难以预料1.2 计算机安全与信息保密研究的内容n信息加密的算法、体制、协议及相关技术n操作系统的安全n数据库安全n计算机网络安全n电子商务安全n计算机病毒的防治信息加密、解密的概念nA、B保密通信：nA如何能确信他的信不会被第三方窃取；nB如何能确信他收到的信是A发给他的n明文(M)：人们能够读懂的信息n密文(C)：人们难以理解的信息n加密(E)：将明文变换成密文的过程n解密(D)：密文还原成原来的明文的过程C=E（M ）信源信宿信道明文M加 密密文C密文C解 密明文MM=D（C ）算法与密钥n算法：用于加密和解密的数学函数算法是通信 双方约定的n密钥：一串适当长度的字符串或数字串，可以控 制加密和解密的过程 (key)n密钥空间：密钥的取值范围。

C=E（M ）信源信宿信道明文M加 密密文C密文C解 密明文MM=D（C ）加密密钥解密密钥n加密和解密使用同一密钥：n加密密钥=解密密钥=Kn加密函数为：EK(M) = Cn解密函数为：DK(C) = Mn且 DK(EK(M) ) = Mn加密和解密使用不同密钥：n加密密钥=K1，解密密钥=K2n加密函数为：EK1(M) = Cn解密函数为：DK2(C) = Mn且 DK2(EK1(M) ) = Mn对称算法（传统算法）：n加密密钥与解密密钥相同n分组密码：将明文分成组，每次加密一组n序列密码：每次加密一位或一字节的明文n公开密钥算法（非对称算法）：n加密与解密使用不同的密钥n解密密钥很难由加密密钥计算得到n加密密钥：公开密钥（Public Key）n解密密钥：秘密密钥（Private Key）密码分析n密码学:n密码编码学：研究加密、解密的算法（如何编码）n密码分析学：研究在不知道密钥的情况下，恢复明文 的科学（如何破译）1.3 密码学及计算机数据安全技术的发展n密码学的发展：n传统密码学阶段(计算机出现以前)n计算机密码学阶段n密码学发展的显著标志：n一是密码学的研究和应用从政府机构走向民间n二是美国数据加密标准DES算法的诞生n三是公开密钥密码体制的问世n四是密码技术在各行各业的广泛应用n因此出现了各种实用保密系统n1976年以后：公开密钥密码学古典实例（1）n凯撒密码：公元前50年n例：明文：System modelsn 密文：Vbvwhp prghovn加密方法：简单代替明文：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCkey=3 C=f(M)=M+key eg: M=S C=f(S)=S+key=V古典实例（2）n双轨密码： (1861~1865年 ） 例：明文：Discrete and System密文：Dsrtadytm Iceensse加密方法： D s r t a d y t m （奇数位）i c e e n s s e （偶数位）古典实例（3）n网格加密法：（中国）n例：密文： 王先生：来信收悉，你的盛情难以报答。

我已在昨天抵达广州秋雨连绵，每天需备伞一把大约本月 中旬即可返回，再谈弟：李明2003年7月20日n解密：明文：情报在雨伞把中情报在 雨伞把 中n兽栏法：n明文：Systemn密文： ABCDEFGHIJ.KLM.NOP.QRS:T::UV:W::XY:Z::.：：：：.密文字母表：n钥控序列加密法：明文排成矩阵，密钥写在矩阵 的上边,按密钥字母在字母表中排序把矩阵按列写 出即为密文n例：明文：The normal decision table representation has four separate parts in a specific format.n密钥：computern变换 密文： 1 4 3 5 8 7 2 6 TLTRIUTNI C O M P U T E R MOEAFRSIA T H E N O R M A EEBSNSPSF L D E I S I O N HDAEOREAC T A B L E R E P NILEHEAPO R E S E N T A T ANPTOAIFT I O N H A S F O RIRTSATCM U R S E P A R A OSENAPRER T E P A R T S I N A S P E C I F I C F O R M A Tn路线加密法：给定保密协议n例：明文：The normal decision table representation has four separate parts in a specific format.n变换：写成矩阵变换 密文： T H E N O R M A TLTRIUTNI L D E I S I O N CFORMATFI T A B L E R E P AOTPNAMRO R E S E N T A T NEHDAEORE I O N H A S F O ASPECISRF U R S E P A R A AEOISIEBS T E P A R T S I NSPARTAST N A S P E C I F RELEHEPAN I C F O R M A T练习：1.编程实现双轨密码.2.用程序实现钥控算法.。