Lecture02_密碼學基礎.ppt

1、第2章密碼學基礎,學習要點： 了解密碼學的基本概念 了解密碼系統(tǒng)的定義、安全條件及其分類 了解信息安全模型 了解密碼體制的基本內(nèi)涵,21密碼學相關概念,密碼學 是密碼編碼學和密碼分析學的統(tǒng)稱 密碼編碼學 通過變換消息使其保密的科學和藝術 密碼分析學 在未知密鑰的情況下從密文推演出明文或密鑰的藝術,密碼概念,明文 作為加密輸入的原始信息，即消息的原始形式 密文 明文經(jīng)加密變換后的結(jié)果，即消息被加密處理后的形式 密鑰 是參與密碼變換的參數(shù) 加密算法 是將明文變換為密文的變換函數(shù)，相應的變換過程稱為加密，即編碼的過程 解密算法 是將密文恢復為明文的變換函數(shù)，相應的變換過程稱為解密,密碼分析分類,唯密

2、文攻擊（Ciphertext only） 破譯者已知：加密算法、待破譯的密文 已知明文攻擊（Known plaintext） 破譯者已知：加密算法、一定數(shù)量的密文和對應的明文 選擇明文攻擊（Chosen plaintext） 破譯者已知：加密算法、選定的明文和對應的密文 選擇密文攻擊（Chosen ciphertext） 破譯者已知：加密算法、選定的密文和對應的明文 選擇文本攻擊（Chosen text） 破譯者已知：加密算法、選定的明文和對應的密文、選定的密文和對應的明文,唯密文攻擊,已知明文攻擊,選擇明文攻擊,選擇密文攻擊,分析,唯密文攻擊是最困難的 上述攻擊的強度是遞增的 一個密碼體制是

3、安全的，通常是指在前三種攻擊下的安全性,22密碼系統(tǒng),概念： 用于加密與解密的系統(tǒng) 是明文與加密密鑰作為加密變換的輸入?yún)?shù)，經(jīng)過一定的加密變換處理以后得到的輸出密文，由它們所組成的這樣一個系統(tǒng),密碼系統(tǒng)的安全條件,密碼系統(tǒng)的安全性只寓于密鑰，通常假定算法是公開的 這要求加密算法本身非常強壯,破譯算法分級,全部破譯：找出密鑰 全部推導：找替代算法 實例推導：找明文 信息推導：獲得一些有關明文或者密鑰的信息,衡量攻擊方法的復雜性,數(shù)據(jù)復雜性（data complexity）：攻擊需要的輸入大小 處理復雜性（processing complexity）：處理數(shù)據(jù)和計算的開銷 存儲需求（storage

4、 requirement） ：攻擊需要的存儲空間,評價密碼體制安全性的三個途徑,計算安全性 :攻擊的最好算法 可證明安全性 :轉(zhuǎn)化為一數(shù)學難題 無條件安全性:一次一秘,一個密碼系統(tǒng)實際安全的條件,每一個加密函數(shù)和每一個解密函數(shù) 都能有效地計算 破譯者取得密文后將不能在有效的時間或成本范圍內(nèi)破解出密鑰或明文 一個密碼系統(tǒng)是安全的必要條件：窮舉密鑰搜索將是不可行的,Cryptography System,The type of operations used for transforming plaintext to ciphertext Substitution(代替、替換) Transposi

5、tion(置換、換位) The number of key used symmetric, single key, secret-key, or convetional encryption asymmetric, two-key, public-key encryption The way in witch the plaintext is processed block cipher stream cipher,23安全模型,網(wǎng)絡傳輸中的信息安全 動態(tài)數(shù)據(jù)的安全 網(wǎng)絡安全模型 計算機系統(tǒng)中的信息安全 靜態(tài)數(shù)據(jù)的安全 網(wǎng)絡訪問安全模型,網(wǎng)絡通信安全模型,網(wǎng)絡訪問安全模型,24密碼體制,對稱密碼體制 非對稱密碼體制,傳統(tǒng)密碼體制,對稱密碼算法的優(yōu)、缺點,優(yōu)點：加/解密處理速度快、保密度高等。 缺點： 如何把密鑰安全地送到收信方，是對稱密碼算法的突出問題。對稱密碼算法的密鑰分發(fā)過程十分復雜，所花代價高 多人通信時密鑰組合的數(shù)量會出現(xiàn)爆炸性膨脹，使密鑰分發(fā)更加復雜化 通信雙方必須統(tǒng)一密鑰，如果發(fā)信者與收信人素不相識，這就無法向?qū)Ψ桨l(fā)送秘密信息了 存在數(shù)字簽名困難問題,公鑰密碼體制,公開密鑰密碼體制的優(yōu)、缺點,優(yōu)點： 網(wǎng)絡中的每一個用戶只需要保存自己的私有密鑰。密鑰少，便于管理