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文檔簡介
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
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