应用密码学.ppt
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1、应用密码学,1 课程相关介绍教材,使用的教材,1 课程相关介绍参考书籍,教 学 参 考 书 1,1 课程相关介绍参考书籍,教 学 参 考 书 2,1 课程相关介绍参考书籍,(3) Handbook of Applied Cryptology (电子书籍,Internet网上可下载),1 课程相关介绍课程讲授,主讲学时:60学时 实践学时:10学时,第一章 概述,1 课程相关介绍概念,什么叫密码学? 密码学(Cryptology): 是研究密码编制、密码破译和密码系统设计的的一门综合性科学,其包括密码编码学和密码分析学。 密码编码学(Cryptography): 主要研究对信息进行编码,实现对信
2、息的隐蔽。 密码分析学(Cryptanalytics):主要研究加密消息的破译或消息的伪造。,1 课程相关介绍密码学研究的内容,编码学研究的主要内容: 序列密码算法的编码技术 分组密码算法的编码技术 公钥密码体制的编码技术 加密算法、 数字签名方案、 密钥分配方案 认证方案 单向函数等,传统且主流的研究方向,1 课程相关介绍密码学研究的内容,密码分析学研究的主要内容 (1) 密码算法的安全性分析和破译的理论、方 法、技术和实践 (2)密码协议的安全性分析的理论与方法 (3)安全保密系统的安全性分析和攻击的理论、方法、技术和实践,1 课程相关介绍密码学时干什么的?,密码学是干什么的? 密码学要解
3、决的基本问题: (1) 信息的保密传输和存储问题; (2) 信息的认证问题.,例: 我收到你写给我1封信,那末我问: -信的内容是否被改动? -是否真是你写的信? -是否真是写给我信? -有没有人看过这封信?,1 课程相关介绍密码学的应用领域,密码学能够解决的问题 1. 信息系统的安全与保密问题; 2.电子商务、电子政务中的安全和保密问题; 3.银行系统、证券系统、保险系统等的安全问题; 4.商品、票据、信用卡等的防伪与审核问题。,2 密码学发展,1949年之前 密码学是一门艺术 19491975年 密码学成为科学 1976年以后 密码学的新方向公钥密码学,2 密码学发展第一阶段概述,第1阶段
4、古典密码 密码学还不是科学,而是艺术 出现一些密码算法和加密设备 密码算法的基本手段出现,针对的是字符 简单的密码分析手段出现 主要特点:数据的安全基于算法的保密,2 密码学发展第一阶段中的例子,第1阶段古典密码 几个典型的密码:卡撒密码、维几尼亚密码; 几个典型的战例: 一战时德国人的ADFGVX密码被法国密码分析家破译,间接的导致了德国一战的失败; 二战德国人的恩尼格马密码被破,直接导致德军二战的失败,2 密码学发展第一阶段中的实例,Phaistos圆盘,一种直径约为160mm的Cretan-Mnoan粘土圆盘,始于公元前17世纪。表面有明显字间空格的字母,至今还没有破解。,2 密码学发展
5、第一、二阶段中的密码机,20世纪早期密码机,2 密码学发展第二阶段概述,第2阶段 19491975 计算机使得基于复杂计算的密码成为可能 相关技术的发展: 1949年Shannon的The Communication Theory of Secret Systems 1967年David Kahn的The Codebreakers 1971-73年IBM Watson实验室的Horst Feistel等几篇技术报告 主要特点:数据的安全基于密钥而不是算法的保密,2 密码学发展第三阶段大事记,第3阶段 1976 1976年:Diffie & Hellman 的 “New Directions i
6、n Cryptography” 提出了不对称密钥密码; 1977年Rivest,Shamir & Adleman提出了RSA公钥算法 1977年DES正式成为标准,2 密码学发展第三阶段大事记,80年代出现“过渡性”的“Post DES”算法,如IDEA,RCx,CAST等 90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael,RC6, MARS, Twofish, Serpent等出现 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 2001年Rijndael成为DES的替代者 2004年著名的MD5算法被中国的王小云破译,3 密码学的基本概念信息传输中的基本概念,信息传递的一般问题 信源、信道、信宿
7、攻击的种类: 中断(Interruption)(干扰) 截取(Interception) (侦听) 修改(Modification) 伪造(Fabrication) 角色:通信双方(发送方和接收方)、第三方 (可信、不可信第三方)、敌手也叫攻击者,3 密码学的基本概念信息传输过程中的攻击例子,窃听:对传输的信息的攻击,A:信源 发送方,B:信宿 接收方,C:敌手 攻击者,3 密码学的基本概念信息传输过程中的攻击例子,对窃听的防护:加密技术,A:信源,B:信宿,C:敌手,加密,脱密,3 密码学的基本概念基本概念,明文:被隐蔽的消息称作明文,通常用m表示。其英文为Message和Plaintext
8、 明文就是没有被加密的消息. 密文:将明文隐蔽后的结果称作密文或密报,通常用c表示。其英文为Ciphertext 密文就是加密后的结果.,3 密码学的基本概念基本概念,加密( Encryption ):将明文变换成密文的过程称作加密,该过程表示为 脱密( Decryption ):由密文恢复出明文的过程称作脱密,该过程表示为 密钥( key ) :控制或参与密码变换的可变参数称为密钥。 密钥又分为加密密钥和脱密密钥。 加密密钥是加密时用的密钥; 脱密密钥是脱密时用的密钥;,3 密码学的基本概念密码体制的概念,密码体制的概念: 一个密码体制(Cryptosystem)由四部分组成: (1) 明文
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