网络空间信息安全-密码学-信息密码技术基础
网络空间信息安全-密码学-信息密码技术基础
希望可以和大家在评论区交流学习~
4.1 密码技术概述
4.2 对称密码体系
4.3 非对称密码体系
4.4 密码管理
Cryptology
发展阶段：古代加密方法、古典码、近现代密码学
eg：斯巴达密码棒，即“塞塔式密码”，采用了移位法，密码棒利用字条缠绕木棒的方式，对字母进行位移。
4.1 密码技术概述
4.1.1 密码学发展历史
1.第一阶段是古代到1949年
科学密码学的前夜时期，直觉、信念
2.第二阶段是1949年到1975年
近代密码阶段
3.第三时期是1976年至今
现代密码阶段，证明在发送端和接收端无密钥传输的保密通信是可能的，RSA算法-RSA密码体制
姚期智-保密通信计算复杂度理论；王小云-经典哈希函数
古典密码算法：替代（代换）加密、置换加密、对称加密算法（包括DES,AES）、非对称加密算法(包括RSA、背包密码、Rabin、椭圆曲线)
4.1.2 密码技术基本概念
密码学是研究编制密码和破译密码的科学，也是研究密码变化的客观规律。
密码学是密码编码学和密码分析学的统称。
-密码编码学（Cryptography）：应用于编制密码以保守通信秘密；
-密码分析学（Cryptanalysis）：应用于破译密码以获取通信情报。
重点概念：
消息的发送者称为 信源 ，消息的授权目的地称为 信宿。
采用密码方法隐蔽和保护机要消息，可使未授权者不能提取信息。
被隐蔽的原始消息称为 明文M；
通过密码可将明文变换成另一种 隐蔽形式， 称为 密文C；
由明文到密文的变换过程C=Ek（M）称为 加密；
秘钥K： 是一种参数，是将明文转换成密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据。
由 合法 接收者从 密文 恢复出 明文 的过程M=Dk（C）=Dk（Ek（M））称为解密；
非法 接收者试图从密文分析出明文的过程成 破译 。
密码体制有五个组成部分：
明文的集合M称为 明文空间 ，密文的集合C称为 密文空 间；密钥的集合K称为 密钥空间。 由加密密钥控制的加密交换算法E，即Ek：M→C；由解密密钥控制的解密算法D,即Dk：C→M, Dk(Ek(M))=M。
五元组（M,C,K,E,D）称为一个密码体制，体制的安全性不能不能依赖于算法的保密，只能依赖于密钥的保密。
3种可能的破解方式：
根据密钥的特点 将密码体制分为对称密码体制和非对称密码体制两种。
加密密钥Ke，解密密钥Kd；若相等则称为对称加密体制/私钥加密体制/单钥加密体制；又可细分为流密码(Stream Cipher)和分组密码(Block Cipher); 流密码：数据逐比特加密，即数据流与密钥流逐比特进行异或（XOR）运算。
若不相等，则称为非对称加密体制/公钥加密体制/双钥加密体制。双钥密码算法一般比较复杂，加解密速度慢。
以 密码算法对明文的处理方式 为标准，则可将密码系统分为序列密码和分组密码系统
分组密码：对数据分组进行处理。
4.2 对称密码体系
采用的解密算法就是加密算法的逆运算，而加密密钥也就是解密密钥的一类加密体制。eg：古典密码体制 替代与置换密码法 、近现代密码体制中的对称密码体制 DES
(数据加密标准)、
AEA
（高级加密标准）和非对称密码体制的
RSA
算法等。
1.古典密码学 被传统密码学所借鉴
2.古典密码的种类
4.2.1 古典密码体制
1.替代密码法
有单字母密码法和多字母密码法两种。
移位映射法 ；倒映射法（abcd→dcba）
1）单字符单表代换密码——凯撒密码：明文中所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。
2）多字符多表代换密码——Vigenere Cipher 使用一系列（两个以上） 代换表 依次对明文消息的字母进行代换的加密方法。该技术使用多个不同的单字母代换来加密明文消息。
2.置换密码法
明文字母本身不变 ，根据某种规则 改变 明文字母在原文中的 相应位置 ，使之称为密文的一种方法又称为换位密码法。
4.2.2 初等密码分析破译法
1.破译密码的基本方法
密码攻击的方法：分析破译法/穷举破译法
2.密码分析破译的等级
密码攻击者分为以下四个等级：
(1)唯密文攻击:破译者根据截获的密文进行攻击
(2)已知明文攻击：掌握了一些相应的明文与密文
(3)选择明文攻击
(4)选择密码攻击
4.2.3 单钥密码体制
加密和解密使用单一的相同密钥的加密制度
单钥加密体制
有两种加密法：分组密码&流密码；不仅可用于数据的加密，也可用于消息的验证；又称为对称密码体制；基本技术：替换、置换和移位
1 数据加密标准
2 DES的工作原理
3 工作模式
（1） 电子密码本 （ECB）：
使用分组密码方式将一长串明文分解成为适当的分组，对每一分组用加密E()函数分别加密，即 ECB操作方式 。
对称密钥体制的加密过程
对称密钥体制的密钥管理
对称算法设计标准
1.分组密码的设计思想
扩散
产生扩散的最简单方法是通过“置换”
混淆
明文、密钥和密文之间的关系复杂化，通常的方法是“代换”
2.分组密码的设计要求
一 分组长度足够大
二 密钥量足够大
三 算法足够复杂
四 加密、解密算法简单，易软、硬件实现
五 便于分析
3.分组密码——DES数据加密标准
1、对输入分组进行固定的“初始置换”IP运算，表示为：(L0,R0)⬅IP(Input Block)/L0,R0称为“左右半分组”，各为32比特，IP是固定的函数。
2、迭代运算，即将下面的运算迭代16轮：
Li⬅Ri-1 Ri⬅Li-1
3、
DES算法流程图
初始置换IP表不变