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密码学的信息论基础
《现代密码学》第三讲
上讲内容回顾
代换密码
置换密码
Hill密码
转轮密码
古典密码的惟密文攻击方法
本章主要内容
Shannon的通信保密系统 熵和无条件保密
分组密码设计思想
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Shannon通信保密系统
C.E. Shannon（香农）----信息论之父1948, A mathematical theory of
communication, 奠定了现代信息论的基础.1949, Communication theory of
secrecy systems, 定义了保密系统的数学模型, 将密码学由艺术转化为一门科学.
Shannon的保密通信系统模型
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非对称密码体制
无噪信道
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Shannon通信保密系统
一个密码体制是一个六元组：
（P, C, K 1, K 2, E, D )
其中，
P --明文空间
C --密文空间
K 1 --加密密钥空间
K 2--解密密钥空间
E --加密变换
D --解密变换
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Shannon通信保密系统
一个加密变换是一个下列形式的映射：
E : M ×K 1 →C
一般对于给定的k ∈K 1,把E (*,k )记为E k ;一个解密变换是一个与加密E 变换相对
应的映射：D : C ×K 2 →M
对于给定的k’∈K 2,也把D (*,k’)记为D k’.
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Shannon通信保密系统
重要原则
重要原则：对任一k ∈K 1,都能找到k’∈K 2，使得
D k’(
E k (m ))=m ，?m ∈M .
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定义设随机变量X={x i | i=1,2,…,n}, x i 出现的概率为Pr(x i ) ≧0, 且, 则X 的不确定性或熵定义为
.
熵H(X)表示集X 中出现一个事件平均所需的信息量(观察前)；或集X 中每出现一个事件平均所给出的信息量(观测后).
0 )(1log )()(≥=∑i i a i x p x p X H 1P r()1n i i x ==∑
规定log 20=0，采用以2为底的对数时，相应的信息单位称作比特
从编码的角度来考虑，熵可以理解成用最优的二进制编码形式表示X所需的比特数
若集X为均匀分布时，即p (x i )=1/n, n≧i ≧1, 则H (X)=log 2n, 且若H (X) ≧0, 当X为确定性的事件时, 即X概率分布为Pr(X=a )=1, 则H (X) =0.
12定义：设
X={x i |i=1,2,…,n}, x i 出现的概率为p (x i )≥0，且∑i=1,…,n p (x i )=1;
Y={y i |i=1,2,…,m}, y i 出现的概率为p (y i )≥0，且∑i=1,…,m p (y i )=1;
则集X相对于集Y的条件熵定义为2111
(X |Y)()(X |)()(|)log (|)
m m n
i j i i j i j j j i H p y H y p y p x y p x y =====?∑∑∑
若将X视为一个系统的输入空间，Y视为系统的输出空间，在通信中，通常将条件熵
H(X|Y)称作含糊度，X和Y之间的平均互信息定义为：
I(X,Y)=H(X)-H(X|Y)
它表示X熵减少量。
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定义完善保密的（无条件保密的）密码系统（P ,C ,K ,E ,D ）系统满足或.
艺术科学
假设攻击者有无限计算资源，仍然不能从密文得到明文任何信息.
(P |C)(P)H H =一次一密算法由Gilbert Vernam于1917年用于报文消息的自动加密和解密，30年后由Shannon证明它不可攻破.
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一次一密系统：设n 是大于等于1的正整数，P =C =K ={0,1}n ,对于密钥K ∈K ,,
K ={k 1,k 2,…,k n }.
设明文P ={p 1,p 2,…,p n },密文C ={c 1,c 2,…,c n }.加密: E K (P )=(p
1⊕k 1, p 2⊕k 2,…,p n ⊕k n ),
解密: D K (C )=(c 1⊕k 1, c 2⊕k 2,…, c n ⊕k n ).
分组
≠j）
Ci与pj和kj（j=1,…,5,i
无关
分组密码：密文的每一比特与明文每一比特和密钥每一比特相关
一迭代结构（乘积密码）
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?如果密码体制不是幂等的(F 2≠F), 那么多次迭代有可能提高密码体制的安全性.?采用迭代结构的优点：软、硬件实现节省了代码（硬件）资源.
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二混淆：明文/密钥和密文之间的关系复杂
设算法为凯撒密码（即密文和密钥及明文成
线性关系）：
则已知一对明密文字符，密钥信息即得E k (m)= m+k (mod 26) ，?m ∈M ；WHY ？E k (m)= (m+k)*k (mod 26) ，?m ∈M ；
三扩散：明文/密钥的每一个比特都影响密文的每一个比特
WHY？
《现代密码学习题》答案 第一章 1、1949 年，（ A ）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理 论基础，从此密码学成了一门科学。 A、Shannon B 、Diffie C、Hellman D 、Shamir 2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥 5 部分组成，而其安全性是由（ D）决定的。 A、加密算法 B、解密算法 C、加解密算法 D、密钥 3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限，利用已有的最好方法破译它的所需要 的代价超出了破译者的破译能力（如时间、空间、资金等资源），那么该密码系统的安全性是（ B ）。 A 无条件安全 B计算安全 C可证明安全 D实际安全 4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不通，密码分析一般可分为 4 类：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击，其中破译难度最大的是（ D ）。 A、唯密文攻击 B 、已知明文攻击 C 、选择明文攻击D、选择密文攻击 5、1976 年，和在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想， 从而开创了现代密码学的新领域。 6、密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指1949年香农发表的保密系统的通
信理论和公钥密码思想。 7、密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分析学。 8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法5部分组成的。 对9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为 称和非对称。 10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列密码。 第二章 1、字母频率分析法对（ B ）算法最有效。 A、置换密码 B 、单表代换密码C、多表代换密码D、序列密码 2、（D）算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。 A 仿射密码 B维吉利亚密码C轮转密码 D希尔密码 3、重合指数法对（ C）算法的破解最有效。 A 置换密码 B单表代换密码C多表代换密码 D序列密码 4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码，其密码体制采用的是 （C ）。
现代密码学教程第二版 谷利泽郑世慧杨义先 欢迎私信指正，共同奉献 第一章 1.判断题 2.选择题 3.填空题 1.信息安全的主要目标是指机密性、完整性、可用性、认证性和不可否认性。 2.经典的信息安全三要素--机密性，完整性和可用性，是信息安全的核心原则。 3.根据对信息流造成的影响，可以把攻击分为5类中断、截取、篡改、伪造和重放，进一 步可概括为两类主动攻击和被动攻击。
4.1949年，香农发表《保密系统的通信理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学 成为了一门学科。 5.密码学的发展大致经历了两个阶段：传统密码学和现代密码学。 6.1976年，W.Diffie和M.Hellman在《密码学的新方向》一文中提出了公开密钥密码的 思想，从而开创了现代密码学的新领域。 7.密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的《保密系统的通信理 论》和 1978年，Rivest，Shamir和Adleman提出RSA公钥密码体制。 8.密码法规是社会信息化密码管理的依据。 第二章 1.判断题 答案×√×√√√√××
2.选择题 答案：DCAAC ADA
3.填空题 1.密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分 析学。 2.8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 5部分组成的。 3.9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为对称和 非对称。 4.10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列 密码。
第三章5.判断 6.选择题
一．选择题 1、关于密码学的讨论中，下列（D ）观点是不正确的。 A、密码学是研究与信息安全相关的方面如机密性、完整性、实体鉴别、抗否认等的综 合技术 B、密码学的两大分支是密码编码学和密码分析学 C、密码并不是提供安全的单一的手段，而是一组技术 D、密码学中存在一次一密的密码体制，它是绝对安全的 2、在以下古典密码体制中，属于置换密码的是（B）。 A、移位密码 B、倒序密码 C、仿射密码 D、PlayFair密码 3、一个完整的密码体制，不包括以下（?C?? ）要素。 A、明文空间 B、密文空间 C、数字签名 D、密钥空间 4、关于DES算法，除了（C ）以外，下列描述DES算法子密钥产生过程是正确的。 A、首先将DES 算法所接受的输入密钥K（64 位），去除奇偶校验位，得到56位密钥（即经过PC-1置换，得到56位密钥） B、在计算第i轮迭代所需的子密钥时，首先进行循环左移，循环左移的位数取决于i的值，这些经过循环移位的值作为下一次 循环左移的输入 C、在计算第i轮迭代所需的子密钥时，首先进行循环左移，每轮循环左移的位数都相同，这些经过循环移位的值作为下一次循 环左移的输入 D、然后将每轮循环移位后的值经PC-2置换，所得到的置换结果即为第i轮所需的子密钥Ki 5、2000年10月2日，NIST正式宣布将（B ）候选算法作为高级数据加密标准，该算法是由两位比利时密码学者提出的。 A、MARS B、Rijndael C、Twofish D、Bluefish *6、根据所依据的数学难题，除了（A ）以外，公钥密码体制可以分为以下几类。 A、模幂运算问题 B、大整数因子分解问题 C、离散对数问题 D、椭圆曲线离散对数问题 7、密码学中的杂凑函数（Hash函数）按照是否使用密钥分为两大类：带密钥的杂凑函数和不带密钥的杂凑函数，下面（C ）是带密钥的杂凑函数。 A、MD4 B、SHA-1
第一章 1、1949年，（A ）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。 A、Shannon B、Diffie C、Hellman D、Shamir 2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥5部分组成，而其安全性是由（D）决定的。 A、加密算法 B、解密算法 C、加解密算法 D、密钥 3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限，利用已有的最好方法破译它的所需要的代价超出了破译者的破译能力（如时间、空间、资金等资源），那么该密码系统的安全性是（B ）。 A无条件安全B计算安全C可证明安全D实际安全 4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不同，密码分析一般可分为4类：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击，其中破译难度最大的是（D ）。 A、唯密文攻击 B、已知明文攻击 C、选择明文攻击 D、选择密文攻击 5、1976年，W.Diffie和M.Hellman在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想，从而开创了现代密码学的新领域。 6、密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指1949年香农发表的保密系统的通信理论和公钥密码思想。 7、密码学是研究信息及信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分析学。 8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法5部分组成的。 9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为对称和非对称。 10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列密码。 第二章 1、字母频率分析法对（B ）算法最有效。 A、置换密码 B、单表代换密码 C、多表代换密码 D、序列密码 2、（D）算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。 A仿射密码B维吉利亚密码C轮转密码D希尔密码 3、重合指数法对（C）算法的破解最有效。 A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码 4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码，其密码体制采用的是（C ）。 A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码 5、在1949年香农发表《保密系统的通信理论》之前，密码学算法主要通过字符间的简单置换和代换实现，一般认为这些密码体制属于传统密码学范畴。 6、传统密码体制主要有两种，分别是指置换密码和代换密码。 7、置换密码又叫换位密码，最常见的置换密码有列置换和周期转置换密码。 8、代换是传统密码体制中最基本的处理技巧，按照一个明文字母是否总是被一个固定的字母代替进行划分，代换密码主要分为两类：单表代换和多表代换密码。 9、一个有6个转轮密码机是一个周期长度为26 的6次方的多表代替密码机械装置。 第四章 1、在（ C ）年，美国国家标准局把IBM的Tuchman-Meyer方案确定数据加密标准，即DES。 A、1949 B、1972 C、1977 D、2001 2、密码学历史上第一个广泛应用于商用数据保密的密码算法是（B ）。 A、AES B、DES C、IDEA D、RC6 3、在DES算法中，如果给定初始密钥K，经子密钥产生的各个子密钥都相同，则称该密钥K为弱密钥，DES算法弱密钥的个数为（B ）。 A、2 B、4 C、8 D、16
武汉大学计算机学院 信息安全专业2004级“密码学”课程考试题 （卷面八题，共100分，在总成绩中占70分） 参考答案 （卷面八题，共100分，在总成绩中占70分） 一、单表代替密码（10分） ①使加法密码算法称为对合运算的密钥k称为对合密钥，以英文为例求出其对合密钥,并以明文 M＝WEWILLMEETATMORNING 为例进行加解密，说明其对合性。 ②一般而言，对于加法密码，设明文字母表和密文字母表含有n个字母，n为≥1的正整数，求出其对合密钥k。 解答： 1.加法密码的明密文字母表的映射公式： A为明文字母表,即英文字母表，B为密文字母表，其映射关系为： j=i＋k mod 26 显然当k=13时，j=i＋13 mod 26，于是有i = j＋13 mod 26。此时加法密码是对合的。称此密钥k=13为对合密钥。举例：因为k=13，所以明文字母表A和密文字母表B为 a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m 第一次加密：M＝W E W I L L M E E T A T M O R N I N G C＝J R J V Y Y Z R R G O G Z B E A V A T
第二次加密：C＝W E W I L L M E E T A T M O R N I N G?? 还原出明文，这说明当k=13时，加法密码是对合的。 称此密钥为对合密钥。 ②设n为模，若n为偶数，则k=n/2为对合密钥。若n为奇数，n/2不是整数，故不存在对合密钥。 二、回答问题（10分） 1)在公钥密码的密钥管理中，公开的加密钥Ke和保密的解密钥Kd的秘密性、真实性和完整性都需要确保吗？说明为什么？解答： ①公开的加密钥Ke：秘密性不需确保，真实性和完整性都需要确保。因为公钥是公开的，所以不需要保密。 但是如果其被篡改或出现错误，则不能正确进行加密操作。如果其被坏人置换，则基于公钥的各种安全性将受到破坏， 坏人将可冒充别人而获得非法利益。 ②保密的解密钥Kd：秘密性、真实性和完整性都需要确保。因为解密钥是保密的，如果其秘密性不能确保， 则数据的秘密性和真实性将不能确保。如果其真实性和完整性受到破坏，则数据的秘密性和真实性将不能确保。 ③举例 （A）攻击者C用自己的公钥置换PKDB中A的公钥： （B）设B要向A发送保密数据，则要用A的公钥加密，但此时已被换为C的公钥，因此实际上是用C的公钥加密。 （C）C截获密文，用自己的解密钥解密获得数据。 2)简述公钥证书的作用？ 公钥证书是一种包含持证主体标识，持证主体公钥等信息，并由可信任的签证机构（CA）签名的信息集合。 公钥证书主要用于确保公钥及其与用户绑定关系的安全。公钥证书的持证主体可以是人、设备、组织机构或其它主体。
设 A = ' ∞ ， = = ≤ ? ≤ ∞ ' ? ≤ ? ≤ ∞ ' ? 可求得 A = ' 一、古典密码 （1,2,4） 11,23AGENCY ”加密，并使用解密变换 D 11,23(c)≡11-1(c-23) (mod 26) 验证你的加密结果。 解：明文用数字表示：M=[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] 密文 C= E 11,23(M)≡11*M+23 (mod 26) =[24 22 15 10 23 24 7 21 10 23 14 13 15 19 9 2 7 24 1 23 11 15 10 19 1] = YWPKXYHVKXONPTJCHYBXLPKTB ∵ 11*19 ≡ 1 mod 26 (说明：求模逆可采用第4章的“4.1.6欧几里得算法”，或者直接穷举1~25) ∴ 解密变换为 D(c)≡19*(c-23)≡19c+5 (mod 26) 对密文 C 进行解密： M ’=D(C)≡19C+5 (mod 26) =[19 7 4 13 0 19 8 14 13 0 11 18 4 2 20 17 8 19 24 0 6 4 13 2 24] = THE NATIONAL SECURITY AGENCY 2. 设由仿射变换对一个明文加密得到的密文为 edsgickxhuklzveqzvkxwkzukvcuh ，又已知明文 的前两个字符是“if ”。对该密文解密。 解： 设解密变换为 m=D(c)≡a*c+b (mod 26) 由题目可知 密文 ed 解密后为 if ，即有： D(e)=i ： 8≡4a+b (mod 26) D(d)=f ： 5≡3a+b (mod 26) 由上述两式，可求得 a=3，b=22。 因此，解密变换为 m=D(c)≡3c+22 (mod 26) 密文用数字表示为： c=[4 3 18 6 8 2 10 23 7 20 10 11 25 21 4 16 25 21 10 23 22 10 25 20 10 21 2 20 7] 则明文为 m=3*c+22 (mod 26) =[8 5 24 14 20 2 0 13 17 4 0 3 19 7 8 18 19 7 0 13 10 0 19 4 0 7 2 4 17] = ifyoucanreadthisthankateahcer 4. 设多表代换密码 C i ≡ AM i + B (mod 26) 中，A 是 2×2 矩阵，B 是 0 矩阵，又知明文“dont ” 被加密为“elni ”，求矩阵 A 。 解： dont = (3,14,13,19) => elni = (4,11,13,8) ?a b / ≤ c d ? 则有： ? 4 / ?a b / ? 3 / ?13/ ?a b / ?13/ '11∞ ' c d ?≤14∞ (mod 26) ， ' 8 ∞ ' c d ?≤19∞ (mod 26) ?10 13/ ≤ 9 23∞
第一章 基本概念 1. 密钥体制组成部分： 明文空间，密文空间，密钥空间，加密算法，解密算法 2、一个好密钥体制至少应满足的两个条件： （1）已知明文和加密密钥计算密文容易；在已知密文和解密密钥计算明文容易； （2）在不知解密密钥的情况下，不可能由密文c 推知明文 3、密码分析者攻击密码体制的主要方法： （1）穷举攻击 （解决方法:增大密钥量） （2）统计分析攻击（解决方法：使明文的统计特性与密文的统计特性不一样） （3）解密变换攻击（解决方法：选用足够复杂的加密算法） 4、四种常见攻击 （1）唯密文攻击：仅知道一些密文 （2）已知明文攻击：知道一些密文和相应的明文 （3）选择明文攻击：密码分析者可以选择一些明文并得到相应的密文 （4）选择密文攻击：密码分析者可以选择一些密文，并得到相应的明文 【注：①以上攻击都建立在已知算法的基础之上；②以上攻击器攻击强度依次增加；③密码体制的安全性取决于选用的密钥的安全性】 第二章 古典密码 （一）单表古典密码 1、定义：明文字母对应的密文字母在密文中保持不变 2、基本加密运算 设q 是一个正整数，}1),gcd(|{};1,...,2,1,0{* =∈=-=q k Z k Z q Z q q q （1）加法密码 ①加密算法： κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;对任意，密文为：q k m m E c k mod )()(+== ②密钥量：q （2）乘法密码 ①加密算法： κκ∈∈===k X m Z Z Y X q q ;,;* 对任意，密文为：q km m E c k mod )(== ②解密算法：q c k c D m k mod )(1 -== ③密钥量：)(q ? （3）仿射密码 ①加密算法： κκ∈=∈∈∈===),(;},,|),{(;21* 2121k k k X m Z k Z k k k Z Y X q q q 对任意；密文
第一章 1.现代密码学技术仅用于实现信息通信保密的功能× 2.密码技术是一种古老的技术，所以，密码学发展史早于信息安全发展史× 3.密码学是保障信息安全的核心技术，信息安全是密码学研究与发展的目的√ 4.密码学是对信息安全各方面的研究，能够解决所有信息安全的问题× 5.从密码学的发展史可以看出，整个密码学的发展史符合历史发展的规律和人类对客观事物的认识规律√ 6.信息隐藏技术其实也是一种信息保密技术√ 7.传统密码系统本质上均属于对称密码学范畴× 8.早期密码的研究基本上是秘密的进行的，而密码学的真正蓬勃发展和广泛应用源于计算机网络的普及和发展√ 9.1976年后，美国数据加密标准（DES）的公布使密码学的研究公开，从而开创了现代密码学的新纪元，是密码学发展史上的一次质的飞跃× 10.密码标准化工程是一项长期的艰巨的基础性工作，也是衡量国家商用密码发展水平的重要标志√ 11、1949年，（A、Shannon）发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。 12.在公钥密码思想提出约一年后1978年，美国麻省理工学院的rivest、（shamir）和adleman 提出RSA的公钥密码体制 13.1976年，W.Diffie和M.Hellman在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想，从而开创了现代密码学的新领域 14.信息安全的主要目标是指机密性、安全性、认证性和不可抵赖性，可用性 15.经典的信息安全三要素——机密性、完整性和可用性，是信息安全的核心原则 16.根据对信息流造成的影响，可以把攻击分为五类：中断，截取，篡改，伪造和重放，进一步概括为两类：主动攻击和被动攻击 17.1949年，香农发表题为保密系统的通信原理为密码系统建立了理论基础从此密码学成了一门科学 18.密码学的发展大致经历了两个阶段：以手工为主的古代密码和以机械为工具近代密码 第二章 判断 1，根据商农的理论，在加密明文之前，利用压缩技术压缩明文，这增加攻击者破译的难度。（√） 2，从理论上讲，穷举攻击可以破解任何密码系统，包括“一次一密”密码系统。（×） 3，设计密码系统的目标就是使其达到保密性。（√） 4，任何一个密码体制都可以通过迭代来提高其安全强度。（×） 5，按照现代密码体制的原则，密码分析者如果能够找到秘密密匙，那么，他就能够利用密文恢复出其明文。（√） 6，现代密码系统的安全性不应取决于不易改变的算法，而应取决于可随时改变的密匙。（×）选择 1，一个密码系统至少由明文，密文，加密算法和解密算法，密匙五部分组成，而其安全性是由密匙决定的。
《现代密码学》习题答案北邮版 《现代密码学习题》答案 第一章 1、1949年，( A )发表题为《保密系统的通信理论》的文章，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。 A、Shannon B、Diffie C、Hellman D、Shamir 2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥5部分组成，而其安全性是由( D)决定的。 A、加密算法B、解密算法C、加解密算法 D、密钥 3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限，利用已有的最好方法破译它的所需要的代价超出了破译者的破译能力(如时间、空间、资金等资源)，那么该密码系统的安全性是( B )。 A无条件安全B计算安全C可证明安全D实际安全 4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不通，密码分析一般可分为4类:唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击，其中破译难度最大的是( D )。 A、唯密文攻击 B、已知明文攻击 C、选择明文攻击 D、选择密文攻击 、1976年，W.Diffie和M.Hellman在密码学的新方向一文中提出了公开密钥密码的思想，从而开5 创了现代密码学的新领域。 6、密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的保密系统的通信理论和公钥密码思想。
7、密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分析学。 8、一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 5部分组成的。 9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为和对称非对称。 10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列密码。 第二章 1、字母频率分析法对(B )算法最有效。 A、置换密码 B、单表代换密码 C、多表代换密码 D、序列密码 2、(D)算法抵抗频率分析攻击能力最强，而对已知明文攻击最弱。 A仿射密码B维吉利亚密码C轮转密码D希尔密码 3、重合指数法对(C)算法的破解最有效。 A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码 4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码，其密码体制采用的是(C )。 1 A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码 5、在1949年香农发表《保密系统的通信理论》之前，密码学算法主要通过字符间的简单置换和代换实现，一般认为密码体制属于传统密码学范畴。 6、传统密码体制主要有两种，分别是指置换密码和代换密码。 7、置换密码又叫换位密码，最常见的置换密码有列置换和周期转置换密码。 8、代换是传统密码体制中最基本的处理技巧，按照一个明文字母是否总是被一个固定的字母代替进行划分，代 换密码主要分为两类: 单表代换和多表代换密码。
电子签章密码技术及应用 发表时间：2016-06-21T15:39:56.050Z 来源：《科技中国》2016年4期作者：张大年胡旭雄[导读] 电子签章是物理印章体系的电子化和网络化，是电子网络中的身份确认与授权“手段”. 广州市百成科技有限公司一、电子签章的涵义 电子签章是物理印章体系的电子化和网络化，是电子网络中的身份确认与授权“手段”，它将现代科学技术和人们的传统习惯结合在一起。是传统印章发展到信息社会后的一个新的阶段[ 参见许兆然：《电子签章与网络经济丛书——小印章·大梦想：开创签名盖章新纪元》第一章。许兆然，人民日报出版社2015年版。]。 电子签章通过使用硬软件技术，以电子化的方式模拟物理印章的使用，使用户在电子政务，电子商务等活动中拥有一种符合传统用章习惯的应用体验；同时，电子印章又采用了先进的加密、签名、信息隐藏等安全技术，从而使其具有物理印章不可比拟的安全性和可追溯性。 电子签章本质上属于信息安全技术应用，它的原理是采用了数字签名技术。了解这一点对分析电子签章的法律性十分重要。而数字签名是信息安全领域内的一项核心技术，它保证了完整性和不可否认性这两个重要的信息安全要求，等同于传统纸质签名的作用。在很多国家，电子签名已具有法律效力。《中华人民共和国电子签名法》第十三条规定同时满足下列四个条件[ 参见《中华人民共和国电子签名法》第十三条。]的电子签名就视为可靠的电子签名，同时规定了可靠的电子签名与手写签名或者盖章具有同等的法律效力。 （一）电子签名制作数据用于电子签名时，属于电子签名人专有； （二）签署时电子签名制作数据仅由电子签名人控制； （三）签署后对电子签名的任何改动能够被发现； （四）签署后对数据电文内容和形式的任何改动能够被发现。 电子签章技术产品已经广泛应用到社会生活的的许多方面，如政府公文流转、行政审批、公众服务等政务领域；合同订单签署、企业内部管理等商务领域；以及电子病历、房产评估、招投标等专业领域。可以说需要传统纸质盖章签名的应用场景，理论上都可以应用电子签章。 二、密码技术 电子签章的技术原理在于应用了密码学里面数字签名技术，数字签名技术是密码技术的核心。而密码技术，或者说加密是用来保护敏感信息的传输，保证信息的安全性。在一个加密系统中，信息使用加密密钥进行加密后，得到的密文传送给接收方，接收方使用解密密钥对密文解密得到原文。 1.数字加密技术 对称加密 传统使用私密密钥[密钥就是用来加解密数据的数据，作用类似于开锁的钥匙。](也称为对称密钥)对信息进行加密，加密和解密信息时使用同一个密钥。在通信双方进行数据加密之前，必须先将密钥进行安全交换。如下图所示： 对称加密中通常使用的加密算法比较简便、高效，密钥简短，破译极其困难，其最大的优势就是速度快。但它最大的不足就是密钥本身必须进行交换，以使接收者能解密数据，如果密钥没有以安全方式传送，它就很有可能被截获并用于信息解密。著名的对称密钥算法包括:DES，Triple DES， RC2， RC4 和 IDEA等。国产对称加密算法用SM1，SM4和祖冲之算法等。 非对称加密 与对称加密不同，公开密钥加密法的基本特点是加密与解密的密钥是不同的，它基于公钥密码体制。在这种加密系统中，使用一把公开密钥将明文转为密文，使用另外一把密钥(与公开密钥有关系，但不同)对信息进行解密，将密文转为明文。因此，在公开密钥算法中包含着一对公钥及私钥。公钥可公开存放，被其他用户访问，用来为密钥持有者发送加密信息。用户使用自已的私钥进行解密，由于私钥只被用户自已持有，因此可以保证加密信息的机密性。类似的，使用私钥对信息加密可以向对方确保信息来源于私钥拥有者，数字签名正基于此原理。如下图所示：
第一章 1.攻击形式 被动攻击（察而不扰）主动攻击（操作数据） 2.信息安全目标特征 机密性（读不懂）完整性（不可改）认证性（来源和信息可信） 可用性（信息随时可用）不可否认性 3.在生活中应用 4、密码体制包括 明文M 密文C 密钥K 加密算法E 解密算法D 5.密码分析基本假设：加解密算法安全性只取决于密钥安全性。 6对称密码体制 优: 效率高密钥短加密后长度不变 缺：需要安全通道分发密钥量大，难于管理难以解决不可否认问题 7.非对称密码体制 优：密钥分发容易密钥管理简单可以有效解决数字签名问题（产生签名用私钥，验证签名用公钥） 缺：效率低密钥位数多密文长度大于明文长度 8.安全性 无条件安全（一次一幂）有条件安全（计算安全，实际安全，可证明安全） 9.原则：高效算法公开除穷举外无密钥空间足够大 10.攻击类型：唯密文攻击（最难）已知明文攻击选择明文攻击选择密文攻击选择文本攻击 第二章传统密码体制 1.置换密码（计算题）。 2.代换密码（密钥空间） 单表代换（基于密钥，仿射密码） 多表代换（playFail密码维吉尼亚密码希尔密码） 3.密码轮转机 4.单表代换(唯密文攻击) 多表代换（已知明文攻击）
5.统计分析方法：字符出现频率，e最高 6.明文—密文对分析法：重合指数法IC 第四章分组密码 1.分组密码与维吉尼亚密码的区别：密文块的任意位与明文块的所有位相关2．分组长度为n，密钥空间为2^n!(理想分组密码) 3.原理：扩散和混乱 4.乘积密码P86 5.SP网络（代换置换网络）： S代换（扩散非线性函数）和P置换（混乱线性函数）多次迭代雪崩效应 6.分组密码的设计准则：分组长度密钥长度轮函数F 迭代轮数子密钥生成方法 7.数据加密标准DES： 分组长度：64位 密钥长度：初始密钥长度64位（56位有效密钥，8的倍数为奇偶校验位）对称算法：dk=ek 先代换后置换 16轮 S盒查表P96 8.三重DES 产生需求：增加密钥量 4种模式：DES-EEE3 DES-EDE3 DES-EEE2 DES-EDE2 优点 9.AES算法： 分组长度：128位 密钥长度：128 192 256密钥扩展成11个，每个有4个字 迭代轮数：10轮 轮函数：字节代换行移位列混淆轮密钥加 10.典型分组密码 IDEA算法RC6算法Skipjack算法Camella算法
现代密码学教程第二版 谷利泽世慧义先 欢迎私信指正，共同奉献 第一章 1.判断题 2.选择题 3.填空题 1.信息安全的主要目标是指性、完整性、可用性、认证性和不可否认性。 2.经典的信息安全三要素--性，完整性和可用性，是信息安全的核心原则。 3.根据对信息流造成的影响，可以把攻击分为5类中断、截取、篡改、伪造和重放，进一 步可概括为两类主动攻击和被动攻击。 4.1949年，香农发表《系统的通信理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成为 了一门学科。 5.密码学的发展大致经历了两个阶段：传统密码学和现代密码学。 6.1976年，W.Diffie和M.Hellman在《密码学的新方向》一文中提出了公开密钥密码的
思想，从而开创了现代密码学的新领域。 7.密码学的发展过程中，两个质的飞跃分别指 1949年香农发表的《系统的通信理论》 和 1978年，Rivest，Shamir和Adleman提出RSA公钥密码体制。 8.密码法规是社会信息化密码管理的依据。 第二章 1.判断题 答案×√×√√√√×× 2.选择题
答案：DCAAC ADA 3.填空题
1.密码学是研究信息寄信息系统安全的科学，密码学又分为密码编码学和密码分 析学。 2.8、一个系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密算法 5 部分组成的。 3.9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案，从使用密钥策略上，可分为对称和 非对称。 4.10、对称密码体制又称为秘密密钥密码体制，它包括分组密码和序列 密码。 第三章
5.判断 6.选择题 7.填空题 a)在1949年香农发表《系统的通信理论》之前，密码学算法主要通过字符间的简
论文题目：数据加密技术的设计与应用 摘要 在竞争激烈的信息时代,信息不仅给我们带来很大的方便,同样,信息也可以用来对他们构成威胁、造成破坏。因此,在客观上就需要一种强有力的安全措施来保护机密数据不被窃取或篡改,数据加密技术就应运而生。所谓数据加密技术是指将一个信息经过加密钥匙及加密函数转换,变成无意义的密文,而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。 所谓加密,就是把数据信息即明文转换为不可辨识的形式即密文的过程,目的是使不应了解该数据信息的人不能够知道和识别。将密文转变为明文的过程就是解密。加密和解密过程形成加密系统,明文与密文统称为报文。任何加密系统,不论形式如何复杂,实现的算法如何不同,但其基本组成部分是相同的。 本文是一篇讨论关于常用文件加密解密算法的毕业设计论文，它详细的讲述了文件加密解密算法实现的过程中所用到的方法、技术。对公钥密码体制和私钥密码体制进行了分析和研究，并对公钥密码体制和私钥密码体制的代表RSA算法和DES算法进行了研究和比较。 关键词解密文件加密密码体制 DES RSA
Abstract In the fierce competition in the information age, information not only bring us a lot of convenience, the same, the information can also be used to pose a threat, they cause damage. Therefore, in which they need a strong security measures to protect confidential data is not theft or falsified, data encryption technology is made. The so-called data encryption technology refers to an information encrypted key and encryption function conversion, become meaningless ciphertext, and receiving party will the ciphertext after decryption function, decryption key reduction into plaintext. Encryption technology is the foundation of network security technology. The so-called encryption, data is the information that is not expressly converted to the form of identification is ciphertext process, the purpose is to make should not understand the data information of people can't know and identification. Will ciphertext into plaintext process is decryption. Encryption and decryption process forms encryption system, plaintext and ciphertext collectively referred to as message. Any encryption system, no matter how complex form, the algorithm is realized how different, but the basic component is the same. This paper is a discussion about the common file encryption decryption algorithm graduation design paper, it detailed tells the story of file encryption decryption algorithm used in the process of the method and technology. To public key cryptosystems and private key cipher system were analyzed and investigated, and the public key cryptosystem and the private key cipher system on behalf of the RSA algorithm and DES algorithm are studied and compared. KEY WORD ecryption File encryption The password system DES RSA
《现代密码学》课程复习题 题型：简答，填空，选择，判断题，计算，证明，综合题 第一章绪论 一、填空： 1. 保密学包括两个重要的分支，分别是______________和_______________ 2. 信息系统产生安全问题的外因是_____________内因是_______________ 3. 信息系统的被动攻击分为哪两类______________和_______________ 4. 某黑客在信道上截获一段密文后试图破译，这属于哪类威胁__________，该 黑客进一步将密文的几个比特改变后转发给收方，这又属于哪类威胁_______ 5. 在信息系统的自然威胁中电磁辐射会导致什么问题_______________ 6. 攻击者在用户A的主机上种植了盗号木马，并盗取了用户A和用户B的会话 密钥，则攻击者使用该密钥以A的身份与B通信的攻击属于哪一类_____ 7. 攻击者对某服务器发送大量的虚假链接请求，导致该服务器不能向合法用户 提供正常服务，这在主动攻击中属于哪一类______________________ 8. 人为威胁的主要来源是_______________和___________________ 9. 信息系统安全中包含哪5种安全业务__________________________________ 10. 不可否认业务是指哪两种情况___________和____________ 11.为保证通信链接的真实性，通信连接不能被第三方介入，以假冒其中的一方 而进行非授权的传输或接受，这需要系统提供哪类安全业务？_____________ 12. 认证业务可以保证__________的真实性和___________的真实性 13. 在收方双方通信时，对发送的消息经常填充一些随机的报文，而在双方通信 完毕保持静默的时候，仍然在信道上随机的传送一些消息，这样可提供哪种安全业务__________________ 14. 在保密系统中，授权用户可以使用授权密钥通过对密文解密来读取消息，而 非授权用户则无法读取，那么该系统提供了哪种安全业务______________ 15. 在信息系统的安全模型中，通信双方共享的秘密信息应采用什么方式传递才 是安全的？__________________________________ 16. 在TCP/IP协议模型中，传输层的两个协议中________协议是面向连接的，