對(duì)稱與非對(duì)稱加密

1、關(guān)于對(duì)稱與非對(duì)稱加密第1頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三加密與解密的密鑰相同(對(duì)稱加密)，即：P=D(K,E(K,P) 。也稱單密鑰算法，或傳統(tǒng)加密算法。例如DES，IDEA等。對(duì)稱加密算法P47第2頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三對(duì)稱加密算法的特點(diǎn)算法簡(jiǎn)單、速度快，被加密的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度可以很大密密鑰在加密方和解密方之間傳遞和分發(fā)必須通過安全通道進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)用戶需要保存的密鑰太多第3頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三用戶需保存的密鑰數(shù)P47第4頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三對(duì)稱加密技術(shù)中的典型代表

2、DES, 數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（Data Encryption Standard,DES)第5頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三DES概述分組加密算法：明文和密文為64位分組長(zhǎng)度對(duì)稱算法：加密和解密除密鑰編排不同外，使用同一算法密鑰長(zhǎng)度：56位，每個(gè)第8位為奇偶校驗(yàn)位采用混亂和擴(kuò)散的組合，每個(gè)組合采用替代和置換方法，共16輪運(yùn)算只使用了標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算，運(yùn)算速度快，通用性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)DES加密算法是由 IBM 研究在1977年提出的。并被美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局宣布為數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES，主要用于民用敏感信息的加密第6頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三輸入64比

3、特明文數(shù)據(jù)初始置換IP在密鑰控制下16輪迭代初始逆置換IP-1輸出64比特密文數(shù)據(jù)交換左右32比特 DES加密過程第7頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三DES的應(yīng)用 DES具有算法容易實(shí)現(xiàn)、速度快、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也有密鑰位數(shù)少、保密強(qiáng)度較差、密鑰管理復(fù)雜等缺點(diǎn)。 DES主要的應(yīng)用范圍： 1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信（限于民用敏感信息） 2、電子資金傳送系統(tǒng) 3、保護(hù)用戶文件 4、用戶識(shí)別第8頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三DES安全性1998年7月電子前沿基金會(huì)（EFF）使用一臺(tái)25萬美圓的電腦在56小時(shí)內(nèi)破譯了56比特密鑰的DES1999年1月RS

4、A數(shù)據(jù)安全會(huì)議期間，電子前沿基金會(huì)用22小時(shí)15分鐘就宣告破解了一個(gè)DES的密鑰第9頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三關(guān)于DES算法的一個(gè)最有爭(zhēng)議的問題就是擔(dān)心實(shí)際56比特的密鑰長(zhǎng)度不足以抵御窮舉式攻擊，因?yàn)槊荑€量只有 個(gè) 早在1977年，Diffie和Hellman已建議制造一個(gè)每秒能測(cè)試100萬個(gè)密鑰的VLSI芯片。每秒測(cè)試100萬個(gè)密鑰的機(jī)器大約需要一天就可以搜索整個(gè)密鑰空間。他們估計(jì)制造這樣的機(jī)器大約需要2000萬美元DES的安全性第10頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三對(duì)稱密碼體制的其它算法 對(duì)稱加密算法還TDEA（3DES）、IDEA

5、、AES、MD%、RC5等。 1、TDEA算法 在DES的基礎(chǔ)上采用三重和雙密鑰加密的方法，算法步驟為： （1）發(fā)送方使用密鑰K1進(jìn)行第一次DES加密 （2）發(fā)送方用密鑰K2對(duì)上一結(jié)果進(jìn)行DES解密 （3）發(fā)送方再用K1對(duì)上一結(jié)果進(jìn)行第二次DES加密 （4）接收方相應(yīng)地使用K1解密、K2加密、再用K1解密第11頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三對(duì)稱密碼體制的其它算法2、IDEA 類似于TDEA，是一種分組密碼算法，分組長(zhǎng)度為64位，但密鑰長(zhǎng)度為128位。3、AES（高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)） 是一種分組長(zhǎng)度和密鑰長(zhǎng)度都可變的分組密碼算法，其分長(zhǎng)度和密鑰長(zhǎng)度分別可為128、192和2

6、56，具有安全、高效和靈活等特點(diǎn)。 第12頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三非對(duì)稱加密體制 對(duì)稱密鑰加密方法存在的問題： 1、密鑰的生成、管理、分發(fā)等都很復(fù)雜； 2、不能實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。 第13頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三加密與解密的密鑰不同，且由其中一個(gè)不容易推出另一個(gè)：P=D(KD,E(KE,P)。也稱雙密鑰算法或公開密鑰算法。如RSA算法非對(duì)稱加密體制第14頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三非對(duì)稱加密體制加密密鑰是公開的，稱為公開密鑰。解密密鑰上保密的，稱為私鑰。 加密算法和解密算法都是公開的，每個(gè)用戶有一個(gè)對(duì)外

7、公開的加密密鑰和對(duì)外保密的解密密鑰。 私鑰由公鑰決定，但卻不能由公鑰計(jì)算出來。理論上解密密鑰可由加密密鑰推算出來，但這種算法設(shè)計(jì)中實(shí)際上是不可能的，或者即使能夠推算出來，但要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間而成為不可行的。所以公開加密密鑰也不會(huì)危害私鑰的安全。第15頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三非對(duì)稱加密體制公鑰密碼學(xué)的出現(xiàn)使大規(guī)模的安全通信得以實(shí)現(xiàn) 解決了密鑰分發(fā)問題公鑰密碼學(xué)還可用于另外一些應(yīng)用：數(shù)字簽名、防抵賴等第16頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三公開密鑰加密技術(shù)的特點(diǎn)算法復(fù)雜、速度慢，被加密的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度不宜太大公鑰在加密方和解密方之間傳遞和分發(fā)不必

8、通過安全通道進(jìn)行第17頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三用戶需保存的密鑰數(shù)第18頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三RSA 算法公鑰加密體制中的典型代表第19頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三RSA 算法 由美國(guó)麻省理工大學(xué)的Ron Rivest, Adi Shamir和Len Adleman于1977年研制并于1978年首次發(fā)表；是整個(gè)編碼學(xué)歷史上最大的變革。與以前的所有方法都截然不同。一方面公開蜜鑰算法是基于數(shù)學(xué)函數(shù)而不是替代和置換，更重要的是，公開密鑰是非對(duì)稱的，它用到兩個(gè)不同的密鑰。一個(gè)用于加密，一個(gè)用于解密。RSA

9、是一種分組密碼RSA既可用于加密，又可用于數(shù)字簽名，已得到廣泛采用；RSA依賴以下的假定：基于分解大整數(shù)的困難性。RSA已被許多標(biāo)準(zhǔn)化組織(如ISO、ITU、IETF和SWIFT等)接納27225第20頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三如果A想給B發(fā)送一個(gè)報(bào)文，他就用B公開的密鑰加密這個(gè)報(bào)文。B收到這個(gè)報(bào)文后就用他的保密密鑰解密報(bào)文。其他所有收到這個(gè)報(bào)文的人都無法解密他，因?yàn)橹挥蠦才有B的私有密鑰。RSA算法的重要步驟第21頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三 對(duì)稱密鑰密碼算法的特點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單，加/解密速度快，但密鑰管理復(fù)雜，不便于數(shù)字簽名； 非對(duì)稱密鑰密碼算法的特點(diǎn)：算法復(fù)雜，加/解密速度慢，密鑰管理簡(jiǎn)單，可用于數(shù)字簽名。 所以將兩者結(jié)合起來，形成混合加密方法。即：混合加密方法第22頁，共24頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)33分，星期三 發(fā)送者將明文用對(duì)稱加密算法加密后傳給接