實(shí)訓(xùn)了解加密技術(shù)模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)3.1了解加密技術(shù)了解加密技術(shù)本節(jié)實(shí)訓(xùn)與思考的目的是:(1)熟悉加密技術(shù)的基本概念,了解加密技術(shù)的基本內(nèi)容。(2)進(jìn)一步了解古典加密算法,理解DES加解密算法的工作原理。1工具/準(zhǔn)備工作在開始本實(shí)訓(xùn)之前,請認(rèn)真閱讀本課程中的相關(guān)內(nèi)容。需要準(zhǔn)備一臺運(yùn)行WindowsXPProfessional操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。2實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟(1)概念理解1)密碼學(xué)包括中哪兩個(gè)分支?a)_密碼編碼學(xué)_____:主要研究對信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以保護(hù)信息在傳遞過程中不被敵方竊取、解讀和利用的方法_____________________________________________b)密碼分析學(xué)_____:主要研究如何分析和破譯密碼。2)信息安全主要包括系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全兩個(gè)方面。前者一般采用防火墻、防病毒及其它安全防范技術(shù)等措施,屬于被動型安全措施;后者則主要采用現(xiàn)代密碼技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動的安全保護(hù),如數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)完整性、身份認(rèn)證等技術(shù)。3)古典密碼學(xué)主要有兩大基本方法:a)替代密碼:就是將明文的字符替換為密文中的另一種字符,接收者只要對密文做反向替換就能夠恢復(fù)出明文b)置換密碼:明文的字母保持相同,但循序被打亂了4)密碼學(xué)的基本規(guī)則是假定密碼分析者知道加密和解密所使用的方法。這是為什么?請簡述之。密碼分析者不但知道一些消息的密文以及與之對應(yīng)的明文,而且能夠選擇被加密的明文這種選擇可能導(dǎo)致產(chǎn)生更多關(guān)于密鑰的信息,并試圖推導(dǎo)出加密密鑰或算法該算法可對采用同一密鑰加密的所有新信息進(jìn)行解密。(2)凱撒密碼下面所示為用凱撒密碼進(jìn)行的加密:MjqqtHfjxfw.Mtbnxdtzwhnumjw?XyfdfbfdkwtrymjXjsfyjytifd.在上述密文中,空格和標(biāo)點(diǎn)符號沒有改變。大寫形式也未改變。看看你能否用n輪密文(n<10)來對上述信息解密。1)凱撒密碼屬于:□替代密碼□置換密碼(單選)2)解密后的明文是:___________________________________________________________________________________________________________________________該明文的中文意思是:__________________________________________________________________________________________________________________________3)這是一個(gè)幾輪密文(n=?):__________________4)針對這段凱撒密文,你能夠用你熟悉的程序設(shè)計(jì)語言編寫一個(gè)解密程序嗎?你采用的程序設(shè)計(jì)語言是:C語言___________________你的解密程序的主要算法是:愷撒密碼的替換方法是經(jīng)過排列明文和密文字母表密文字母表示經(jīng)過將明文字母表向左或向右移動一個(gè)固定數(shù)目的位置。例如當(dāng)偏移量是左移3的時(shí)候解密時(shí)的密鑰就是3明文字母表ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ密文字母表DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC使用時(shí)加密者查找明文字母表中需要加密的消息中的每一個(gè)字母所在位置而且寫下密文字母表中對應(yīng)的字母。需要解密的人則根據(jù)事先已知的密鑰反過來操作得到原來的明文。例如明文THEQUICKBROWNFOXJUMPSOVERTHELAZYDOG密文WKHTXLFNEURZQIRAMXPSVRYHUWKHODCBGRJ愷撒密碼的加密、解密方法還能夠經(jīng)過同余數(shù)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。首先將字母用數(shù)字代替A=0B=1...Z=25。此時(shí)偏移量為n的加密方法即為E(x)=(x+n)mod2解密就是D(x)=(x-n)mod2(3)一次一密要想構(gòu)建一個(gè)不可能被攻破的密碼其實(shí)是非常容易的,相應(yīng)的技術(shù)在幾十年前就已經(jīng)被發(fā)掘出來了。首先選擇一個(gè)隨機(jī)位串作為密鑰,然后將明文轉(zhuǎn)變成一個(gè)位串,比如使用明文的ASCII表示法。最后,逐位計(jì)算這兩個(gè)串的異或(XOR)值。結(jié)果得到的密文不可能被破解,因?yàn)榧词褂辛俗銐驍?shù)量的密文樣本,每個(gè)字符的出現(xiàn)概率是相等的,每個(gè)兩字母組合的概率也是相等的,三字母組合的概率也相等,以此類推。這種方法被稱為一次一密(one-timepad),不論入侵者的計(jì)算能力有多么強(qiáng)大,這種密碼總是能夠?qū)顾鞋F(xiàn)在的和將來的攻擊。其理由來自于信息論:在消息中沒有任何信息,因?yàn)樵谥付ㄩL度的情況下,所有可能的明文都是等概率的。表3.1給出了一個(gè)一次一密的例子。消息1”Iloveyou.”被轉(zhuǎn)換成7位ASCII碼,得到明文1。然后選擇一個(gè)一次性密鑰Pad1,與明文1進(jìn)行異或操作得到密文。接收方只要把密文與一次性密鑰Pad1(事先得到)再進(jìn)行一次異或操作,就可得到明文1。密碼分析者能夠試驗(yàn)所有可能的一次性密鑰,并檢查每個(gè)密鑰所對應(yīng)的明文。如,用表中的Pad2與密文進(jìn)行異或操作,得到明文2(ASCII碼),明文2對應(yīng)的消息2這個(gè)結(jié)果有點(diǎn)似是而非。實(shí)際上,對于每一個(gè)11字符長的ASCII明文,就有一個(gè)生成此明文的一次性密鑰。這也是我們所說的在密文中沒有任何信息的原因:你總是能夠得到任何一條長度正確的消息。表3.1一次一密用例消息1Iloveyou.明文110010010100000110110011011111110110110010101000001111001110111111101010101110Pad110100101001011111001010101011010010110001100010110101010101011111001100101011密文Pad210111100000111110100010100111010111010011010001110111010100111011101101110110明文2消息2一次一密在理論上是非常有意義的,可是在實(shí)踐中有許多缺點(diǎn)。首先,一次性密碼無法記憶,因此發(fā)送方和接收方必須隨身攜帶書面的密碼副本。任何一方一旦被敵方捕獲的話,很顯然,書面的密鑰是一個(gè)很大的威脅。而且,可被傳送的數(shù)據(jù)總量受到密鑰數(shù)量的限制。其次,這種方法對于丟失字符或者插入字符非常敏感。如果發(fā)送方和接收方失去了同步的話,則從失去同步的點(diǎn)開始,后面所有的數(shù)據(jù)都變成了垃圾數(shù)據(jù)。1)請?jiān)诒?.1中的”密文”、”明文2”和”消息22)比較”消息1”和”消息2”________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)維吉尼亞密碼(密鑰為decipher)Giczsvgkrv:Kibhqzghnmhjlfrpubjkiewshaxexvhr.KppcirsvqjalqrqhKibdvzwmpoivejncqcuvvjrqgiscmth.Xjmeyssoioqhtcnhmipi.Pedmyub1.57blxihwjqvoflwqaetpkywmu71sxssj.Pepghayuhrvadmxvqqcstmyerjom.Hvqvesaallvvxrhzxlruocvwbl.Xydxoizlwdhjgmabrydtrg.Xhqeraywgymvgedwjaqpzikowa.EcwlqcvoMrpedqiasfiev.Qulicuevptyavop.Kmcqsppcompsw.Zosxmthxzqkompazvucocro.EegMnqzlwnhivndvhkrs.Kwuaiekexmhbkruakbwairpmnspuhvyippdaarwit.VddMrpkgbiprxievbtyeegjcbilv.ZqxjmehwkwaquduxyvMjikltlwsp5sxssj.VsKibiitrqkvvtsiheplbvvvzstzxlhreswbiomjsvqjalqsxxKldusknsyvwvakrpqatdizjlvyjpgboc.Ewjshpryvmasqvdacgivpfviymxnlk?Spgihllvotomsleigsebdy!Myrtgbdoirujtwbfsldwuwduejssuaxipv.Zmvpqlwkzmuptz!Qruc10.11.以上是維吉尼亞密文,請把它解密為明文:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3實(shí)訓(xùn)總結(jié)熟悉加密技術(shù)的基本概念,了解加密技術(shù)的基本內(nèi)容。進(jìn)一步了解了古典加密算法,理解DES加解密算法的工作原理。_____________________________________________________________________________________________________________