密碼技術(shù)與壓縮技術(shù)

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1、第五章　密碼技術(shù)與壓縮技術(shù)5.1密碼技術(shù)概述5.2加密方法5.3密鑰與密碼破譯方法5.4常用信息加密技術(shù)介紹5.5OutlookExpress下的安全操作實(shí)例5.6數(shù)據(jù)壓縮本章學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解密碼通信系統(tǒng)的模型，對(duì)稱密鑰密碼體制和非對(duì)稱密鑰密碼體制的加密方式和各自的特點(diǎn)，鏈路加密、節(jié)點(diǎn)加密和端對(duì)端加密等三種加密方式的優(yōu)缺點(diǎn)。（2）掌握代碼加密，替換加密，變位加密，以及一次性密碼簿加密等４種傳統(tǒng)加密方法的加密原理；理解常見(jiàn)的密碼破譯方法，防止密碼破譯的措施。（3）掌握DES算法，RSA公開(kāi)密鑰密碼算法的原理及應(yīng)用。熟悉使用OutlookExp

2、ress中的安全電子郵件的方法。（4）熟練掌握Z(yǔ)ip、ARJ等常用的數(shù)據(jù)壓縮工具的使用。5.1密碼技術(shù)概述5.1.1密碼通信系統(tǒng)的模型5.1.2密碼學(xué)與密碼體制5.1.3加密方式和加密的實(shí)現(xiàn)方法返回本章首頁(yè)5.1.1密碼通信系統(tǒng)的模型圖5.1密碼通信系統(tǒng)的模型返回本節(jié)5.1.2密碼學(xué)與密碼體制1．對(duì)稱密鑰密碼體制（1）對(duì)稱密鑰密碼體制的加密方式：序列密碼、分組密碼。（2）對(duì)稱密鑰密碼體制的特點(diǎn)：對(duì)稱密鑰密碼系統(tǒng)具有加解密速度快、安全強(qiáng)度高、使用的加密算法比較簡(jiǎn)便高效、密鑰簡(jiǎn)短和破譯極其困難的優(yōu)點(diǎn)。2．非對(duì)稱密鑰密碼體制（1）用戶可以把用于加密

3、的密鑰公開(kāi)地分發(fā)給任何人。（2）極大地簡(jiǎn)化了密鑰管理。（3）公開(kāi)密鑰加密不僅改進(jìn)了傳統(tǒng)加密方法，還提供了傳統(tǒng)加密方法不具備的應(yīng)用，這就是數(shù)字簽名系統(tǒng)。3．混合加密體制用公開(kāi)密鑰密碼技術(shù)在通信雙方之間傳送秘密密鑰，而用秘密密鑰來(lái)對(duì)實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密解密。圖5.4混合加密通信方式返回本節(jié)5.1.3加密方式和加密的實(shí)現(xiàn)方法1．?dāng)?shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)流加密的概念數(shù)據(jù)塊加密是指把數(shù)據(jù)劃分為定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊，再分別加密。數(shù)據(jù)流加密是指加密后的密文前部分，用來(lái)參與報(bào)文后面部分的加密。2．三種加密方式（1）鏈路加密方式（2）節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)加密方式（3）端對(duì)端加密方式3．?dāng)?shù)據(jù)加

4、密的實(shí)現(xiàn)方式（1）軟件加密一般是用戶在發(fā)送信息前，先調(diào)用信息安全模塊對(duì)信息進(jìn)行加密，然后發(fā)送出去，到達(dá)接收方后，由用戶用相應(yīng)的解密軟件進(jìn)行解密，還原成明文。（2）硬件加密可以采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（比如SNMP、CMIP等）來(lái)進(jìn)行管理，也可以采用統(tǒng)一的自定義網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議進(jìn)行管理。返回本節(jié)5.2加密方法5.2.1加密系統(tǒng)的組成5.2.2四種傳統(tǒng)加密方法返回本章首頁(yè)5.2.1加密系統(tǒng)的組成待加密的報(bào)文，也稱明文。加密后的報(bào)文，也稱密文。加密、解密裝置或稱算法。于加密和解密的密鑰，它可以是數(shù)字，詞匯或者語(yǔ)句。返回本節(jié)5.2.2四種傳統(tǒng)加密方法1．代

5、碼加密2．替換加密3．變位加密4．一次性密碼簿加密返回本節(jié)5.3密鑰與密碼破譯方法1．密鑰的窮盡搜索破譯密文就是嘗試所有可能的密鑰組合。雖然大多數(shù)的密鑰嘗試都是失敗的，但最終有一個(gè)密鑰讓破譯者得到原文，這個(gè)過(guò)程稱為密鑰的窮盡搜索。2．密碼分析（1）已知明文的破譯方法（2）選定明文的破譯方法返回本章首頁(yè)3．其他密碼破譯方法“窺視”或“偷竊”密鑰內(nèi)容；利用加密系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的缺陷或漏洞；對(duì)用戶使用的加密系統(tǒng)偷梁換柱；從用戶工作生活環(huán)境的其他來(lái)源獲得未加密的保密信息，比如進(jìn)行“垃圾分析”；讓口令的另一方透露密鑰或信息；威脅用戶交出密鑰等等。4．防止密碼

6、破譯的措施（1）強(qiáng)壯的加密算法（2）動(dòng)態(tài)會(huì)話密鑰（3）保護(hù)關(guān)鍵密鑰表5.1常見(jiàn)系統(tǒng)的口令及其對(duì)應(yīng)的密鑰長(zhǎng)度返回本節(jié)5.4常用信息加密技術(shù)介5.4.1DES算法5.4.2IDEA算法5.4.3RSA公開(kāi)密鑰密碼算法5.4.4典型HASH算法——MD5算法5.4.5信息認(rèn)證技術(shù)返回本章首頁(yè)5.4.1DES算法DES是對(duì)稱密鑰加密的算法，DES算法大致可以分成四個(gè)部分：（1）初始置換（2）迭代過(guò)程（3）逆置換和（4）子密鑰生成圖5.5DES加密原理示意圖返回本節(jié)5.4.2IDEA算法IDEA算法可用于加密和解密。主要有三種運(yùn)算：異或、模加、模乘，容

7、易用軟件和硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。IDEA的速度：現(xiàn)在IDEA的軟件實(shí)現(xiàn)同DES的速度一樣塊。IDEA的密碼安全分析：IDEA的密鑰長(zhǎng)度是128位，是DES的密鑰長(zhǎng)度的兩倍。在窮舉攻擊的情況下，IDEA將需要經(jīng)過(guò)2128次加密才能恢復(fù)出密鑰。返回本節(jié)5.4.3RSA公開(kāi)密鑰密碼算法1．RSA算法的原理這種算法的要點(diǎn)在于，它可以產(chǎn)生一對(duì)密鑰，一個(gè)人可以用密鑰對(duì)中的一個(gè)加密消息，另一個(gè)人則可以用密鑰對(duì)中的另一個(gè)解密消息。同時(shí)，任何人都無(wú)法通過(guò)公鑰確定私鑰，也沒(méi)有人能使用加密消息的密鑰解密。只有密鑰對(duì)中的另一把可以解密消息。2．RSA算法的演算過(guò)程（1）密鑰配

8、制過(guò)程（2）加密（3）解密3．舉例取兩個(gè)質(zhì)數(shù)p=11，q=13，p和q的乘積為n=p×q=143，算出另一個(gè)數(shù)z=(p-1)×(q-1)=120；再選取一個(gè)與z=1