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《密碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、安全程序設(shè)計(jì)方法——密碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)黃玉劃問題點(diǎn)加/解密，可生成一個新文件(有默認(rèn)目錄和名稱，可更改)。如果消息校驗(yàn)失敗，則輸出解密失敗信息，不會生成新文件。問題分析——加密我們用EA、DA和AA分別表示加密算法、解密算法和數(shù)據(jù)認(rèn)證算法，則加密過程如圖所示，可表示為：（1）校驗(yàn)值ICV=AA(P,Ka,IV)；（2）密文C=EA(K,IV,P
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3、ICV)問題分析——加密(續(xù))上圖中，IV一般為計(jì)數(shù)器，功能是抗重放攻擊，對于相同的明文和密鑰，每次可以加密成不同的密文。數(shù)據(jù)認(rèn)證算法AA的功能是檢測密文是否被篡改，保證數(shù)據(jù)的完整性，即消息的接收者能夠驗(yàn)證在傳送過程中消
4、息沒有被修改，入侵者不能用假消息代替合法消息。認(rèn)證密鑰Ka與加密密鑰K可相同，也可不相同。問題分析——解密解密過程根據(jù)加密套件選擇相應(yīng)的解密算法，如圖所示，可表示為：（1）P
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6、ICV=DA(K,IV,C)；（2）認(rèn)證碼MAC=AA(P,Ka,IV)；（3）MAC=ICV？密碼算法選擇(1)加密算法(流密碼算法、分組密碼算法、公鑰密碼算法)實(shí)現(xiàn)保密性；(2)數(shù)據(jù)認(rèn)證算法(分組密碼算法的認(rèn)證模式、CRC、單向Hash函數(shù)、數(shù)字簽名算法)保證完整性（消息真實(shí)性）。密碼算法具體選用1分組密碼算法：AES、SHACAL2、DES、IDEA、MISTY1、Camellia、
7、RC62分組密碼模式：CBC+PXOR(或CRC)、ECB(或CTR或OFB)+CBC-MAC、OCB、PMAC、RMAC、XCBC3流密碼算法和PRNG(與CBC-MAC結(jié)合)：RC4、SEAL、A5、ANSIX9.17(基于3DES)、G-SHA-14CRC-325單向Hash函數(shù)（備用）：SHA1、SHA256、Whirlpool、RIPEMD160、SHA384、SHA512、HMAC、UMAC、T-T-MAC、MD51分組密碼算法1.0概述1.1DES(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))算法1.2IDEA(國際數(shù)據(jù)加密算法)1.3AES(Rijndael)算法1.4NESS
8、IE候選分組密碼算法1.0分組密碼算法概述美國的第一代分組密碼算法標(biāo)準(zhǔn)是DES算法，也是一個早期的國際標(biāo)準(zhǔn)；第二代標(biāo)準(zhǔn)是AES算法。歐洲的第一代分組密碼算法標(biāo)準(zhǔn)是IDEA算法，新標(biāo)準(zhǔn)是日本人EisakuTakeda設(shè)計(jì)的MISTY1算法、ShihoMoriai和MitsuruMatsui設(shè)計(jì)的Camellia算法、以及法國人HelenaHandschuh和DavidNaccache設(shè)計(jì)的SHACAL2算法。日本在分組密碼算法領(lǐng)域的研究非常活躍，向NESSIE提交了5個分組密碼算法，是遞交數(shù)量最多的國家。Camellia算法也是日本的分組密碼算法標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)說某些性能超
9、過了AES算法。第三代移動通信系統(tǒng)3GPP的標(biāo)準(zhǔn)加密算法KASUMI是MISTY1算法的變種。巴西在分組密碼算法領(lǐng)域的研究也比較活躍，向NESSIE提交了3個分組密碼算法，其中，PauloS.L.M.Barreto和比利時人VincentRijmen合作設(shè)計(jì)的Khazad算法是入圍歐洲決賽的算法。在美國和歐洲新標(biāo)準(zhǔn)征集過程中，俄羅斯、加拿大、澳大利亞和韓國也提交了幾個分組密碼算法。國內(nèi)科研人員提出了幾個分組密碼算法，性能還不錯。1.1DES算法——有陷門？DES的半公開性：S盒的設(shè)計(jì)原理至今未公布，可能隱含有陷門（Hiddentrapdoors）。有趣的是，DES
10、算法是由IBM公司設(shè)計(jì)的；當(dāng)時的美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NSA)修改了S-盒設(shè)計(jì)，以確保IBM沒有在算法中嵌入陷門，因?yàn)镹SA沒有理由相信IBM的研究成果，而他們不能絕對確定DES算法沒有陷門，如果有陷門，將是他們失職，所以只好修改S-盒；而人們又懷疑NSA在DES算法中強(qiáng)加了弱點(diǎn)。1.2IDEA(國際數(shù)據(jù)加密算法)IDEA算法是歐洲的第一代分組密碼算法標(biāo)準(zhǔn)，是由我國旅歐學(xué)者來學(xué)嘉和他的導(dǎo)師JamesMassey設(shè)計(jì)的，也是PGP的標(biāo)準(zhǔn)之一。該算法的設(shè)計(jì)原則是“來自于3個不同代數(shù)群的混合運(yùn)算”，即異或、模216加、模216+1乘，這就使得IDEA算法易于軟硬件實(shí)現(xiàn)。在代數(shù)
11、結(jié)構(gòu)上，IDEA算法也不是一個群。該算法的軟件實(shí)現(xiàn)速度是DES算法的2倍。BruceSchneier認(rèn)為，在早期的分組密碼算法中，IDEA算法是最好和最安全的。1.3AES(Rijndael)算法DES算法的安全強(qiáng)度越來越滿足不了技術(shù)發(fā)展的需要。為此，美國NIST于1997年開始制定AES(高級加密標(biāo)準(zhǔn))算法以滿足新時代的信息安全需求。1999年，NIST宣布已從15個候選算法中選出5個較好的算法：MARS，RC6，Rijndael，Serpent，Twofish。2000年底，NIST最終確定采納Rijndael算法作為AES算法。AES算法是由比利時的Joan
12、Daeme
