网络与信息安全--期末复习题Word下载.doc
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密钥产生、分配、存储、销毁等问题，统称为密钥管理。
这是影响系统安全的关键因素，即使密码算法再好，若密钥管理问题处理不好，就很难保证系统的安全保密。
单钥体制对明文消息的加密有两种方式：
一是明文消息按字符（如二元数字）逐位地加密，称之为流密码；
另一种是将明文消息分组（含有多个字符），逐组地进行加密，称之为分组密码。
单钥体制不仅可用于数据加密，也可用于消息的认证。
双钥体制是由Diffie和Hellman于1976年首先引入的。
采用双钥体制的每个用户都有一对选定的密钥：
一个是可以公开的，可以像电话号码一样进行注册公布；
另一个则是秘密的。
因此双钥体制又称为公钥体制。
双钥密码体制的主要特点是将加密和解密能力分开，因而可以实现多个用户加密的消息只能由一个用户解读，或由一个用户加密的消息而使多个用户可以解读。
前者可用于公共网络中实现保密通信，而后者可用于实现对用户的认证。
三.扩散和混淆
扩散和混淆是由Shannon提出的设计密码系统的两个基本方法，目的是抗击敌手对密码系统的统计分析。
所谓扩散，就是将明文的统计特性散布到密文中去，实现方式是使得明文的每一位影响密文中多位的值，等价于说密文中每一位均受明文中多位影响。
混淆是使密文和密钥之间的统计关系变得尽可能复杂，以使敌手无法得到密钥。
因此即使敌手能得到密文的一些统计关系，由于密钥和密文之间的统计关系复杂化，敌手也无法得到密钥。
四.什么是密码分组链接（CBC）模式,请画出加密\解密示意图
它一次对一个明文分组加密，每次加密使用同一密钥,加密算法的输入是当前明文分组和前一次密文分组的异或，因此加密算法的输入不会显示出与这次的明文分组之间的固定关系，所以重复的明文分组不会在密文中暴露出这种重复关系。
五.杂凑（Hash）函数应满足的条件
杂凑函数应满足以下条件：
①函数的输入可以是任意长。
②函数的输出是固定长。
③已知x，求H（x）较为容易，可用硬件或软件实现。
④已知h，求使得H（x）=h的x在计算上是不可行的，这一性质称为函数的单向性，称H（x）为单向杂凑函数。
⑤已知x，找出y（y≠x）使得H（y）=H（x）在计算上是不可行的。
如果单向杂凑函数满足这一性质，则称其为弱单向杂凑函数。
⑥找出任意两个不同的输入x、y，使得H（y）=H（x）在计算上是不可行的。
如果单向杂凑函数满足这一性质，则称其为强单向杂凑函数。
第⑤和第⑥个条件给出了杂凑函数无碰撞性的概念，如果杂凑函数对不同的输入可产生相同的输出，则称该函数具有碰撞性。
六.迭代型杂凑函数的一般结构
其中函数的输入M被分为L个分组Y0,Y1,…,YL-1，每一个分组的长度为b比特，最后一个分组的长度不够的话，需对其做填充。
算法中重复使用函数f
f的输入有两项，一项是上一轮（第i-1轮）输出的n比特值CVi-1，称为链接变量，另一项是算法在本轮（第i轮）的b比特输入分组Yi。
f的输出为n比特值CVi，CVi又作为下一轮的输入。
算法开始时还需对链接变量指定一个初值IV，最后一轮输出的链接变量CVL即为最终产生的杂凑值。
通常有b>
n，因此称函数f为压缩函数。
算法可表达如下：
CV0=IV=n比特长的初值；
CVi=f（CVi-1,Yi-1）；
1≤i≤L；
H（M）=CVL
算法的核心技术是设计无碰撞的压缩函数f，而敌手对算法的攻击重点是f的内部结构，由于f和分组密码一样是由若干轮处理过程组成，所以对f的攻击需通过对各轮之间的位模式的分析来进行，分析过程常常需要先找出f的碰撞。
由于f是压缩函数，其碰撞是不可避免的，因此在设计f时就应保证找出其碰撞在计算上是不可行的。
六.AES高级加密标准的轮函数由4个不同的计算部件组成，分别是：
字节代换（ByteSub）、行移位（ShiftRow）、列混合（MixColumn）、密钥加（AddRoundKey）。
根据下图写出字节代换（ByteSub）、行移位（ShiftRow）、
（1）字节代换（ByteSub）
字节代换是非线形变换，独立地对状态的每个字节进行。
代换表（即S-盒）是可逆的，由以下两个变换的合成得到：
①首先，将字节看作GF（28）上的元素，映射到自己的乘法逆元，‘00’映射到自己。
②其次，对字节做如下的（GF
（2）上的，可逆的）仿射变换：
（2）行移位（ShiftRow）
行移位是将状态阵列的各行进行循环移位，不同状态行的位移量不同。
第0行不移动，第1行循环左移C1个字节，第2行循环左移C2个字节，第3行循环左移C3个字节。
位移量C1、C2、C3的取值与Nb有关，由表3.10给出。
（见66页表3.10）
按指定的位移量对状态的行进行的行移位运算记为ShiftRow（State）图3.20是行移位示意图。
十三、根据下图S-DES收、发双方共享的10位密钥，计算出两个8位子密钥分别用在加密、解密的不同阶段。
图中的P10、P8如下表，初始10位密钥为（1010000010）求图中的K1、K2
P10
3
5
2
7
4
10
1
9
8
6
P8
LS-1
循环左移一位
LS-2
循环左移二位
初始10位密钥为（1010000010）
P10=1000001100
LS1左=00001
LS1右=11000
K1=P8=10010010
LS2左=00100
LS2右=00011
K2=P8=00001001
十四、根据下图S-DES加密算法计算出当明文M=11110011，求密文？
算法中的变换如表
IP
IP-1
E/P
P4
S0=
S1=
解答如下：
M=11110011
（S0）1=00
（S1）1=10
（S0）2=10
（S1）2=00
明文C=10010110
十六、是密钥分配的一个实例。
根据下图，假定两个用户A、B分别与密钥分配中心KDC（keydistributioncenter）有一个共享的主密钥KA和KB。
A希望与B建立一个共享的一次性会话密钥，根据下图解释可通过几步来完成？
密钥分配实例
①A向KDC发出会话密钥请求。
表示请求的消息由两个数据项组成，第1项是A和B的身份，第2项是这次业务的惟一识别符N1，称N1为一次性随机数，可以是时戳、计数器或随机数。
②KDC为A的请求发出应答。
应答是由KA加密的消息，因此只有A才能成功地对这一消息解密，并且A可相信这一消息的确是由KDC发出的。
消息中包括A希望得到的两项内容：
•一次性会话密钥KS；
•A在①中发出的请求，包括一次性随机数N1，
此外，消息中还有B希望得到的两项内容：
•A的身份（例如A的网络地址）IDA。
这两项由KB加密，将由A转发给B，以建立A、B之间的连接并用于向B证明A的身份。
③A存储会话密钥，并向B转发EKB[KS‖IDA]。
因为转发的是由KB加密后的密文，所以转发过程不会被窃听。
B收到后，可得会话密钥KS，并从IDA可知另一方是A，而且还从EKB知道KS的确来自KDC。
这一步完成后，会话密钥就安全地分配给了A、B。
然而还能继续以下两步工作：
④B用会话密钥KS加密另一个一次性随机数N2，并将加密结果发送给A。
⑤A以f（N2）作为对B的应答，其中f是对N2进行某种变换（例如加1）的函数，并将应答用会话密钥加密后发送给B。
十七、假定A、B双方已完成公钥交换，根据下图可按什么步骤建立共享会话密钥？
：
图5.7具有保密性和认证性的密钥分配
①A用B的公开钥加密A的身份IDA和一个一次性随机数N1后发往B，其中N1用于惟一地标识这一业务。
②B用A的公开钥PKA加密A的一次性随机数N1和B新产生的一次性随机数N2后发往A。
因为只有B能解读①中的加密，所以B发来的消息中N1的存在可使A相信对方的确是B。
③A用B的公钥PKB对N2加密后返回给B，以使B相信对方的确是A。
④A选一会话密钥KS，然后将M=EPKB[ESKA[KS]]发给B，其中用B的公开钥加密是为保证只有B能解读加密结果，用A的秘密钥加密是保证该加密结果只有A能发送。
⑤B以DPKA[DSKB[M]]恢复会话密钥。
二十二、根据下图说明PGP中通过数字签字提供认证的过程？
①发送方产生消息M。
②用SHA产生160比特长的消息摘要H（M）。
③发送方用自己的秘密钥SKA按RSA算法对H（M）加密，并将加密结果EPSKA[H（M）]与M链接后发送。
④接收方用发送方的公开钥对EPSKA[H（M）]解密得H（M）。
⑤接收方对收到的M计算消息摘要，并与④中的H（M）比较。
如果一致，则认为M是真实的。
过程中结合使用了SHA和RSA算法，类似地也可结合使用DSS算法和SHA算法。
二十三、根据下图说明PGP为传输或存储的文件提供加密的保密性认证业务的过程？
①发送方产生消息M及一次性会话密钥KS。
②用密钥KS按CAST-128（或IDEA或3DES）加密M。
③用接收方的公开钥PKB按RSA算法加密一次性会话密钥KS，将②、③中的两个加密结果链接起来发往接收方。
④接收方用自己的秘密钥按RSA算法恢复一次性会话密钥。
⑤接收方用一次性会话密钥恢复发送方发来的消息。
二十四、根据下图说明同一消息同时提供保密性与认证性的过程？
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