《密码编码学与网络安全》复习题答案文档格式.docx
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6．用密钥词cat实现vigenere密码，加密明文vigenerecoper，所得的密文是什么？
XIZGNXTEVQPXT
Key:
catcatcatcatcatcat
Plaintext:
vigenerecoper
Chipertext:
XIZGNXTEVQPXT
7．假定有一个密钥2431的列置换密码，则明文canyouunderstand的密文是多少？
YNSDCODTNURNAUEA
2431
cany
ouun
ders
tand
YNSDCODTNURNAUEA
8．什么是乘积密码？
多步代换和置换，依次使用两个或两个以上的基本密码，所得结果的密码强度将强与所有单个密码的强度.
9．混淆和扩散的区别是什么？
扩散（Diffusion）:
明文的统计结构被扩散消失到密文的,使得明文和密文之间的统计关系尽量复杂.即让每个明文数字尽可能地影响多个密文数字
混淆（confusion）：
使得密文的统计特性与密钥的取值之间的关系尽量复杂，阻止攻击者发现密钥
10．Feistel密码中每轮发生了什么样的变化？
将输入分组分成左右两部分。
以右半部数据和子密钥作为参数，对左半部数据实施代换操作。
将两部分进行互换，完成置换操作。
11．S-Box的概念
S盒用在DES算法中，每个s盒都由6位输入产生4位输出，所有说，s盒定义了一个普通的可逆代换。
相当程度上，DES的强度取决于s盒的设计，但是，s盒的构造方法是不公开的
12．AES每轮变化中设计的基本操作有哪些？
每轮包括4个阶段：
字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加
13．DES、AES和RC4之间的比较（建议比较分组大小、密钥长度、相对速度、安全强度、轮数、是否Feistel体制、基本操作等若干方面）*
算法
DES
AES
RC4
分组长度（bit）
64
128
流密码
密钥长度
56
128/196/256
不少于128
相对速度
较快
慢
很快
安全强度
2^55（穷举）
很难
轮数
16
10/12/14
-
是否Feistel体制
是
不是
？
14．AES与DES相比有优点？
3DES与DES相比的变化有哪些？
什么是2DES中的中间相遇攻击?
（1）AES更安全。
（2）3DES增加了1到2个密钥，进行多轮DES，安全性更高。
（3）C=EK2（EK1（P））⇒X=EK1（P）=DK2（C）
Ø
给定明文密文对（P,C）
l对所有256个密钥,加密P,对结果按X排序与T中
l对所有256个密钥,解密C,解密结果与T中的值比较
l找出K1,K2使得EK1（P）=DK2（C）
l用k1和k2对P加密，若结果为C，则认定这两个密钥为正确的密钥
15．分组密码的工作模式有哪些？
及优缺点？
A．ECB，电码本模式，一次处理64位明文，每次使用相同的密钥加密。
任何64位的明文组都有唯一的密文与之对应，有“结构化”的缺点。
B．CBC，密码分组连接模式，克服了ECB中“结构化”的缺点，同样的明文变成密文之后就不同了，而且加密必须从头到尾
C．CFB，密码反馈模式．一次处理Ｍ位，上一个分组的密文产生一个伪随机数输出的加密算法的输入，该输出与明文的异或，作为下一个分组的输入。
D．OFB，输出反馈模式，与ＣＦＢ基本相同，只是加密算法的输入是上一次DES的输出。
E．计数器模式，计数器被初始化为某个值，并随着消息块的增加其值加1，在于明文组异或得到密文组。
也可用于流密码。
16．RSA算法中密钥的生成和加密解密过程。
生成过程
RSA的加解密为:
给定消息M=88（88<
187）
加密:
C=887mod187=11
解密:
M=1123mod187=88
17．RSA算法计算实例（给定p,q,e,m/c，计算n,,d,c/m）
1.选择素数:
p=17&
q=11
2.计算n=pq=17×
11=187
3.计算ø
（n）=（p–1）（q-1）=16×
10=160
4.选择e:
gcd（e,160）=1;
选择e=7
5.确定d:
de=1mod160andd<
160，d=23
因为23×
7=161=1×
160+1
6.公钥KU={7,187}
7.私钥KR={23,17,11}
18．描述Diffie-Hellman密钥交换机制。
算法：
A．双方选择素数p以及p的一个原根a
B．用户A选择一个随机数Xa<
p，计算Ya=aXamodp
C．用户B选择一个随机数Xb<
p，计算Yb=aXbmodp
D．每一方保密X值，而将Y值交换给对方
E．用户A计算出K=YbXamodp
F．用户B计算出K=YaXbmodp
G．双方获得一个共享密钥（aXaXbmodp）
素数p以及p的原根a可由一方选择后发给对方
19．描述Diffie-Hellman算法（DH算法）中中间人攻击发生的过程。
中间人攻击
1双方选择素数p以及p的一个原根a（假定O知道）
2A选择Xa<
p,计算Ya=aXamodp,AB:
Ya
3O截获Ya,选Xo,计算Yo=aXomodp,冒充AB:
Yo
4B选择Xb<
p,计算Yb=aXbmodp,BA:
Yb
5O截获Yb,冒充BA:
6A计算:
（Xo）Xa≡（aXo）Xa≡aXoXamodp
7B计算:
（Xo）Xb≡（aXo）Xb≡aXoXbmodp
8O计算:
（Ya）Xo≡aXaXomodp,（Yb）Xo≡aXbXomodp
O无法计算出aXaXbmodp
O永远必须实时截获并冒充转发,否则会被发现
20．如何使用公钥密码实现数据的保密性、完整性和数据源认证（签名）？
发送方用其私钥对消息“签名”。
可以通过对整条消息加密或者对消息的一个小的数据块（消息认证码/摘要）加密来产生。
E（K,[M||E（PRa,H（M））]）其中K为PUb
解密时，第一步解密使用B的私钥，然后使用A的公钥。
21．对比对称算法和公钥算法？
（建议从用途，速度和效率等方面）
对称算法：
速度快，主要用于数据加密，只有一个密钥。
公钥算法：
速度较慢，主要用于数字签名和密钥交换，有两个密钥
22．对称密钥分配有哪些方法？
（注意和重放攻击相结合）
对于参与者A和B，密钥分配有以下几种：
A．密钥由A选择，并亲自交给B
B．第三方选择密钥后亲自交给A和B
C．如果A和B以前或最近使用过某密钥，其中一方可以用它加密一个新密钥后在发送给另一方。
D．A和B与第三方均有秘密渠道，则C可以将一密钥分别发送给A和B
别人卷子上的分配方式：
传统加密方法Needham/SchroederProtocol[1978]
1、AKDC：
IDA||IDB||N1
2、KDCA：
EKa[Ks||IDB||N1||EKb[Ks||IDA]]
3、AB：
EKb[Ks||IDA]
4、BA：
EKs[N2]
5、AB：
EKs[f（N2）]
保密密钥Ka和Kb分别是A和KDC、B和KDC之间共享的密钥。
本协议的目的就是要安全地分发一个会话密钥Ks给A和B。
A在第2步安全地得到了一个新的会话密钥，第3步只能由B解密、并理解。
第4步表明B已知道Ks了。
第5步表明B相信A知道Ks并且消息不是伪造的。
第4，5步目的是为了防止某种类型的重放攻击。
特别是，如果敌方能够在第3步捕获该消息，并重放之，这将在某种程度上干扰破坏B方的运行操作。
上述方法尽管有第4,5步的握手，但仍然有漏洞
假定攻击方C已经掌握A和B之间通信的一个老的会话密钥。
C可以在第3步冒充A利用老的会话密钥欺骗B。
除非B记住所有以前使用的与A通信的会话密钥，否则B无法判断这是一个重放攻击。
如果C可以中途截获第4步的握手信息，则可以冒充A在第5步响应。
从这一点起，C就可以向B发送伪造的消息而对B来说认为是用认证的会话密钥与A进行的正常通信。
DenningProtocol[1982]改进（加入时间戳）：
1、AKDC：
IDA||IDB
2、KDCA：
EKa[Ks||IDB||T||EKb[Ks||IDA||T]]
3、AB：
EKb[Ks||IDA||T]
4、BA：
EKs[N1]
5、AB：
EKs[f（N1）]
|Clock-T|<
t1+t2
其中：
t1是KDC时钟与本地时钟（A或B）之间差异的估计值；
t2是预期的网络延迟时间。
23．公钥算法中公钥的分配和管理有哪些方法？
公钥的分配
A．公开发布
B．公开可访问目录
C．公钥授权
D．公钥证书
24．消息认证码的概念和基本用途？
（237页图）
MAC（MessageAuthenticationCode），消息认证码，也是一种认证技术，它利用密钥来产生一个固定长度的短数据块，并将数据块附加在消息之后，格式如：
MAC（M）||M。
消息和MAC一起发送到接受方。
从而，接受方可以知道消息没有经过篡改,真正来自发送方（MAC的密钥）和消息的时效性（如果MAC中包含序列号）。
从这个层面来说，hash是没有密钥的MAC
25．什么是散列函数的基本用途有哪些？
（239页图）
保密、认证和签名
26．安全散列函数有哪些特性？
什么是碰撞？
找到一个碰撞意味着什么？
代价是多大？
生日悖论和生日攻击。
Hash算法的特点有
●输入变长的分组，输出是一定长的分组；
●任意x，计算H（x）容易，软件和硬件都可以实现
●已知H（x）=h，求x是不可行的，只是在计算上不可行（单向性）
●任意x，找到y，使H（x）=H（y）
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