密码编码学与网络安全复习题答案.docx
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密码编码学与网络安全复习题答案
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《密码编码学与网络安全》复习题答案(总13页)
《密码编码学与网络安全》复习题
1.信息安全(计算机安全)目标是什么
机密性(confidentiality):
防止XX的信息泄漏
完整性(integrity):
防止XX的信息篡改
可用性(avialbility):
防止XX的信息和资源截留
抗抵赖性、不可否认性、问责性、可说明性、可审查性(accountability):
真实性(authenticity):
验证用户身份
2.理解计算安全性(即one-timepad的理论安全性)
使用与消息一样长且无重复的随机密钥来加密信息,即对每个明文每次采用不同的代换表不可攻破,因为任何明文和任何密文间的映射都是随机的,密钥只使用一次
3.传统密码算法的两种基本运算是什么
代换和置换
前者是将明文中的每个元素映射成另外一个元素;后者是将明文中的元素重新排列。
4.流密码和分组密码区别是什么各有什么优缺点
分组密码每次处理一个输入分组,对应输出一个分组;流密码是连续地处理输入元素,每次输出一个元素
流密码Stream:
每次加密数据流的一位或者一个字节。
连续处理输入分组,一次输出一个元素,速度较快。
5.利用playfair密码加密明文bookstore,密钥词是(HARPSICOD),所得的密文是什么
I/JDRGLRQDHG
HARPSbookstorexI/JDDGPUGOGV
I/JCODB
EFGKL
MNQTU
VWXYZ
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
Key:
2431
Plaintext:
cany
ouun
ders
tand
Chipertext:
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)
给定明文密文对(P,C)
对所有256个密钥,加密P,对结果按X排序与T中
对所有256个密钥,解密C,解密结果与T中的值比较
找出K1,K2使得EK1(P)=DK2(C)
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
C.用户B选择一个随机数Xb
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
Ya
3O截获Ya,选Xo,计算Yo=aXomodp,冒充AB:
Yo
4B选择Xb
Yb
5O截获Yb,冒充BA:
Yo
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|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