软考继续教育应用密码学对称密码体制.ppt

1、对称密码体制概述l学习要点：了解对称密码体制的基本概念了解分组密码原理了解分组密码操作模式151 分组密码分组密码l分组密码模型2对分组密码算法的要求 l分组长度足够大分组长度足够大l密钥量足够大密钥量足够大 l密码变换足够复杂密码变换足够复杂 3分组密码原理分组密码原理 l扩散就是将每一位明文的影响尽可能迅速地作用到较多的输出密文位中去，以便隐藏明文的统计特性。l混乱是指密文和明文之间的统计特性关系尽可能地复杂化。l乘积密码指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于所有单个密码的强度 456P盒的分类7雪崩效应l雪崩效应：输入（明文或密钥）即使只有很小的变化，也会导致输出发

2、生巨大变化的现象l输入位有很少的变化，经过多轮变换以后导致多位发生变化。即明文的一个比特的变化应该引起密文许多比特的改变8910Feistel密码111213Feistel结构的实现依赖于参数：l分组长度l密钥长度l迭代轮数l子密钥生成算法l轮函数 14分组密码的操作模式分组密码的操作模式 l电子密码本（ECB）模式l密码分组链接（CBC）模式l计数器（CRT）模式l输出反馈（OFB）模式l密码反馈（CFB）模式15ECB模式16ECB模式的优缺点 l模式操作简单l明文中的重复内容将在密文中表现出来，特别对于图像数据和明文变化较少的数据l适于短报文的加密传递17CBC模式18CBC模式的特点l

3、同一个明文分组重复出现时产生不同的密文分组l加密函数的输入是当前的明文分组和前一个密文分组的异或；对每个分组使用相同的密钥。l将明文分组序列的处理连接起来了。每个明文分组的加密函数的输入与明文分组之间不再有固定的关系l有助于将CBC模式用于加密长消息 19CTR模式20CTR模式的特点l使用与明文分组规模相同的计数器长度 l处理效率高（并行处理）l预处理可以极大地提高吞吐量l可以随机地对任意一个密文分组进行解密处理，对该密文分组的处理与其它密文无关l实现的简单性l适于对实时性和速度要求较高的场合21OFB模式22CFB模式23影响密码操作模式选择的因素 l安全性l高效性l所能实现的功能 24对

4、称密码体制实例l学习要点：了解DES对称密码算法了解AES对称密码算法2552数据加密标准（数据加密标准（DES）2627282930DES的加密处理略图31323334353637S1盒的定义38394041循环左移位 轮序12345678910111213141516移位数11222222122222214243443DES的优、缺点l优点：密钥长度增加到112位或168位，可以有效克服穷举搜索攻击；相对于DES，增强了抗差分分析和线性分析的能力；具备继续使用现有的DES实现的可能。l缺点：处理速度相对较慢，特别是对于软件实现。明文分组的长度仍为64位，就效率和安全性而言，与密钥的增长不相

5、匹配。454653高级加密标准（高级加密标准（AES）l1997年9 月12日：美国NIST提出征集该算法的公告l1998 年8 月20 日：NIST 召开了第一次候选大会，并公布了15 个候选算法l1999年3月22日：NIST从15个候选算法中公布了5个进入第二轮选择：MARS，RC6，Rijindael，SERPENT和Twofishl2000年10月2日：以安全性、性能、大小、实现特性为标准而最终选定了Rijndael算法l2001年：正式发布AES标准 47lRijndael 算法是由两位比利时的密码专家发明的，它很快而且所需的内存不多，这个算法非常可靠lRijndael 算法的设计策略是宽轨迹策略,是针对差分分析和线性分析提出来的，是一个分组迭代密码，具有可变的分组长度和密钥长度l Rijndael 汇聚了安全性能、效率、可实现性和灵活性等优点78破译时间：79