密码学与网络安全_第三章传统对称密钥密码

网络安全密码学简介密码学发展历史 古典密码近代密码现代密码古典密码起始时间：从古代到19世纪末，长达几千年密码体制：纸、笔或者简单器械实现的简单替代及换位通信手段：信使例子：行帮暗语、隐写术、黑帮行话近代密码起始时间：从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期密码体制：手工或电动机械实现的复杂的替代及换位通信手段：电报通信现代密码起始时间：从20世纪50年代至今密码体制：分组密码、序列密码以及公开密钥密码，有坚实的数学理论基础。

通信手段：无线通信、有线通信、计算网络等现代密码学的重要事件1949年Shannon发表题为《保密通信的信息理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。

（第一次飞跃）1976年后，美国数据加密标准（DES）的公布使密码学的研究公开，密码学得到了迅速发展。

1976年，Diffe和Hellman提出公开密钥的加密体制的实现，1978年由Rivest、Shamire和Adleman 提出第一个比较完善的公钥密码体制算法（第二次飞跃）（现代）密码学的基本概念密码学（Cryptology）是结合数学、计算机科学、电子与通讯等诸多学科于一体的交叉学科，是研究密码编制和密码分析的规律和手段的技术科学。

密码学不仅用来实现信息通信的各种安全目标：机密性，真实性（包括完整性，不可否认性）等●加密，消息认证码，哈希函数，数字签名，身份认证协议，安全通信协议，等安全机制密码学提供的只是技术保障作用现代密码学技术 数据加密数据真实性数据加密的基本思想对机密信息进行伪装●将机密信息表述为不可读的方式●有一种秘密的方法可以读取信息的内容伪装去伪装信息不可读消息原始信息Security services and mechanisms BobAlice ？？？ M= 明文%……&￥#@*用k 加密/解密，保密性、机密性密文 kk M =“I love you ” 明文-- 加密体制加密系统●一个用于加/解密，能够解决网络安全中的机密性的系统由明文、密文、密钥、密码算法四个部分组成。

西工大网络信息安全复习要点《网络信息安全》复习要点第一章：网络信息安全概论1、OSI安全体系结构：安全威胁、脆弱性、风险、安全服务、安全机制及安全服务与安全机制之间关系2、信息安全的基本属性2、TCP/IP协议族安全问题：TCP/IP协议存在的的安全弱点、DoS攻击原理（TCP SYN Flood、ICMP Echo Flood）第二章：网络信息安全威胁1、常见的安全威胁有那几种；2、DDoS攻击的基本原理及攻击网络的组成3、缓冲区溢出攻击原理4、IP欺骗攻击原理5、ARP欺骗攻击原理第三章：密码学3.1 古典密码学1、密码学基本概念：密码编码学、密码分析学、加密、解密、密钥、主动攻击、被动攻击、对称密码学、非对称密码学、主动/被动攻击、分组密码、流密码、Kerchoffs原则、2、古典密码算法：代换技术密码、置换技术密码、掌握凯撒密码、维吉尼亚密码、Hill密码的加密、解密过程3.2 对称密码学1、基本概念：对称密码体制的特点、流密码、分组密码体制的原理、混淆原则、扩散原则2、DES分组加密算法：分组长度、密钥长度、加密解密流程、工作模式（ECB、CBC、CFB、OFB、计数器）原理、2DES、3DES 的改进之处3.3 非对称密码学1、公钥密码体制的基本概念：公钥体制加密、公钥体制认证的基本原理、单向函数、单向陷门函数2、Diffie-Hellman算法：算法原理，掌握Diffie-Hellman算法用于密钥交换过程3、RSA算法：算法安全性基础、算法原理4、习题：3.8, 3.9, 3.103.4 消息认证和散列函数1、消息认证的基本概念、不可否认性、消息新鲜性、消息认证的基本技术手段2、散列函数的性质和一般结构、MD5/SHA算法的基本结构（输入、输出）、基本用法3、MAC的基本概念和使用方式、HMAC4、习题：3.15、3.163.5 数字签名技术1、数字签名的基本概念：目的、产生方法2、公钥加密算法和签名算法产生签名的基本过程3.6 密钥管理1、密钥层次化结构及概念、2、密钥的存储：3、密钥的分配及协议第五章：信息交换安全技术1、信息交换安全技术的基本功能、安全模型、安全机制、技术基础2、网络层安全协议：网络层安全协议功能、IPSec协议的组成、IPSec的实现模式、SA和SP的基本概念及两者关系、安全协议AH/ESP的功能及应用模式、处理过程3、传输层安全协议：功能、SSL的安全性、SSL协议的组成、SSL协议的密钥管理、习题7.7、7.9、7.134、PGP协议：PGP中保密和鉴别功能、PGP报文生成及接受的处理过程、密钥管理第六章：网络系统安全技术1、主要功能、主要使用技术2、防火墙基本原理、防火墙采用的主要技术及其工作原理（数据包过滤、代理服务和状态检测技术的工作原理/过程）、主要应用模式及其工作原理3、安全漏洞扫描技术的概念、有哪些扫描策略和扫描技术、漏洞扫描系统的构成及各部分功能4、入侵检测技术的概念、NDIS系统的结构及各部分功能、入侵检测方法有哪几类及原理、区别。

对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。

在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。

这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。

对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。

只要通信需要保密，密钥就必须保密。

对称算法的加密和解密表示为：Ek(M)=CDk(C)=M对称算法可分为两类[8]。

一次只对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。

另一类算法是对明文的一组位进行运算，这些位组称为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。

现代计算机密码算法的典型分组长度为64位――这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便作用。

这种算法具有如下的特性：Dk(Ek(M))=M常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分（如图3所示）：l）明文：原始信息。

2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。

3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。

4)密文：对明文进行变换的结果。

5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。

对称密码术的优点在于效率高（加／解密速度能达到数十兆／秒或更多），算法简单，系统开销小，适合加密大量数据。

尽管对称密码术有一些很好的特性，但它也存在着明显的缺陷，包括：l）迸行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。

这一步骤，在某种情况下是可行的，但在某些情况下会非常困难，甚至无法实现。

2)规模复杂。

举例来说，A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥，否则给B的消息的安全性就会受到威胁。

在有1000个用户的团体中，A需要保持至少999个密钥（更确切的说是1000个，如果她需要留一个密钥给他自己加密数据）。

对于该团体中的其它用户，此种倩况同样存在。

这样，这个团体一共需要将近50万个不同的密钥！推而广之，n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。

网络安全密码学网络安全是指对网络系统和网络通信过程中的信息进行保护和防御的一系列措施，密码学则是网络安全中的重要技术手段之一。

密码学是一门研究用于保护信息安全的学科，它涵盖了密码算法的设计和安全性分析，以及密码协议的设计和实现等内容。

密码学在保护隐私、数据完整性、认证和加密通信等方面发挥着重要的作用。

密码学主要包括两个方面，即加密和解密。

加密是指将明文信息通过一定的算法转换为密文，而解密则是将密文通过相应的密钥和算法转换为明文。

密码算法是实现加密和解密过程的数学运算方法，它们通过对明文进行一系列的复杂转换来生成密文，同时确保只有拥有相应密钥的人可以将密文转换为明文。

在网络安全中，密码学起到了至关重要的作用。

它可以通过加密技术保护用户的隐私信息，确保数据在传输和存储过程中不被他人窃取和篡改。

密码学还可以在认证过程中通过密码协议验证用户的身份，防止非法用户的入侵和冒充。

此外，密码学还可以应用在数字签名、电子支付和安全通信等领域，提供更加安全的服务和保障。

在网络安全中，密码学主要应用在以下几个方面：1. 对称加密：在对称加密算法中，加密和解密使用相同的密钥。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

对称加密算法执行速度快，但需要确保密钥的安全性，否则会容易被破解。

2. 非对称加密：在非对称加密算法中，加密和解密使用不同的密钥。

常见的非对称加密算法有RSA、椭圆曲线加密等。

非对称加密算法相对于对称加密算法更为安全，但执行速度较慢。

3. 数字签名：数字签名是一种用于确保信息的完整性和真实性的技术手段。

数字签名通过私钥对信息进行加密，并通过公钥进行验证，确保信息没有被篡改。

4. SSL/TLS：SSL/TLS是一种安全协议通信。

它通过使用对称加密算法和非对称加密算法，确保数据在传输过程中的保密性和完整性，从而提供更加安全的网络通信环境。

密码学作为一门重要的技术手段，为网络安全提供了强有力的保障。

然而，随着计算机技术的发展和网络攻击手段的提升，密码学也面临着新的挑战。

网络安全密码学简介密码学发展历史 古典密码近代密码现代密码古典密码起始时间：从古代到19世纪末，长达几千年密码体制：纸、笔或者简单器械实现的简单替代及换位通信手段：信使例子：行帮暗语、隐写术、黑帮行话近代密码起始时间：从20世纪初到20世纪50年代，即一战及二战时期密码体制：手工或电动机械实现的复杂的替代及换位通信手段：电报通信现代密码起始时间：从20世纪50年代至今密码体制：分组密码、序列密码以及公开密钥密码，有坚实的数学理论基础。

通信手段：无线通信、有线通信、计算网络等现代密码学的重要事件1949年Shannon发表题为《保密通信的信息理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成了一门科学。

（第一次飞跃）1976年后，美国数据加密标准（DES）的公布使密码学的研究公开，密码学得到了迅速发展。

1976年，Diffe和Hellman提出公开密钥的加密体制的实现，1978年由Rivest、Shamire和Adleman 提出第一个比较完善的公钥密码体制算法（第二次飞跃）（现代）密码学的基本概念密码学（Cryptology）是结合数学、计算机科学、电子与通讯等诸多学科于一体的交叉学科，是研究密码编制和密码分析的规律和手段的技术科学。

密码学不仅用来实现信息通信的各种安全目标：机密性，真实性（包括完整性，不可否认性）等●加密，消息认证码，哈希函数，数字签名，身份认证协议，安全通信协议，等安全机制密码学提供的只是技术保障作用现代密码学技术 数据加密数据真实性数据加密的基本思想对机密信息进行伪装●将机密信息表述为不可读的方式●有一种秘密的方法可以读取信息的内容伪装去伪装信息不可读消息原始信息Security services and mechanismsBobAlice ？？？M=明文%……&￥#@*用k 加密/解密，保密性、机密性密文kk M =“I love you ”明文--加密体制加密系统●一个用于加/解密，能够解决网络安全中的机密性的系统由明文、密文、密钥、密码算法四个部分组成。

网络安全基础知识密码学与加密技术随着互联网的迅猛发展，网络安全问题日益突出。

为了保护个人和组织的信息安全，密码学与加密技术成为网络安全的重要组成部分。

本文将介绍密码学的基本概念，以及常见的加密技术和应用。

一、密码学基础知识密码学是研究信息保密和验证的科学，主要包括加密和解密两个过程。

加密是将明文转化为密文的过程，而解密则是将密文恢复为明文的过程。

密码学基于一系列数学算法和密钥的使用来保证信息的保密性和完整性。

以下是密码学中常见的一些基本概念：1.1 明文与密文明文是指原始的未经加密的信息，而密文则是通过加密算法处理后的信息。

密文具有随机性和不可读性，只有持有正确密钥的人才能解密得到明文。

1.2 密钥密钥是密码学中非常重要的概念，它是加密和解密过程中使用的参数。

密钥可以分为对称密钥和非对称密钥两种类型。

对称密钥加密算法使用相同的密钥进行加解密，而非对称密钥加密算法使用公钥和私钥进行加解密。

1.3 算法密码学中的算法是加密和解密过程中的数学公式和运算规则。

常见的密码学算法包括DES、AES、RSA等。

这些算法在保证信息安全的同时，也需要考虑运算速度和资源消耗等因素。

二、常见的加密技术2.1 对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的算法，也被称为共享密钥加密。

这种算法的特点是运算速度快，但密钥传输和管理较为困难。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

2.2 非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的算法，也被称为公钥加密。

这种算法的优点是密钥的传输和管理相对简单，但加解密过程相对较慢。

常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。

2.3 哈希算法哈希算法是一种将任意长度数据转换为固定长度摘要的算法。

它主要用于验证数据的完整性和一致性。

常见的哈希算法有MD5、SHA-1、SHA-256等。

三、密码学与加密技术的应用3.1 数据加密密码学与加密技术广泛应用于数据加密领域。

通过对敏感数据进行加密，可以防止未经授权的访问和篡改。

第3章密码学基础●密码学的基本概念和术语●对称和非对称密码的区别●古典密码学的基本方法掌握DES算法、AES算法RSA算法的基本原理3.1 密码学概述3.1.1 密码学的发展史恺撒（Caesar）密码维吉尼亚密码（Vigenere cypher）“恩格玛（Enigma）”密码机DES（数据加密标准）公开密钥密码量子密码学密码学的发展史大体上可以归结为三个阶段•第一阶段：1949年之前，密码学还不是科学,而是艺术。

•第二阶段：1949～1975年，密码学成为科学。

•第三阶段：1976年以后，密码学的新方向——公钥密码学。

•通常一个密码体制可以表达为一个五元组（M，C，K，E，D ），其中：•（1）M 是可能明文的有限集称为明文空间•（2）C 是可能密文的有限集称为密文空间•（3）K 是一切可能密钥构成的有限集称为密钥空间•（4）对于密钥空间的任一密钥有一个加密算法和相应的解密算法使得E k ：M->C 和D k :C->M分别为加密和解密函数，且满足D k （E k （M））=M。

3.1.3密码的分类•1、按应用的技术或历史发展阶段划分：•2、按保密程度划分：•3、按密钥方式划分：•4、按明文形态：•5、按编制原理划分：3.1.4 近代加密技术1、对称加密算法对称加密算法（synmetric algorithm），也称为传统密码算法，其加密密钥与解密密钥相同或很容易相互推算出来，因此也称之为秘密密钥算法或单钥算法。

对称算法分为两类，一类称为序列密码算法（stream cipher），另一种称为分组密码算法（blockcipher）。

对称加密算法的主要优点是运算速度快，硬件容易实现；其缺点是密钥的分发与管理比较困难，特别是当通信的人数增加时，密钥数目急剧膨胀。

2、非对称加密体制•非对称加密算法（Asynmetric Algorithm）也称公开密钥算法（Public Key Algorithm）。

《网络信息安全技术》知识点总结一、信息安全的含义1、信息安全的三个基本方面–保密性Confidentiality。

即保证信息为授权者享用而不泄漏给未经授权者。

–完整性Integrity✧数据完整性，未被未授权篡改或者损坏✧系统完整性，系统未被非授权操纵，按既定的功能运行–可用性Availability。

即保证信息和信息系统随时为授权者提供服务，而不要出现非授权者滥用却对授权者拒绝服务的情况。

2、网络安全面临的威胁：基本安全威胁：✍信息泄露（机密性）：窃听、探测✍完整性破坏（完整性）：修改、复制✍拒绝服务（可用性）：加大负载、中断服务✍非法使用（合法性）：侵入计算机系统、盗用潜在的安全威胁偶发威胁与故意威胁偶发性威胁：指那些不带预谋企图的威胁，发出的威胁不带主观故意。

故意性威胁：指发出的威胁带有主观故意，它的范围可以从使用易行的监视工具进行随意的监听和检测，到使用特别的专用工具进行攻击。

主动威胁或被动威胁主动威胁：指对系统中所含信息的篡改，或对系统的状态或操作的改变。

如消息篡改被动威胁：不对系统中所含信息进行直接的任何篡改，而且系统的操作与状态也不受改变。

如窃听3、网络安全服务在计算机通信网络中，系统提供的主要的安全防护措施被称作安全服务。

安全服务主要包括：✍认证✍访问控制✍机密性✍完整性✍不可否认性二、密码学概述1、密码学研究的目的是数据保密。

数据保密性安全服务的基础是加密机制。

2、密码学包括两部分密切相关的内容：密码编制学和密码分析学。

3、密码系统包括以下4个方面：明文空间、密文空间、密钥空间和密码算法。

4、密码算法的分类：（1）按照密钥的特点分类：对称密码算法（又称传统密码算法、秘密密钥算法或单密钥算法）和非对称密钥算法（又称公开密钥算法或双密钥算法）对称密码算法（symmetric cipher)：就是加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个。

非对称密钥算法（asymmetric cipher)：加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个。

密码学与网络安全答案
密码学是关于保护信息安全的学科，而网络安全是保护网络系统免受恶意攻击和未经授权访问的技术和措施。

保障信息安全和网络安全对于个人、组织和国家来说都非常重要。

密码学旨在通过使用密码算法来保护数据的机密性、完整性和可用性。

最常见的密码学方法包括对称加密和非对称加密。

对称加密使用相同的密钥对数据进行加密和解密，而非对称加密使用一对密钥（公钥和私钥）进行加密和解密。

密码学还涉及到其他技术，如散列函数和数字签名，用于验证数据的完整性和身份认证。

网络安全是指保护网络和网络设备免受未经授权访问、攻击和损害的过程。

网络安全包括防火墙、入侵检测系统、入侵防御系统、安全认证、访问控制和数据加密等措施。

此外，网络安全还涉及安全的网络架构、安全的操作系统和应用程序等方面。

密码学和网络安全紧密相关，密码学提供了保护数据机密性和完整性的技术，而网络安全则提供了保护整个网络系统的技术和措施。

在网络通信中，密码学被广泛应用于加密敏感信息，以防止未经授权的访问和数据泄露。

网络安全措施则提供了保护网络和网络设备免受攻击和未经授权访问的能力。

综上所述，密码学和网络安全在保护信息安全和网络系统安全方面起着重要作用。

它们的目标是确保数据的保密性、完整性和可用性，防止数据泄露、损坏和未经授权访问。

关于密码学与网络安全技术的书籍介绍密码学与网络安全技术的书籍介绍《密码学与网络安全》是清华大学出版社出版的图书，作者是美国BehrouzA.Forouzan福罗赞。

密码学与网络安全出版日期：2021年ISBN：9787302185840版本：1版装帧：平装开本：16内容简介《密码学与网络安全》延续了Forouzan先生一贯的风格，以通俗易懂的方式全面阐述了密码学与计算机网络安全问题所涉及的各方面内容，从全局角度介绍了计算机网络安全的概念、体系结构和模式。

《密码学与网络安全》以因特网为框架，以形象直观的描述手法，详细地介绍了密码学、数据通信和网络领域的基础知识、基本概念、基本原理和实践方法，堪称密码学与网络安全方面的经典著作。

《密码学与网络安全》包括其中文导读英文版可作为大学本科通信相关专业的教科书，也可作为对密码学与网络安全有兴趣的读者的自学用书。

作者简介Behrouz A. Forouzan 先生毕业于加州大学艾尔温分校，现在是迪安那大学教授，从事计算机信息系统方面的研究工作。

此外，他还是多家公司的系统开发咨询顾问。

除本书外，Forouzan还著有多部成功的编程与网络方面的书籍，有的已经成为该领域的权威性著作，例如《TCP/IP协议族第3版》和《密码学与网络安全》等。

编辑推荐《密码学与网络安全》作者Behrouz A Forouzan运用一种易于理解的写作风格和直观的表述方法，为我们全面介绍了密码学与网络安全方面的概念。

他把难于理解的教学概念穿插在了中间的章节中，这样既为后面章节的学习打下必要的数学基础，又紧密结合密码学，使枯燥的数学概念变得妙趣横生。

概念阐释直观、易懂稗序可用性强，便于学生实践最新的网络安全技术，贴近实际。

目录第1章导言1.1 安全目标1.1.1 机密性1.1.2 完整性1.1.3 可用性1.2 攻击1.2.1 威胁机密性的攻击1.2.2 威胁完整性的攻击1.2.3 威胁可用性的攻击1.2.4 被动攻击与主动攻击1.3 服务和机制1.3.1 安全服务1.3.2 安全机制1.3.3 服务和机制之间的关系1.4 技术1.4.1 密码术1.4.2 密写术1.5 本书的其余部分第Ⅰ部分对称密钥加密第Ⅱ部分非对称密钥加密第Ⅲ部分完整性、验证和密钥管理第Ⅳ部分网络安全1.6 推荐阅读1.7 关键术语1.8 概要1.9 习题集第Ⅰ部分对称密钥加密第2章密码数学第Ⅰ部分：模算法、同余和矩阵 2.1 整数算法2.1.1 整数集2.1.2 二进制运算2.1.3 整数除法2.1.4 整除性2.1.5 线性丢番图方程2.2 模运算2.2.1 模算符2.2.2 余集：Zn2.2.3 同余2.2.4 在集合Zn当中的运算2.2.5 逆2.2.6 加法表和乘法表2.2.7 加法集和乘法集的不同2.2.8 另外两个集合2.3 矩阵2.3.1 定义2.3.2 运算和关系2.3.3 行列式2.3.4 逆2.3.5 剩余阵2.4 线性同余2.4.1 单变量线性方程2.4.2 线性方程组2.5 推荐阅读2.6 关键术语2.7 概要2.8 习题集第3章传统对称密钥密码 3.1 导言3.1.1 Kerckhoff原理3.1.2 密码分析3.1.3 传统密码的分类 3.2 代换密码3.2.1 单码代换密码3.2.2 多码代换密码3.3 换位密码3.3.1 无密钥换位密码3.3.2 有密钥的换位密码 3.3.3 把两种方法组合起来 3.4 流密码和分组密码3.4.1 流密码3.4.2 分组密码3.4.3 组合3.5 推荐阅读3.6 关键术语3.7 概要3.8 习题集第4章密码数学第Ⅱ部分：代数结构 4.1 代数结构4.1.1 群4.1.2 环4.1.3 域4.1.4 小结4.2 GF2n域4.2.1 多项式4.2.2 运用一个生成器4.2.3 小结4.3 推荐阅读4.4 关键术语4.5 概要4.6 习题集第5章现代对称密钥密码5.1 现代分组密码5.1.1 代换与换位5.1.2 作为置换群的分组密码5.1.3 现代分组密码的成分5.1.4 换字盒5.1.5 乘积密码5.1.6 两类乘积密码5.1.7 关于分组密码的攻击 5.2 现代流密码5.2.1 同步流密码5.2.2 异步流密码5.3 推荐阅读5.4 关键术语5.5 概要5.6 习题集第6章数据加密标准DES6.1 导言6.1.1 数据加密标准DES简史 6.1.2 概观6.2 DES的结构6.2.1 初始置换和最终置换 6.2.2 轮6.2.3 密码和反向密码6.2.4 示例6.3 DES分析6.3.1 性质6.3.2 设计标准6.3.3 DES的缺陷多重 DES.1 双重DES.2 三重DES6.5 DES的安全性6.5.1 蛮力攻击6.5.2 差分密码分析6.5.3 线性密码分析6.6 推荐阅读6.7 关键术语6.8 概要6.9 习题集第7章高级加密标准AES7.1 导言7.1.1 高级加密标准AES简史7.1.2 标准7.1.3 轮7.1.4 数据单位7.1.5 每一个轮的结构7.2 转换7.2.1 代换7.2.2 置换7.2.3 混合7.2.4 密钥加7.3 密钥扩展7.3.1 在AES-128中的密钥扩展7.3.2 AES-192和AES-256中的密钥扩展 7.3.3 密钥扩展分析7.4 密码7.4.1 源设计7.4.2 选择性设计7.5 示例7.6 AES的分析7.6.1 安全性7.6.2 可执行性7.6.3 复杂性和费用7.7 推荐阅读7.8 关键术语7.9 概要7.10 习题集第8章应用现代对称密钥密码的加密 8.1 现代分组密码的应用8.1.1 电子密码本模式8.1.2 密码分组链接CBC模式8.1.3 密码反馈CFB模式8.1.4 输出反馈OFB模式8.1.5 计数器CTR模式8.2 流密码的应用8.2.1 RC48.2.2 A5/18.3 其他问题8.3.1 密钥管理8.3.2 密钥生成8.4 推荐阅读8.5 关键术语8.6 概要8.7 习题集第Ⅱ部分非对称密钥加密第9章密码数学第Ⅲ部分：素数及其相关的同余方程 9.1 素数9.1.1 定义9.1.2 素数的基数9.1.3 素性检验9.1.4 Euler Phi-欧拉?n函数9.1.5 Fermat费尔马小定理9.1.6 Euler定理9.1.7 生成素数9.2 素性测试9.2.1 确定性算法9.2.2 概率算法9.2.3 推荐的素性检验9.3 因数分解9.3.1 算术基本定理9.3.2 因数分解方法9.3.3 Fermat方法 2489.3.4 Pollard p – 1方法9.3.5 Pollard rho方法9.3.6 更有效的方法9.4 中国剩余定理9.5 二次同余9.5.1 二次同余模一个素数9.5.2 二次同余模一个复合数9.6 指数与对数9.6.1 指数9.6.2 对数9.7 推荐阅读9.8 关键术语9.9 概要9.10 习题集第10章非对称密钥密码学10.1 导言10.1.1 密钥10.1.2 一般概念10.1.3 双方的需要10.1.4 单向暗门函数10.1.5 背包密码系统10.2 RSA密码系统10.2.1 简介10.2.2 过程10.2.3 一些普通的例子10.2.4 针对RSA的攻击10.2.5 建议10.2.6 最优非对称加密填充OAEP 10.2.7 应用10.3 RABIN密码系统10.3.1 过程10.3.2 Rabin系统的安全性10.4 ELGAMAL密码系统10.4.1 ElGamal密码系统10.4.2 过程10.4.3 证明10.4.4 分析10.4.5 ElGamal的安全性10.4.6 应用10.5 椭圆曲线密码系统10.5.1 基于实数的椭圆曲线10.5.2 基于GF p的椭圆曲线10.5.3 基于GF2n的椭圆曲线10.5.4 模拟ElGamal的椭圆曲线加密系统 10.6 推荐阅读10.7 关键术语10.8 概要10.9 习题集第Ⅲ部分完整性、验证和密钥管理第11章信息的完整性和信息验证11.1 信息完整性11.1.1 文档与指纹11.1.2 信息与信息摘要11.1.3 区别11.1.4 检验完整性11.1.5 加密hash函数标准11.2 随机预言模型11.2.1 鸽洞原理11.2.2 生日问题11.2.3 针对随机预言模型的攻击 11.2.4 针对结构的攻击11.3 信息验证11.3.1 修改检测码11.3.2 信息验证代码MAC11.4 推荐阅读11.5 关键术语11.6 概要11.7 习题集第12章加密hash函数12.1 导言12.1.1 迭代hash函数12.1.2 两组压缩函数12.2 SHA-51212.2.1 简介12.2.2 压缩函数12.2.3 分析12.3 WHIRLPOOL12.3.1 Whirlpool密码12.3.2 小结12.3.3 分析12.4 推荐阅读12.5 关键术语12.6 概要12.7 习题集第13章数字签名13.1 对比13.1.1 包含性13.1.2 验证方法13.1.3 关系13.1.4 二重性13.2 过程13.2.1 密钥需求13.2.2 摘要签名13.3 服务13.3.1 信息身份验证13.3.2 信息完整性13.3.3 不可否认性13.3.4 机密性13.4 针对数字签名的攻击13.4.1 攻击类型13.4.2 伪造类型13.5 数字签名方案13.5.1 RSA数字签名方案13.5.2 ElGamal数字签名方案13.5.3 Schnorr数字签名方案 13.5.4 数字签名标准DSS13.5.5 椭圆曲线数字签名方案 13.6 变化与应用13.6.1 变化13.6.2 应用13.7 推荐阅读13.8 关键术语13.9 概要13.10 习题集第14章实体验证14.1 导言14.1.1 数据源验证与实体验证 14.1.2 验证的类型14.1.3 实体验证和密钥管理14.2 口令14.2.1 固定口令14.2.2 一次性密码14.3 挑战—应答14.3.1 对称密钥密码的运用14.3.2 带密钥hash函数的应用 14.3.3 非对称密钥密码的应用 14.3.4 数字签名的应用14.4 零知识14.4.1 Fiat-Shamir协议14.4.2 Feige-Fiat-Shamir协议 14.4.3 Guillou-Quisquater协议 14.5 生物测试14.5.1 设备14.5.2 注册14.5.3 验证14.5.4 技术14.5.5 准确性14.5.6 应用14.6 推荐阅读14.7 关键术语14.8 概要14.9 习题集第15章密钥管理15.1 对称密钥分配15.2 KERBEROS15.2.1 服务器15.2.2 操作15.2.3 不同服务器的运用15.2.4 Kerberos第五版15.2.5 领域15.3 对称密钥协定15.3.1 Diffie-Hellman密钥协定 15.3.2 站对站密钥协定15.4 公钥分配15.4.1 公钥公布15.4.2 可信中心15.4.3 可信中心的控制15.4.4 认证机关15.4.5 X.50915.4.6 公钥基础设施PKI15.5 推荐阅读15.6 关键术语15.7 概要15.8 习题集第Ⅳ部分网络安全第16章应用层的安全性：PGP和S/MIME 16.1 电子邮件16.1.1 电子邮件的构造16.1.2 电子邮件的安全性16.2 PGP16.2.1 情景16.2.2 密钥环16.2.3 PGP证书16.2.4 密钥撤回16.2.5 从环中提取消息16.2.6 PGP包16.2.7 PGP信息16.2.8 PGP的应用16.3 S/MIME16.3.1 MIME16.3.2 S/MIME16.3.3 S/MIME的应用1 推荐阅读16.5 关键术语16.6 概要16.7 习题集第17章传输层的安全性：SSL和TLS 17.1 SSL结构17.1.1 服务17.1.2 密钥交换算法17.1.3 加密/解密算法17.1.4 散列算法17.1.5 密码套件17.1.6 压缩算法17.1.7 加密参数的生成17.1.8 会话和连接17.2 4个协议17.2.1 握手协议17.2.2 改变密码规格协议17.2.3 告警协议17.2.4 记录协议17.3 SSL信息构成17.3.1 改变密码规格协议17.3.2 告警协议17.3.3 握手协议17.3.4 应用数据17.4 传输层安全17.4.1 版本17.4.2 密码套件17.4.3 加密秘密的生成17.4.4 告警协议17.4.5 握手协议17.4.6 记录协议17.5 推荐阅读17.6 关键术语17.7 概要17.8 习题集第18章网络层的安全：IPSec 18.1 两种模式18.2 两个安全协议18.2.1 验证文件头AH18.2.2 封装安全载荷ESP18.2.3 IPv4和IPv618.2.4 AH和ESP18.2.5 IPSec提供的服务18.3 安全关联18.3.1 安全关联的概念18.3.2 安全关联数据库SAD18.4 安全策略18.5 互联网密钥交换IKE18.5.1 改进的Diffie-Hellman密钥交换 18.5.2 IKE阶段18.5.3 阶段和模式18.5.4 阶段Ⅰ：主模式18.5.5 阶段Ⅰ：野蛮模式18.5.6 阶段Ⅱ：快速模式18.5.7 SA算法18.6 ISAKMP18.6.1 一般文件头18.6.2 有效载荷18.7 推荐阅读18.8 关键术语18.9 概要18.10 习题集附录A ASCII附录B 标准与标准化组织附录C TCP/IP套件附录D 初等概率附录E 生日问题附录F 信息论附录G 不可约多项式与本原多项式列举附录H 小于10 000的素数附录I 整数的素因数附录J 小于1000素数的一次本原根列表附录K 随机数生成器附录L 复杂度附录M ZIP附录N DES差分密码分析和DES线性密码分析附录O 简化DESS-DES附录P 简化AESS-AES附录Q 一些证明术语表参考文献感谢您的阅读，祝您生活愉快。

密码学与网络安全密码学是研究如何保护信息安全的一门学科，而网络安全是指在使用互联网时维护信息安全的一系列措施。

在当今数字化时代，密码学与网络安全的重要性越来越被人们所重视。

本文将介绍密码学的基本原理、常见的密码算法以及网络安全的相关措施和挑战。

一、密码学的基本原理密码学的基本原理是通过使用密码算法对信息进行加密和解密，以达到保护信息的目的。

密码学中的基本术语包括明文、密文、加密算法和解密算法等。

1.明文和密文明文是指未经过加密处理的原始信息，而密文是通过加密算法对明文进行加密后得到的加密文本。

密文通过使用相应的解密算法才能恢复为明文。

2.加密算法和解密算法加密算法是指将明文转化为密文的过程，而解密算法是指将密文恢复为明文的过程。

常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。

3.对称加密算法对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密算法。

在对称加密算法中，发送方和接收方必须共享同一个密钥才能进行加解密操作。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

4.非对称加密算法非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的加密算法。

在非对称加密算法中，发送方使用接收方的公钥进行加密操作，而接收方使用自己的私钥进行解密。

常见的非对称加密算法有RSA、Diffie-Hellman等。

二、常见的密码算法1. DES算法DES（Data Encryption Standard）算法是一种对称密钥加密算法，使用56位密钥对明文进行加密，并生成64位的密文。

DES算法在数据加密领域应用广泛，但其密钥长度较短，易于被暴力破解。

2. AES算法AES（Advanced Encryption Standard）算法是一种对称密钥加密算法，使用128、192或256位密钥对明文进行加密。

AES算法被广泛应用于加密通信和数据存储领域，具有较高的安全性。

3. RSA算法RSA算法是一种非对称密钥加密算法，使用数论相关的数学原理，通过生成公钥和私钥来进行加密和解密操作。

网络安全中基于传统对称密码体制的密钥管理摘要本文主要介绍了基于传统对称密码体制下的一种密钥分配方案。

它将整个系统中的密钥从低到高分成三个等级——初级密钥、二级密钥和主机主密钥。

低级密要不会以明文的形式出现，而是以受高级密钥加密的形式传输和保存。

高级密钥存放在一种专有密码装置（硬件）的工作寄存器中（该寄存器的内容只能设置不能访问），并且相关的密码转换操作均在专有密码装置中进行，这样便保证了密钥装置内之外永不一明文的形式出现。

从而较好的提供了一种安全的密钥管理方案。

1．介绍根据近代密码学的观点，密码系统的安全应只取决于密钥的安全，而不取决于对算法的保密。

在计算机网络环境中，由于用户和节点很多，需要使用大量的密钥。

密钥的数量如此之大，而且又要经常更换，其产生、存贮、分配是极大的问题。

如无一套妥善的管理方法，其困难性和危险性是可想而知的。

以下的讨论基于这样一个事实：计算机网络中的各个节点或者是主机或者是终端。

为了简化密钥的管理工作，我们采用密钥分级策略。

我们将密钥分成初级密钥、二级密钥和主机主密钥三个级别。

1）初级密钥用于加解密数据的密钥称为初级密钥，记为K。

初级密钥可由系统应用实体请求通过硬件或软件方式自动产生，也可以由用户自己提供。

初级密钥仅在两个应用实体交换数据时才存在，它的生存周期很短，通常只有几分钟。

为了安全，初级密钥必须受更高一级的密钥的保护，直至它的生存周期结束为止。

一般而言，初级密钥为相互通信的两个进程所共享，在主机或终端上会同时存在多个初级密钥。

2）二级密钥二级密钥用以加密保护初级密钥，记作KN。

二级密钥的生存周期一般较长，它在较长时间里保持不变。

3）主机主密钥主机主密钥是这一管理方案中的最高机密钥，记作KM，用于对主机系统的初级密钥和二级密钥提供保护。

主机主密钥的生存周期很长。

在一个网络系统中由主机和终端等多种需要使用密钥的实体，只有针对不同性质的实体配备不同的密钥，并对不同的密钥采取不同的保护才能方便密钥的管理。

对称密码学特点概述及解释说明1. 引言1.1 概述对称密码学是现代密码学的一个重要分支，其通过使用相同的密钥实现数据的加密和解密，具有高效、快速等特点。

本文旨在对对称密码学的特点进行概述和解释说明，包括其定义与背景、加密与解密方式以及密钥管理与安全性等方面内容。

1.2 文章结构本文将按照以下逻辑进行叙述：首先，在第2节中，我们将给出对称密码学的定义与背景，介绍它的基本原理和发展历程。

然后，在第3节中，我们将详细讨论对称密码学中常用的几种算法，包括凯撒密码、DES算法和AES算法，并举例说明它们的工作原理和应用场景。

接下来，在第4节中，我们将探讨对称密码学在网络通信安全、数据存储和传输安全以及身份验证和访问控制机制等领域的应用情况。

最后，在第5节中，我们将总结对称密码学的特点与应用场景，并展望其未来发展趋势及面临的挑战。

1.3 目的本文旨在系统地介绍对称密码学的特点，并深入探讨它在各个领域中的应用。

通过对对称密码学的概述和解释说明，读者将能够全面了解对称密码学的基本原理和工作机制，以及其在安全通信、数据保护和身份验证等方面的重要作用。

同时，本文还旨在提醒读者对对称密码学的未来发展趋势及挑战保持关注，并为相关研究和应用提供参考依据。

[注意]文章中摘取了1. 引言部分，请根据所需补充完整内容。

2. 对称密码学特点：2.1 定义与背景：对称密码学是一种加密技术，它使用相同的密钥进行加密和解密。

在对称密码学中，发送方使用相同的密钥将明文转换为密文，然后接收方使用相同的密钥将密文还原为明文。

这种对称性质使得对称密码学算法具有高效性和速度快的优势。

对称密码学起源于古代时期，如凯撒密码等简单的置换加密方法。

随着计算机技术的发展，现代对称密码学算法如DES（数据加密标准）和AES（高级加密标准）被广泛应用于信息安全领域。

2.2 加密与解密方式：在对称密码学中，原始数据被称为明文，通过加密算法和相同的秘钥进行加密操作后生成密文。

计算机⽹络安全——对称加密算法DES（⼀）⼀、对称加密算法概念我们通过计算机⽹络传输数据时，如果⽆法防⽌他⼈窃听，可以利⽤密码学技术将发送的数据变换成对任何不知道如何做逆变换的⼈都不可理解的形式，从⽽保证了数据的机密性。

这种变换被称为加密（ encryption），被加密的数据被称为密⽂（ ciphertext），⽽加密前的数据被称为明⽂（ plaintext）。

接收⽅必须能通过某种逆变换将密⽂重新变换回原来的明⽂，该逆变换被称为解密（decryption）。

加密和解密过程可以以⼀个密钥（ key）为参数，并且加密和解密过程可以公开，⽽只有密钥需要保密。

即只有知道密钥的⼈才能解密密⽂，⽽任何⼈，即使知道加密或解密算法也⽆法解密密⽂。

加密密钥和解密密钥可以相同，也可以不同，取决于采⽤的是对称密钥密码体制还是公开密钥密码体制。

所谓对称密钥密码体制是⼀种加密密钥与解密密钥相同的密码体制。

在这种加密系统中，两个参与者共享同⼀个秘密密钥，如果⽤⼀个特定的密钥加密⼀条消息，也必须要使⽤相同的密钥来解密该消息。

该系统⼜称为对称密钥系统。

数据加密标准（ Data Encryption Standard， DES）是对称密钥密码的典型代表，由IBM公司研制，于1977年被美国定为联邦信息标准。

其加密解密基本流程如下图：⼆、.NET 使⽤ DES 加密DES使⽤的密钥为64 位（实际密钥长度为56 位，有8位⽤于奇偶校验）。

密码的字节长度不能低于64位（8个字节），下⾯是实现代码：1 using System;2 using System.IO;3 using System.Linq;4 using System.Security.Cryptography;5 using System.Text;67 namespace encryption.des8 {9 /// <summary>10 /// DES 加密与解密11 /// DES加密：https:///question/3676782912 /// 加密基本知识：https:///des.html13 /// </summary>14 public class DesAlgorithm15 {16 public Encoding Encoding { get; set; }17 public PaddingMode Padding { get; set; }18 public CipherMode Mode { get; set; }19 public string PassWord { get; private set; }20 private DESCryptoServiceProvider _des;2122 #region .ctor2324 public DesAlgorithm()25 {26 _des = new DESCryptoServiceProvider();27 PassWord = Convert.ToBase64String(_des.Key);28 Encoding = Encoding.UTF8;29 Padding = PaddingMode.PKCS7;30 Mode = CipherMode.CBC;31 }32 #endregion333435 /// <summary>36 /// 通过字符串⽣成新的密钥37 /// </summary>38 /// <param name="password">密码</param>39 /// <returns></returns>40 public DESCryptoServiceProvider CreateNewkey(string password)41 {42 try43 {44 byte[] buffer = Encoding.GetBytes(password).Skip(0).Take(8).ToArray();45 _des = new DESCryptoServiceProvider()46 {47 Key = buffer,48 IV=buffer,49 };50 PassWord = password;51 return _des;52 }53 catch (Exception e)54 {55 Console.WriteLine($"Wrong Length:{e.Message},{e.InnerException}");56 return null;57 }58 }5960 /// <summary>61 /// DES加密62 /// </summary>63 /// <param name="pToEncrypt">需要加密的字符串<see cref="string"/></param>64 /// <returns></returns>65 public string Encrypt(string pToEncrypt)66 {67 byte[] inputByteArray = Encoding.GetBytes(pToEncrypt);68 return Convert.ToBase64String(this.Encrypt(inputByteArray));69 }7071 /// <summary>72 /// DES加密73 /// </summary>74 /// <param name="pToEncrypt">待加密的byte数组<see cref="byte"/></param>75 /// <returns></returns>76 public byte[] Encrypt(byte[] pToEncrypt)77 {78 byte[] base64 = null;79 using (var ms = new MemoryStream())80 {81 using (var cs = new CryptoStream(ms, _des.CreateEncryptor(), CryptoStreamMode.Write))82 {83 cs.Write(pToEncrypt, 0, pToEncrypt.Length);84 cs.FlushFinalBlock();85 }86 base64 = ms.ToArray();87 }88 return base64;89 }9091 /// <summary>92 /// DES解密93 /// </summary>94 /// <param name="pToDecrypt">需要解密的字符串</param>95 /// <returns></returns>96 public string Decrypt(string pToDecrypt)97 {98 byte[] inputByteArray = Convert.FromBase64String(pToDecrypt);99 return Encoding.GetString(this.Decrypt(inputByteArray));100 }101102 /// <summary>103 /// DES解密104 /// </summary>105 /// <param name="pToDecrypt">待解密的byte数组<see cref="byte"/></param>106 /// <returns></returns>107 public byte[] Decrypt(byte[] pToDecrypt)108 {109 byte[] data = null;110 using (var ms = new MemoryStream())111 {112 using (CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, _des.CreateDecryptor(), CryptoStreamMode.Write))113 {114 cs.Write(pToDecrypt, 0, pToDecrypt.Length);115 cs.FlushFinalBlock();116 }117 data = ms.ToArray();118 }119 return data;120 }121 }122 }三、.NET 使⽤ 3DES 加密DES使⽤的密钥为64 位，它是⼀个优秀的密码算法，⽬前还没有发现⽐蛮⼒攻击更好的破解⽅法。

密码学与网络安全答案密码学是一门研究如何保护信息安全的学科，它广泛应用于网络安全领域。

网络安全是保护网络系统免受未经授权的访问、破坏、窃取和干扰的措施。

密码学在网络安全中起到至关重要的作用，提供了许多重要的技术和算法来保护数据和通信的机密性、完整性和可用性。

首先，密码学提供了一种加密方法，即将明文转化为密文，以保护数据的机密性。

加密算法有许多种，如对称加密和非对称加密。

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密，比如DES和AES算法。

非对称加密使用公钥加密和私钥解密，比如RSA算法。

通过使用加密方法，即使攻击者获得了密文，也无法轻易破解，从而保护了数据的安全性。

其次，密码学还提供了一种验证和认证方法，以确保数据的完整性和真实性。

数字签名是一种常用的认证技术，它使用非对称密钥加密算法，通过在信息上附加一个数字签名来证明发送者的身份。

同时，数字签名也可以保证信息的完整性，因为一旦信息被篡改，数字签名就会无效。

此外，还有其他技术，如消息认证码（MAC）和哈希函数，可以验证数据的完整性和真实性。

此外，密码学还提供了一些密码协议和安全协议，用于在网络通信中保护数据的机密性和完整性。

比如，安全套接层（SSL）和传输层安全（TLS）协议用于在客户端和服务器之间建立安全通信，防止中间人攻击和数据窃听。

另一个例子是虚拟私有网络（VPN），它提供了一种安全的远程访问网络的方法，通过加密和隧道技术来保护数据和通信的安全。

除了上述的技术和方法，密码学还包括密码学分析和密码破解技术，以及密码理论的研究。

密码学分析是指破解密码算法和系统，以发现其弱点和漏洞。

密码破解技术是指尝试通过猜测、穷举和其他方法获取密码的过程。

密码理论则研究密码学的基本原理和概念，以及构建安全密码系统的方法和原则。

综上所述，密码学在网络安全领域起着重要的作用。

它通过提供加密、验证和认证技术，保护数据和通信的机密性、完整性和可用性。

密码学还提供了一些密码协议和安全协议，用于保护网络通信的安全性。