密码学
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Rijndael
不属于Feistel结构 加密、解密相似但不对称 支持128/32=Nb数据块大小 支持128/192/256(/32=Nk)密钥长度 有较好的数学理论作为基础 结构简单、速度快
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Rijndael安全性
没有发现弱密钥或补密钥 能有效抵抗目前已知的攻击算法
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使用图
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CBC的特点
相同的明文在相同的密钥和IV作用下，产生相同的密文。 如果改变IV，或密钥，或第一个明文块，将会产生比不 同的密文
链式机制会使得密文cj与明文xj以及前面所有的明文块 都有关系。这种关联表现在前面密文块的值上。因此， 密文块的重新排列会影响解密。一个密文块的正确破译 需要用到先前的密文块
但是因为相同的明文分组永远被加密成相同的密 文分组，因此在理论上制作一个包含明文和其相 对应的密文的密码本是可能的，如果密码分析者 掌握着大量的明密文对，他就可以在不知道密钥 的情况下解密出部分明文消息，从而为进一步解 密提供线索。
密码学
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CBC
每一个密文分组Y， 在用密钥K加密之前， 都要先跟下一个明文 分组相异或
冗长密钥调度算法： Blowfish
可变的F：CAST-128
发展趋势：
可变长明文/密文块长度、可变圈数、每圈 操作作用于全部数据
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分组密码算法总体研究趋势
模型研究 选取适当的密码特性好的非线性模块
和线性模块，构造分组密码算法
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Feistel 与SP相结合
线性攻击 差分攻击
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密码算法的使用
标准工作模式 如何用到实际工程之中构建安全的信息
传递通道
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密码工作模式的目的
解决密钥的产生和使用问题

安全性依赖于基本密码，而不依赖模式。工作模 式不会损害算法的安全性
1980 年 12 月，FIPS81 标准化了为 DES 开发 的四种工作模式，这些工作模式可用于任何分组 密码：
电子密码本模式（ECB）
密码反馈模式（CFB）
密码分组链接模式（CBC）
输出反馈模式（OFB）
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ECB
一个明文分组加密成 一个密文分组，每个 明文分组都可被独立 地进行加解密，因而 对整个明文序列的加 解密可以以随机的顺 序进行
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使用图
密码学
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ECB的特点-1
相同的明文块在相同的密钥作用下产生相同的密 文(明文相同性)
按照保密的内容分： 受限制的(restricted)算法：算法的保密性
基于保持算法的秘密。
基于密钥(key-based)的算法：算法的保密 性基于对密钥的保密。
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密码算法分类-ii
基于密钥的算法，按照密钥的特点分类：
对称密码算法(symmetric cipher)：又称传统密码算法 (conventional 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。又称秘密密钥算法 或单密钥算法。
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密码算法分类-iv
按照对明文的处理方式：
分组密码(block cipher)：将明文分成固定 长度的组，用同一密钥和算法对每一块加 密，输出也是固定长度的密文。
流密码(stream cipher)：又称序列密码。序 列密码每次加密一位或一字节的明文，也 可以称为流密码。
序列密码是手工和机械密码时代的主流
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。又称公开密钥算法
(public-key cipher)。公开密钥算法用一个密钥进行加密, 而
用另一个进行解密。其中的加密密钥可以公开,又称公开密
钥(public key)，简称公钥。解密密钥必须保密,又称私人密
块可以被恢复
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密码算法分类-v
公开密钥密码: 大部分是分组密码，只有概率密码体制属
于流密码 用法：每次对一块数据加密 用途：数字签名,身份认证 举例：RSA, ECC, ElGamal
加密解密速度慢
密码学
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现代常规分组加密算法—发展趋势
一种是对DES进行复合，强化它的抗攻击 能力
另一种是开辟新的方法，即象DES那样加 解密速度快，又具有抗差分攻击和其他方 式攻击的能力
新理论、新技术：量子密码、生物密码
密码学
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对称密码算法简介
可变密钥长度: RC5
混合运算IDEA
数据相关的圈数RC5
密钥相关的圈数CAST-128
密钥相关的S盒: Blowfish
明文块被相互独立的加密，密文块的重新排序会 引起相应明文的重新排序(前后关联性)
一个密文块中一位或几位比特位出现错误，它只 影响这个块本身的解密 (错误增殖)
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ECB的特点-2
独立地进行加解密，因而对整个明文序列的加解 密可以以随机的顺序进行
这对于加解密以随机顺序存储的文件，如数据库， 是非常重要的
钥(private key)。简称私钥
密码学
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密码算法分类-iii
• 其中对称密钥密码又可分为：
分组密码 特点：每次对一块数据加密 应用：多数网络加密应用 举例：DES,IDEA,RC6,Rijndael
流密码—序列密码 特点：每次对一位或一字节加密 应用：手机 One-time padding,Vigenére,Vernam
一个密文块中的一个比特位的错误会影响到它本身和随
后的一个密文块的破译。这是因为第j个明文与第j和j-1
个密文相关。对手可以通过改变cj 来改变明文xj+1。
错误恢复。CBC模式是自同步，或称自动密钥加密的。
因此，如果在第j个密文块出现了错误，包括一个或多个
块的丢失，但第j+1,j+2个块是正确的话，第j+2个明文
密码学理论与技术
范明钰
课堂作业
1. 基本概念部分没有理解的问题 2. 古典密码部分没有理解的问题 3. 现代密码部分没有理解的问题 4. 课程到此所遇到的其他有关密码学的不理
解的问题
密码学
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主要内容
算法分类 密码算法面临的问题和发展趋势 算法的使用 操作模式
密码学
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密码算法分类-i