1 / 27

密码算法与应用基础

密码算法与应用基础. 一、信息安全引论 阳振坤 yzk@icst.pku.edu.cn 计算机科学技术研究所 http://www.icst.pku.edu.cn/cryptocourse/. 辅导老师. 李斌 老师 li_bin@icst.pku.edu.cn. 前言. 信息为什么不安全  为什么需要密码  有了密码 , 信息就安全了吗  “密码 + 协议”信息安全 ( 技术上 ). 内容提要. 信息安全引论 对称密钥密码 对称密钥密码应用基础 公开密钥密码 数字签名与 Hash 函数 公开密钥密码应用基础 密钥交换与密钥管理.

kenyon-mcpherson
Download Presentation

密码算法与应用基础

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 密码算法与应用基础 一、信息安全引论 阳振坤 yzk@icst.pku.edu.cn 计算机科学技术研究所 http://www.icst.pku.edu.cn/cryptocourse/

  2. 辅导老师 李斌 老师 li_bin@icst.pku.edu.cn

  3. 前言 • 信息为什么不安全  • 为什么需要密码  • 有了密码,信息就安全了吗  • “密码+协议”信息安全(技术上)

  4. 内容提要 • 信息安全引论 • 对称密钥密码 • 对称密钥密码应用基础 • 公开密钥密码 • 数字签名与Hash函数 • 公开密钥密码应用基础 • 密钥交换与密钥管理

  5. 参考书 • William Stallings, Cryptography and network security: principles and practice, Second Edition. • Bruce Shneier, Applied cryptography: protocols, algorithms, and sourcecode in C, Second Edition. • 密码学导引,冯登国,裴定一 • Alfred J. Menezes, Paul C. van Oorschot, Scott A. Vanstone, Handbook of applied cryptography.

  6. 基础知识与考试 所需基础知识： • 概率论、数论、代数学 • 数据结构、操作系统、计算机网络 • 资源需求： • 同学需自备Linux实验环境以完成实习作业(C/C++编程) 成绩： • 实习作业与期末考试各50%

  7. 师说 孔子曰:“三人行，则必有我师”。是故弟子不必不如师，师不必贤于弟子。闻道有先后，术业有专攻，如是而已。 韩愈

  8. 密码算法与应用基础 • 信息安全引论 • 对称密钥密码 • 对称密钥密码应用基础 • 公开密钥密码 • 数字签名与Hash函数 • 公开密钥密码应用基础 • 密钥交换与密钥管理

  9. 信息安全引论 • 传统方式下的信息安全  • 数字世界中的信息安全  • 信息安全的基本内容  • 攻击  • 密码分类  • 密码学发展简史  

  10. 传统方式下的信息安全 • 复制品与原件存在不同 • 对原始文件的修改总是会留下痕迹 • 模仿的签名与原始的签名有差异 • 用铅封来防止文件在传送中被非法阅读或篡改 • 用保险柜来防止文件在保管中被盗窃、毁坏、非法阅读或篡改 • 用签名或者图章来表明文件的真实性和有效性 • 信息安全依赖于物理手段与行政管理 • 

  11. 数字世界中的信息安全 • 复制后的文件跟原始文件没有差别 • 对原始文件的修改可以不留下痕迹 • 无法象传统方式一样在文件上直接签名或盖章 • 不能用传统的铅封来防止文件在传送中被非法阅读或篡改 • 难以用类似于传统的保险柜来防止文件在保管中被盗窃、毁坏、非法阅读或篡改 • 信息安全的危害更大: 信息社会更加依赖于信息，信息的泄密、毁坏所产生的后果更严重 • 信息安全无法完全依靠物理手段和行政管理 • 

  12. 信息安全的基本内容 • 保密性(Confidentiality) • 真实性(Authentication) • 完整性(Integrity) • 不可否认性(Nonrepudiation) • 访问的可控制性(Access control) • 可用性(Availability) • 

  13. 攻击(分类) • 攻击分类：被动攻击与主动攻击 • 被动攻击,如窃听或者偷窥,非常难以被检测到,但可以防范 • release of message content • traffic analysis • 主动攻击,常常是对数据流的修改,可以被检测到,但难以防范 • masquerade • replay • modification of message • denial of service

  14. 攻击(图示)

  15. 密码分类-i • 对称密钥密码(单钥密码) 流密码 分组密码 • 非对称密钥密码(公开密钥密码/双钥密码) 分组密码

  16. 密码分类-ii • 对称密钥密码:流密码 每次对一位或一字节加密 手机 One-time padding,Vigenére,Vernam • 对称密钥密码:分组密码 每次对一块数据加密 多数网络加密应用 DES,IDEA,RC6,Rijndael • 可作为流密码使用

  17. 密码分类-iii • 公开密钥密码:都是分组密码 每次对一块数据加密 数字签名,身份认证 RSA,ECC,ElGamal 加密解密速度慢  

  18. 密码学发展简史 • 三个阶段： • 1949年之前 古典密码 • 1949～1975年 现代密码出现 • 1976年以后 公钥密码诞生

  19. 密码学发展简史-i • 1949年之前:古典密码 • 密码学还不是科学,而是艺术 • 出现一些密码算法和加密设备 • 密码算法的基本手段(substitution & permutation)出现 • 简单的密码分析手段出现 • 数据的保密基于加密算法的保密

  20. 密码学发展简史-ii • 1949～1975年: 现代密码出现 • 计算机使得基于复杂计算的密码成为可能 • 密码开始走出铁幕 • 1949年Shannon的“保密系统的信息理论” • 1967年Kahn的“The Codebreakers” • 1971-73年IBM的Feistel等的几篇技术报告  Smith,J.L.,The Design of Lucifer, A Cryptographic Device for Data Communication, 1971 Smith,J.L.,…,An Expremental Application of Cryptogrphy to a remotely Accessed Data System, Aug.1972  Feistel,H.,Cryptography and Computer Privacy, May 1973 • Lucifer  DES • 数据的安全基于密钥而不是算法的保密

  21. 密码学发展简史-iii • 1976年以后: 公钥密码诞生 • 1976年Diffie & Hellman的“New Directions in Cryptography”提出了不对称密钥密码 • 1977年Rivest,Shamir & Adleman提出了RSA公钥算法 • 90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法 • 公钥密码使得加密者和解密者可以是两个分开的实体

  22. 密码学发展简史-iv • 1976年以后: 对称密钥密码算法进一步发展 • 1977年DES正式成为标准 • 80年代出现“过渡性”的“post DES”算法,如IDEA,RCx,CAST等 • 90年代对称密钥密码进一步成熟 Rijndael, RC6, MARS, Twofish, Serpent等出现 • 2001年Rijndael成为DES的替代者  

  23. 信息为什么不安全 • 信息需要共享... • 信息需要使用... • 信息需要交换... • 信息需要传输... 

  24. 为什么需要密码 • 信息的存储:在公开的地方 • 信息的交换:使用非隐秘界质 • 信息的传输:通过不安全信道 •  

  25. 有了密码,信息就安全了吗?-1 • 客户C要银行B把￥1M转到商家D的账上,假定C与B之间使用加密算法足够安全,共享密钥KCB只有双方知道, C信任B,转账过程为： • CB: KCB(Hi,我是C) • BC: KCB(Hi,我是银行) • CB: KCB(我要转账到D) • BC: KCB(OK,转多少?) • CB: KCB(￥1M) • BC: KCB(OK,已经转账完毕) • 上述方案是否有漏洞？

  26. 有了密码,信息就安全了吗?-2 • 客户C与银行B的认证： • CB: {C,RC} • BC: {RB,KCB(RC)} • CB: {KCB(RB)} …...

  27. 有了密码,信息就安全了吗?-3 • 客户C与银行B认证的攻击： • DB: {C,RD} • BD: {RB,KCB(RD)} • DB: KCB(RB)} • D=>B: {C,RB} • B=>D: {RB2,KCB(RB)} • D=>B: KCB(RB)} …... • 

More Related