第十六章 计算机密码学
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
基本概念
? 密码学是研究加密和解密变换的科学
– 人们将可懂的文本称为明文，用,M”表示
– 将明文变换成的不可懂的文本称为密文
– 加密函数 E作用于 M得到密文 C,用数学表示,
? E（ M） =C
– 解密函数 D作用于 C产生 M
? D（ C） =M
– 先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来,
? D（ E（ M）） =M
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
算法和密钥
?受限制的算法
– 算法的保密性是基于保持算法的秘密
?现代密码学
– 使用一个密钥的加 /解密
– EK（ M） =C
– DK（ C） =M,
– DK（ EK（ M）） =M
– 使用两个密钥的加 /解密
– EK1（ M） =C
– DK2（ C） =M
– DK2 （ EK1（ M）） =M
加密 解密明文 密文
原始
明文
密钥 密钥
加密 解密明文 密文
原始
明文
加密
密钥
解密
密钥
算法和密钥
? 密码系统由算法、以及所有可能的明文、密文
和密钥组成的。基于密钥的算法通常有两类,
– 对称算法
? 对称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
? EK（ M） =C
? DK（ C） =M
– 公开密钥算法
? 用作加密的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不
能根据加密密钥计算出来
? 加密密钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息，又
叫公钥
? 相应的解密密钥才能解密信息，叫做私钥。
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
密码分析学
?密码编码学的主要目的是保持明文（或
密钥，或明文和密钥）的秘密以防止偷
听者（也叫对手、攻击者、截取者、入
侵者、敌手或干脆称为敌人）知晓
?密码分析学是在不知道密钥的情况下。
恢复出明文的科学。成功的密码分析能
恢复出消息的明文或密钥。密码分析也
可以发现密码体制的弱点
密码分析学
? 常用的密码分析攻击有七类，当然，每一类都
假设密码分析者知道所用的加密算法的全部知
识,
– 唯密文攻击
– 已知明文攻击
– 选择明文攻击
– 自适应选择明文攻击
– 选择密文攻击
– 选择密钥攻击
– 软磨硬泡 (Rubber-hose)攻击
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
密码学历史
?密码是一门古老的技术，它已有几千年
的历史，自从人类社会有了战争就出现
了密码。
?古代最著名的方法应该是凯撒大帝的 3个
字母轮换表加密方法。
?孙子兵法云：“兵者，诡道也。”
? 1975年 3月,IBM公司公开发表了 DES数
据加密标准
? RSA公钥密码算法
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
传统密码学之序列加密
? 传统密码学一般指的是 序列加密,分组加密
? 传统密码学又称为对称密钥密码体制，其存在
的最主要问题是,
– 由于加 /解密双方都要使用相同的密钥，因此在发送、
接收数据之前，必须完成密钥的分发。所以，密钥
的分发便成了该加密体系中的最薄弱，也是风险最
大的环节，所使用的手段均很难保障安全地完成此
项工作。
– 这样，密钥更新的周期加长，给他人破译密钥提供
了机会
传统密码学之序列加密
?单表加密
?单表置换型加密算法的破解原理
?多表置换
单表加密
?明文中每一个字符被替换成密文中的另
外一个字符。接收者对密文进行逆替换
就恢复出明文来。
– 简单代替密码
– 多名码代替密码
– 字母代替密码
– 多表代替密码
?建在 UNIX系统上的简单的加密程序,
– ROT13
单表置换型加密算法破解原理
? 单表置换密码是对明文的所有字母都用一个固
定的明文字母表到密文字母表的映射。
? 破解单表置换加密算法主要利用语言的内在的
规律性。
? 完全可以推测下面的给出了各字母出现的概率,
– a 0.0856 g 0.0199 m 0.0249 s 0.0607 y 0.1999
– b 0.0139 h 0.0528 n 0.0707 t 0.1045 z 0.0008
– c 0.0279 i 0.0627 o 0.0797 u 0.0249
– d 0.0378 j 0.0013 p 0.0199 v 0.0092
– e 0.1304 k 0.0420 q 0.0012 w 0.0149
– f 0.0289 l 0.0339 r 0.0677 x 0.0017
多表置换
?多表代替密码由 Leon Battista在 1568年发
明，在美国南北战争期间由联军使用
?多表代替密码有多个单字母密钥，每一
个密钥被用来加密一个明文字母。第一
个密钥加密明文的第一个字母，第二个
密钥加密明文的第二个字母等等。在所
有的密钥用完后，密钥又再循环使用
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
传统密码学之分组加密
? DES加密
? IDEA密码系统
?前苏联国家标准（ NSSU）
?斯奈尔（ B.Schneier） 密码
? TEA密码
DES加密
? DES是美国国家标准局于 1977年公布的
由 IBM公司研制的加密算法，并把它作
为非机要部门使用的数据加密标准。
密码反馈模式
IDEA密码系统
? IDEA(International Data Encryption
Algorithm)算法是近年来出现得分组密码
新的算法，由中国学者朱学嘉博士和著
名密码学家 James Massey于 1990年联合提
出，后经修改于 1992年最后完成,
?有许多科研单位和军事部门对 IDEA进行
攻击，但还没有见到成功的报道,是一种
很有希望的密码体制,
前苏联国家标准（ NSSU）
? NSSU是 National Standard of Soviet Union
的缩写，是前苏联政府公布供保密通信
使用的国家标准。
斯奈尔（ B.Schneier） 密码
?斯奈尔密码的最大特点是密钥长度可变。
它是明文为 64比特的分组密码，算法包
括密钥膨胀和加密两个部分。
?斯奈尔密码需要数量很大的子密钥，在
加密之前计算出来。全过程需要迭代 521
次，将所得结果存储起来供加密使用，
避免重复计算。
TEA密码
? TEA是 Tiny Encryption Algorithm的缩写。
特点是,
– 加密速度极快
– 高速高效
– 但是抗差分攻击能力差。
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
公钥密码
?背包公钥密码系统
? RSA公钥密码
?其他公钥加密算法
背包公钥密码系统
?背包问题
? MH背包公钥密码
?伽罗瓦（ Galois） 域上的背包公钥密码
? Diffie-Hellman密钥交换算法
RSA公钥密码
? RSA公钥密码系统是由 Rivest,Shamir和 Adleman联合
提出的，它的基础是数论的欧拉定理，它的安全性依
赖于大数的因数分解的困难性。
– 欧拉定理
– RSA加密算法
? RSA加密算法的过程是
? 1)取两个素数 p和 q（ 保密 ）
? 2)计算 n=pq(公开 ),?(n)=（ p-1） (q-1)（ 保密 ）
? 3)随机选取整数 e,满足 gcd(e,?(n))=1(公开 )
? 4)计算 d,满足 de≡1(mod ?(n))(保密 )
? 利用 RSA加密第一步需要将明文数字化, 并取长度小于 log2n位的
数字做明文块 。
? 加密算法 c=E(m) ≡me(mod n)
? 解密算法 D(c) ≡cd(mod n)
– RSA安全性
其他公钥加密算法
? 勒宾（ Rabin） 密码
? 科尔 -列维斯特（ Chor-Rivest） 背包公钥密码系
统
? 麦克黎斯（ McEliece） 公钥密码
? 椭圆曲线公钥密码
? MH背包公钥的 Shamir攻击
? L3算法
? Lagarias-Odlyzko-Brickell攻击
? 混合密码
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
密钥管理
?会话密钥和交换密钥
?密钥交换
?传统加密的密钥交换和鉴别
?密钥生成
?密钥的基础结构
?存储密钥和撤回密钥
?数字签名（ Digital Signatures）
会话密钥和交换密钥
?会话密钥和交换密钥是有区别的
? 定义, 交换密钥就是通信过程中，与主体联系的
加密密钥。会话密钥只是与通信过程本身相关的
加密密钥。
?会话密钥可以预防向前搜索
?交换密钥是与主体相关的密钥。
密钥交换
?交换密钥的目的是为了使得通信双方使
用共享密钥，可以秘密的跟对方通信
?加密系统和加密协议都是公开的。唯一
秘密的数据就是被密钥加密过的数据。
传统加密的密钥交换和鉴别
? Kerberos中的鉴别
?公开密钥的密钥交换和鉴别
密钥生成
? 定义 1,一个密码学随机数字序列（ sequence of
cryptographically random numbers） 是一连串的
数字 n1,n2,… 就像此类任意的正整数 k,观测
者不可以预测 nk,甚至已经知道了 n1,…, nk-1。
? 定义 2,一个密码学伪随机数字序列（ sequence
of cryptographically pseudo-random numbers） 是
一个数字序列，用来模拟密码学随机数字序列，
但是是由算法生成的。
? 定义 3.一个强混合函数是这样一个函数，它有
两个或者更多的输入产生一个输出，它的每一
位都依赖于一些非线形函数输入的全部位。
密钥的基础结构
? Merkle的树型鉴别模式
?证书签名链
? X.5.09,证明签名链
? PGP证书签名链
存储密钥和撤回密钥
?密钥存储
?密钥契约
?密钥契据系统和 clipper chip
? Yaksha安全系统
?其他方法
?密钥撤回
数字签名（ Digital Signatures）
?数字签名是这样一个构造，同时将来源
和消息的内容，以一种可以证明的方式
鉴别给一个无私的第三方。
?传统数字签名
?公开密钥数字签名
– RSA数字签名
– El Gamal 数签名
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
概率加密
? 上面介绍的公钥体制都是确定型公钥体制。所
谓确定型公钥体制是指任一明文的密钥都是由
公钥唯一确定的。
? 这种确定型公钥体制有较大的缺陷。
? 例如,
? 股票市场的“买进”与“抛出”是非常有价值的信息，某
人可以用某些大户的加密函数 D,对这些有价值的信息预
先加密并保存，则他一旦获得某些大户的密文后，就可以
直接在所存储的密文中进行查找，从而求得相应的明文，
获得有价值的信息
? 1982年 Goldwasser,Micali提出了概率加密算法
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
密码技术
?问题
?流加密技术和块加密技术
问题
?预先计算可能的消息
?无序的块
?统计规律
流加密技术和块加密技术
? 定义 11-1,E是一个加密算法,Ek(b)是消息 b用密钥 k加密后的值。
现有一个消息,m=b1b2…, 其中,bi是固定长度的。那么，块加
密技术就定义为 Ek (m)=Ek(b1)Ek(b2)…
– 举例,DES是一种块加密技术。它把消息分成 64bit的小块，用相同的
56bit的密钥对每一个块进行加密。
? 定义 11-2,E为一加密算法,Ek(b)是消息 b用密钥 k加密后的值。
有一个消息,m=b1b2…, 其中,bi是固定长度的。 K=k1k2… 那么
流加密技术就是 Ek (m)=Ek(b1)Ek(b2)…
? 如果流加密技术中的流 k重复自身，它就是周期加密技术。
– 举例,Vigenere加密技术是一种流加密技术。 bi是消息的一个字符，
ki是密钥的一个字符。因为该密钥是有限的长度，所以它是周期的，
且密钥可以比消息短，密钥重复出现。
流加密技术和块加密技术
?流加密技术
– 同步流加密技术
– 自同步流加密技术
?块加密技术
?网络和密码系统
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
信息隐藏与水印
?历史上的隐写术
?版权保护中的几种信息隐藏技术
?数字水印技术
?保密通信中的几种信息隐藏技术
历史上的隐写术
?隐写术一词来源于希腊语，其对应的英
文意思是,Covered writing”。
?隐写术的应用实例可以追溯到非常久远
的年代
版权保护中几种信息隐藏技术
?数据锁定
?隐匿标记
?数字水印
数字水印技术
?水印类似于隐写术，但不完全是同一码
事
?数字水印技术是将与多媒体内容相关或
不相关的一些标示信息直接嵌入多媒体
内容当中，但不影响原内容的价值，并
不能被人的知觉系统觉察或注意到。通
过这些隐藏在多媒体内容中的信息，可
以达到确认内容创建者、购买者，或者
是否真实完整。
保密通信中几种信息隐藏技术
?数字签名中的阈下信道
? Internet上的匿名连接
作业
?设计对单表置换加密算法的辅助解密工
具
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
基本概念
? 密码学是研究加密和解密变换的科学
– 人们将可懂的文本称为明文，用,M”表示
– 将明文变换成的不可懂的文本称为密文
– 加密函数 E作用于 M得到密文 C,用数学表示,
? E（ M） =C
– 解密函数 D作用于 C产生 M
? D（ C） =M
– 先加密后再解密消息，原始的明文将恢复出来,
? D（ E（ M）） =M
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
算法和密钥
?受限制的算法
– 算法的保密性是基于保持算法的秘密
?现代密码学
– 使用一个密钥的加 /解密
– EK（ M） =C
– DK（ C） =M,
– DK（ EK（ M）） =M
– 使用两个密钥的加 /解密
– EK1（ M） =C
– DK2（ C） =M
– DK2 （ EK1（ M）） =M
加密 解密明文 密文
原始
明文
密钥 密钥
加密 解密明文 密文
原始
明文
加密
密钥
解密
密钥
算法和密钥
? 密码系统由算法、以及所有可能的明文、密文
和密钥组成的。基于密钥的算法通常有两类,
– 对称算法
? 对称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
? EK（ M） =C
? DK（ C） =M
– 公开密钥算法
? 用作加密的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不
能根据加密密钥计算出来
? 加密密钥能够公开，即陌生者能用加密密钥加密信息，又
叫公钥
? 相应的解密密钥才能解密信息，叫做私钥。
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
密码分析学
?密码编码学的主要目的是保持明文（或
密钥，或明文和密钥）的秘密以防止偷
听者（也叫对手、攻击者、截取者、入
侵者、敌手或干脆称为敌人）知晓
?密码分析学是在不知道密钥的情况下。
恢复出明文的科学。成功的密码分析能
恢复出消息的明文或密钥。密码分析也
可以发现密码体制的弱点
密码分析学
? 常用的密码分析攻击有七类，当然，每一类都
假设密码分析者知道所用的加密算法的全部知
识,
– 唯密文攻击
– 已知明文攻击
– 选择明文攻击
– 自适应选择明文攻击
– 选择密文攻击
– 选择密钥攻击
– 软磨硬泡 (Rubber-hose)攻击
基础知识
?基本概念
?算法和密钥
?密码分析学
?密码学历史
密码学历史
?密码是一门古老的技术，它已有几千年
的历史，自从人类社会有了战争就出现
了密码。
?古代最著名的方法应该是凯撒大帝的 3个
字母轮换表加密方法。
?孙子兵法云：“兵者，诡道也。”
? 1975年 3月,IBM公司公开发表了 DES数
据加密标准
? RSA公钥密码算法
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
传统密码学之序列加密
? 传统密码学一般指的是 序列加密,分组加密
? 传统密码学又称为对称密钥密码体制，其存在
的最主要问题是,
– 由于加 /解密双方都要使用相同的密钥，因此在发送、
接收数据之前，必须完成密钥的分发。所以，密钥
的分发便成了该加密体系中的最薄弱，也是风险最
大的环节，所使用的手段均很难保障安全地完成此
项工作。
– 这样，密钥更新的周期加长，给他人破译密钥提供
了机会
传统密码学之序列加密
?单表加密
?单表置换型加密算法的破解原理
?多表置换
单表加密
?明文中每一个字符被替换成密文中的另
外一个字符。接收者对密文进行逆替换
就恢复出明文来。
– 简单代替密码
– 多名码代替密码
– 字母代替密码
– 多表代替密码
?建在 UNIX系统上的简单的加密程序,
– ROT13
单表置换型加密算法破解原理
? 单表置换密码是对明文的所有字母都用一个固
定的明文字母表到密文字母表的映射。
? 破解单表置换加密算法主要利用语言的内在的
规律性。
? 完全可以推测下面的给出了各字母出现的概率,
– a 0.0856 g 0.0199 m 0.0249 s 0.0607 y 0.1999
– b 0.0139 h 0.0528 n 0.0707 t 0.1045 z 0.0008
– c 0.0279 i 0.0627 o 0.0797 u 0.0249
– d 0.0378 j 0.0013 p 0.0199 v 0.0092
– e 0.1304 k 0.0420 q 0.0012 w 0.0149
– f 0.0289 l 0.0339 r 0.0677 x 0.0017
多表置换
?多表代替密码由 Leon Battista在 1568年发
明，在美国南北战争期间由联军使用
?多表代替密码有多个单字母密钥，每一
个密钥被用来加密一个明文字母。第一
个密钥加密明文的第一个字母，第二个
密钥加密明文的第二个字母等等。在所
有的密钥用完后，密钥又再循环使用
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
传统密码学之分组加密
? DES加密
? IDEA密码系统
?前苏联国家标准（ NSSU）
?斯奈尔（ B.Schneier） 密码
? TEA密码
DES加密
? DES是美国国家标准局于 1977年公布的
由 IBM公司研制的加密算法，并把它作
为非机要部门使用的数据加密标准。
密码反馈模式
IDEA密码系统
? IDEA(International Data Encryption
Algorithm)算法是近年来出现得分组密码
新的算法，由中国学者朱学嘉博士和著
名密码学家 James Massey于 1990年联合提
出，后经修改于 1992年最后完成,
?有许多科研单位和军事部门对 IDEA进行
攻击，但还没有见到成功的报道,是一种
很有希望的密码体制,
前苏联国家标准（ NSSU）
? NSSU是 National Standard of Soviet Union
的缩写，是前苏联政府公布供保密通信
使用的国家标准。
斯奈尔（ B.Schneier） 密码
?斯奈尔密码的最大特点是密钥长度可变。
它是明文为 64比特的分组密码，算法包
括密钥膨胀和加密两个部分。
?斯奈尔密码需要数量很大的子密钥，在
加密之前计算出来。全过程需要迭代 521
次，将所得结果存储起来供加密使用，
避免重复计算。
TEA密码
? TEA是 Tiny Encryption Algorithm的缩写。
特点是,
– 加密速度极快
– 高速高效
– 但是抗差分攻击能力差。
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
公钥密码
?背包公钥密码系统
? RSA公钥密码
?其他公钥加密算法
背包公钥密码系统
?背包问题
? MH背包公钥密码
?伽罗瓦（ Galois） 域上的背包公钥密码
? Diffie-Hellman密钥交换算法
RSA公钥密码
? RSA公钥密码系统是由 Rivest,Shamir和 Adleman联合
提出的，它的基础是数论的欧拉定理，它的安全性依
赖于大数的因数分解的困难性。
– 欧拉定理
– RSA加密算法
? RSA加密算法的过程是
? 1)取两个素数 p和 q（ 保密 ）
? 2)计算 n=pq(公开 ),?(n)=（ p-1） (q-1)（ 保密 ）
? 3)随机选取整数 e,满足 gcd(e,?(n))=1(公开 )
? 4)计算 d,满足 de≡1(mod ?(n))(保密 )
? 利用 RSA加密第一步需要将明文数字化, 并取长度小于 log2n位的
数字做明文块 。
? 加密算法 c=E(m) ≡me(mod n)
? 解密算法 D(c) ≡cd(mod n)
– RSA安全性
其他公钥加密算法
? 勒宾（ Rabin） 密码
? 科尔 -列维斯特（ Chor-Rivest） 背包公钥密码系
统
? 麦克黎斯（ McEliece） 公钥密码
? 椭圆曲线公钥密码
? MH背包公钥的 Shamir攻击
? L3算法
? Lagarias-Odlyzko-Brickell攻击
? 混合密码
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
密钥管理
?会话密钥和交换密钥
?密钥交换
?传统加密的密钥交换和鉴别
?密钥生成
?密钥的基础结构
?存储密钥和撤回密钥
?数字签名（ Digital Signatures）
会话密钥和交换密钥
?会话密钥和交换密钥是有区别的
? 定义, 交换密钥就是通信过程中，与主体联系的
加密密钥。会话密钥只是与通信过程本身相关的
加密密钥。
?会话密钥可以预防向前搜索
?交换密钥是与主体相关的密钥。
密钥交换
?交换密钥的目的是为了使得通信双方使
用共享密钥，可以秘密的跟对方通信
?加密系统和加密协议都是公开的。唯一
秘密的数据就是被密钥加密过的数据。
传统加密的密钥交换和鉴别
? Kerberos中的鉴别
?公开密钥的密钥交换和鉴别
密钥生成
? 定义 1,一个密码学随机数字序列（ sequence of
cryptographically random numbers） 是一连串的
数字 n1,n2,… 就像此类任意的正整数 k,观测
者不可以预测 nk,甚至已经知道了 n1,…, nk-1。
? 定义 2,一个密码学伪随机数字序列（ sequence
of cryptographically pseudo-random numbers） 是
一个数字序列，用来模拟密码学随机数字序列，
但是是由算法生成的。
? 定义 3.一个强混合函数是这样一个函数，它有
两个或者更多的输入产生一个输出，它的每一
位都依赖于一些非线形函数输入的全部位。
密钥的基础结构
? Merkle的树型鉴别模式
?证书签名链
? X.5.09,证明签名链
? PGP证书签名链
存储密钥和撤回密钥
?密钥存储
?密钥契约
?密钥契据系统和 clipper chip
? Yaksha安全系统
?其他方法
?密钥撤回
数字签名（ Digital Signatures）
?数字签名是这样一个构造，同时将来源
和消息的内容，以一种可以证明的方式
鉴别给一个无私的第三方。
?传统数字签名
?公开密钥数字签名
– RSA数字签名
– El Gamal 数签名
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
概率加密
? 上面介绍的公钥体制都是确定型公钥体制。所
谓确定型公钥体制是指任一明文的密钥都是由
公钥唯一确定的。
? 这种确定型公钥体制有较大的缺陷。
? 例如,
? 股票市场的“买进”与“抛出”是非常有价值的信息，某
人可以用某些大户的加密函数 D,对这些有价值的信息预
先加密并保存，则他一旦获得某些大户的密文后，就可以
直接在所存储的密文中进行查找，从而求得相应的明文，
获得有价值的信息
? 1982年 Goldwasser,Micali提出了概率加密算法
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
密码技术
?问题
?流加密技术和块加密技术
问题
?预先计算可能的消息
?无序的块
?统计规律
流加密技术和块加密技术
? 定义 11-1,E是一个加密算法,Ek(b)是消息 b用密钥 k加密后的值。
现有一个消息,m=b1b2…, 其中,bi是固定长度的。那么，块加
密技术就定义为 Ek (m)=Ek(b1)Ek(b2)…
– 举例,DES是一种块加密技术。它把消息分成 64bit的小块，用相同的
56bit的密钥对每一个块进行加密。
? 定义 11-2,E为一加密算法,Ek(b)是消息 b用密钥 k加密后的值。
有一个消息,m=b1b2…, 其中,bi是固定长度的。 K=k1k2… 那么
流加密技术就是 Ek (m)=Ek(b1)Ek(b2)…
? 如果流加密技术中的流 k重复自身，它就是周期加密技术。
– 举例,Vigenere加密技术是一种流加密技术。 bi是消息的一个字符，
ki是密钥的一个字符。因为该密钥是有限的长度，所以它是周期的，
且密钥可以比消息短，密钥重复出现。
流加密技术和块加密技术
?流加密技术
– 同步流加密技术
– 自同步流加密技术
?块加密技术
?网络和密码系统
计算机密码学
?基础知识
?传统密码学之序列加密
?传统密码学之分组加密
?公钥密码
?密钥管理
?概率加密
?密码技术
?信息隐藏与水印
信息隐藏与水印
?历史上的隐写术
?版权保护中的几种信息隐藏技术
?数字水印技术
?保密通信中的几种信息隐藏技术
历史上的隐写术
?隐写术一词来源于希腊语，其对应的英
文意思是,Covered writing”。
?隐写术的应用实例可以追溯到非常久远
的年代
版权保护中几种信息隐藏技术
?数据锁定
?隐匿标记
?数字水印
数字水印技术
?水印类似于隐写术，但不完全是同一码
事
?数字水印技术是将与多媒体内容相关或
不相关的一些标示信息直接嵌入多媒体
内容当中，但不影响原内容的价值，并
不能被人的知觉系统觉察或注意到。通
过这些隐藏在多媒体内容中的信息，可
以达到确认内容创建者、购买者，或者
是否真实完整。
保密通信中几种信息隐藏技术
?数字签名中的阈下信道
? Internet上的匿名连接
作业
?设计对单表置换加密算法的辅助解密工
具
