第11讲加密技术和PGP加密软件张群哲湖南科技职业学院网络教研室zqunzhe@163.com2本讲主要内容•1.教师讲解–数据加密标准DES–RSA公钥密码系统–使用PGP8.1实现加密与解密•2.动手实践-PGP8.1软件–安装PGP8.1英文版及汉化–在PGP8.1中导出/导入公钥–利用PGP8.1加密/解密文件内容–利用PGP8.1加密/解密邮件31.数据加密标准DES关键知识点•传统密码学的基本原理是“替代”和“换位”•传统密码学的加密和解密采用同一个密钥•传统密码学的安全性很大程度上决定密钥长度•目前常用的传统密码学算法是DES算法，56比特的DES算法并不安全。•未来拟采用的传统密码学算法是AES算法4主要内容•恺撒加密法•传统密码学基本原理•数据加密标准DES算法•三重DES算法5传统密码学历史•传统密码学起源于古代的密码术。早在古罗马时代恺撒大帝就采用“替代”方法加密自己发布的命令，这种“替代”加密方法被称为“恺撒加密法”。传统密码学的基本原理可以归结为两条对数据处理的方法：替代和换位。•美国国家标准局(NBS)于1977年颁布的数据加密标准(DES)是目前广泛应用的传统加密方法。•美国国家标准与技术学会(NIST)在2001年颁布的高级加密标准(AES)将是未来取代DES的一种加密方法。6凯撒密码•恺撒加密法是将明文中的每个字母用该字母对应的后续第3个字母替代，这里假定字母按照字母表顺序循环排列，即明文中的字母a对应密文中的字母D，明文中的字母x对应密文中字母A。例如•明文：attackafterdark•密文：DWWDFNDIWHUGDUN7通用凯撒密码算法•W.Stallings将凯撒密码算法中的字母表移位数从3扩展到任意数k<26,这样,就可以得到通用凯撒密码加密算法:C=E(p)=(p+k)mode26•这样,通用凯撒密码解密算法就可以表示为:p=D(C)=(C-k)mod26•这里k就是通用凯撒密码的密钥.由于k只有25个可能取值,所以,在已知加密/解密算法下,只要尝试25种密钥,就可以破译通用凯撒密码.8通用恺撒加密法的启示•如果某个加密法只依靠密钥保密，则这种密钥的选择应该具有很好的随机性，并且可以选择的空间足够大，使得攻击者利用现有的计算技术，在可能的时间范围内无法破译。9为何需要公开加密/解密算法?•不公开加密算法，则难以破译密码。公开加密算法,仅仅是实际应用的需要。•电报的出现才使得加密算法与密钥的分离。加密算法可以在加密设备中实现，该设备被窃之后，应该不会影响保密电报的传递。这就需要将加密算法与密钥的分离，•只有公开加密/解密算法,才能由制造商大规模生产廉价的加密/解密设备和芯片.才能普及加密算法的应用。10传统密码学原理•传统密码学包括两条原理:替代和换位•替代:将明文中的字母采用其它字母/数字/符号替代.如果明文采用比特序列表示,则将明文比特模式替代为密文比特模式.–凯撒密码就是采用替代原理设计的加密算法•换位:将明文中的元素(字母/比特/字母组/比特组)进行某种形式的重新排列–最简单的一种换位加密算法是围栏技术,将明文书写成为上下对角线形式,再按照行顺序分别读出上行和下行的字母序列11传统密码学原理(续1)•按照围栏方法对前面举例中的明文“attackafterdark”的加密过程如下所示。•经过加密之后的密文就是一串没有意义的字符串：“ATCATRAKTAKFEDR”。atcatraktakfedr12传统密码学原理(续2)•围栏加密算法比较简单,容易被破译.更加复杂的换位加密可以将报文逐行写成一个n×m矩阵,然后按照某个定义的列序列,逐列读出字母.•这种列的先后排序就构成了换位加密的密钥密钥:25134明文:attackafterdark密文:TADCEKAKRTFAATR行列13传统密码学原理(续3)•矩阵加密方法必须事先确定矩阵的n和m的值。•对于矩阵加密方法会提出这样的问题：–如果读入的待加密字符串装不下一个n×m的矩阵时，应该如何处理？–如果读入的待加密字符串装不满一个n×m的矩阵时，应该如何处理？•实际上矩阵加密方法属于块加密方法，这两个问题是块加密方法必须处理的问题。14传统密码学算法•大部分常用的传统加密算法都是块加密算法,它处理固定长度块的明文,输出相同长度的密文块•目前最常用,最重要的传统加密算法包括:(1)数据加密标准DES(2)三重数据加密算法3DES或TDEA(3)高级加密标准AES15数...
