《对称密钥体制》PPT课件

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1、第三章对称密码体制对称加密技术基本概念标准算法的介绍DES算法AES算法分组密码的分析方法分组密码的工作模式基本概念密码学中常见的有两种体制:对称密码体制(单钥密码体制)如果一个加密系统的加密密钥和解密密钥相同，或者虽然不相同，但是由其中的任意一个可以很容易地推导出另一个，即密钥是双方共享的,则该系统所采用的就是对称密码体制。非对称密码体制(公钥密码体制)分组密码是指将处理的明文按照固定长度进行分组，加解密的处理在固定长度密钥的控制下，以一个分组为单位独立进行，得出一个固定长度的对应于明文分组的结果。属于对称密码体制的范畴。基本概念（续）在分组密码的设计中用代替、置换手段实现扩散和

2、混淆功能。混淆指加密算法的密文与明文及密钥关系十分复杂，无法从数学上描述，或从统计上去分析。扩散指明文中的任一位以及密钥中的任一位，对全体密文位有影响。经由此种扩散作用，可以隐藏许多明文在统计上的特性，增加密码的安全对称加密技术基本概念标准算法的介绍DES算法国际数据加密算法（IDEA）AES算法分组密码的分析方法分组密码的工作模式DES加密算法的背景发明人美国IBM公司W.Tuchman和C.Meyer1971-1972年研制成功。基础1967年美国HorstFeistel提出的理论产生美国国家标准局（NBS)1973年5月到1974年8月两次发布通告，公开征求用于电子计算机的加

3、密算法。经评选从一大批算法中采纳了IBM的LUCIFER方案。标准化DES算法1975年3月公开发表，1977年1月15日由美国国家标准局颁布为数据加密标准（DataEncryptionStandard），于1977年7月15日生效。DES加密算法的背景美国国家安全局（NSA,NationalSecurityAgency)参与了美国国家标准局制定数据加密标准的过程。NBS接受了NSA的某些建议，对算法做了修改，并将密钥长度从LUCIFER方案中的128位压缩到56位。1979年，美国银行协会批准使用DES。1980年，DES成为美国标准化协会(ANSI)标准。1984年2月，ISO

4、成立的数据加密技术委员会(SC20)在DES基础上制定数据加密的国际标准工作。DES算法描述为二进制编码数据设计的，可以对计算机数据进行密码保护的数学运算。DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，并对64位的数据块进行16轮编码。在每轮编码时，一个48位的“每轮”密钥值由56位的“种子”密钥得出来。DES算法的入口参数有三个：Key、Data和Mode。Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密64位明文变换到64位密文，密钥64位，实际可用密钥长度为56位。DES算法

5、描述（续）初始换位的功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表：58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157例：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。DES算法描述（续）逆置换正好是初始置的逆运算。【例】第1位经过初始置换后，处于第4

6、0位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725DES算法的一次迭代过程图DES算法描述（续）扩展置换为:3212345456789891011121312131415161716171819202120212223242524252627282928293031321P-盒置换为：1672021291228171152326

7、518311028241432273919133062211425在变换中用到的S1,S2...S8为选择函数，俗称为S-盒，是DES算法的核心。其功能是把6bit数据变为4bit数据。S1:1441312151183106125907015741421311061211953841148136211151297310501512824917511314100613在S1中，共有4行数据，命名为0，1、2、3行；每行有16列，命名为0、1、2、3，......，14