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密码体制要素有什么

发布时间: 2022-05-06 23:44:18

Ⅰ 真正安全的密码系统是什么

 1,评估密码系统安全性主要有三种方法:

(1)无条件安全性
这种评价方法考虑的是假定攻击者拥有无限的计算资源,但仍然无法破译该密码系统。
(2)计算安全性
这种方法是指使用目前最好的方法攻破它所需要的计算远远超出攻击者的计算资源水平,则可以定义这个密码体制是安全的。
(3)可证明安全性
这种方法是将密码系统的安全性归结为某个经过深入研究的数学难题(如大整数素因子分解、计算离散对数等),数学难题被证明求解困难。这种评估方法存在的问题是它只说明了这个密码方法的安全性与某个困难问题相关,没有完全证明问题本身的安全性,并给出它们的等价性证明。

2,实际安全性

对于实际应用中的密码系统而言,由于至少存在一种破译方法,即强力攻击法,因此都不能满足无条件安全性,只提供计算安全性。密码系统要达到实际安全性,就要满足以下准则:
(1)破译该密码系统的实际计算量(包括计算时间或费用)十分巨大,以致于在实际上是无法实现的。
(2)破译该密码系统所需要的计算时间超过被加密信息有用的生命周期。例如,战争中发起战斗攻击的作战命令只需要在战斗打响前需要保密;重要新闻消息在公开报道前需要保密的时间往往也只有几个小时。
(3)破译该密码系统的费用超过被加密信息本身的价值。
如果一个密码系统能够满足以上准则之一,就可以认为是满足实际安全性的。

3,可证明安全性3.1 可证明安全性体系的三大要素

在可证明安全体系中,有三大要素:安全模型,安全性定义和困难性问题。
安全模型分为安全目标和敌手能力。安全目标描述了安全模型要达到什么程度的安全,例如,对于加密算法的不可区分性(Indistinguishablity 简称 IND)、对于签名算法的存在性不可伪造(Existable Unforgeble 简称 EU)等。

其中不可区分性(IND)也称为语义安全(Semantic scurity),其定义如下。敌手即使获得了密文,也不能得到其对应明文的任何信息,哪怕是 1bit 的信息。其形式化的表示方法为:已知 m0,m1以及 Cb=Enc(pk,mb),其中 m0是 m0或 m1中的任意一个,即 Cb是 m0、m1其中之一的密文,敌手无法有效判断加密过程中 b 到底是 0 还是 1。

3.2 安全性定义

刻画敌手的能力,主要有四类,选择明文攻击(Chosen Plaintext Attacke 简称 CPA)、选择密文攻击(Chosen Ciphertext Attack 简称 CCA)、惟密文攻击(Ciphertext-Only Attack)、已知明文攻击(Known Plaintext Attack)。常用的刻画敌手能力是前面两类,选择明文攻击(CPA)是指由敌手选择明文并且可以得到对应的密文。选择密文攻击(CCA)是指敌手不仅可以选择明文获得密文,还能选择有限次的密文,获得对应的明文。CCA比 CPA 描述敌手的能力更强。

下面介绍一下常用的安全性定义。

CPA 安全。我们把选择明文攻击(CPA)描述成一个游戏以方便我们更好的理解。首先声明一点,这个游戏的目的是在选择明文攻击的前提下攻破系统的不可区分性(Indistinguishablity),所以下面简称这个游戏为 IND-CPA。其次,还要定义两个角色挑战者 C 和敌手 A。挑战者(challenger)的任务相当裁判,主持游戏并且对敌手的行为进行反馈。敌手顾名思义,就是去攻击当前系统,而且对于这个游戏来说是采用选择明文攻击的方法进行攻击。游戏的描述如下: 

A. 初始化:挑战者 C 创建 IND-CPA 系统,并且将公钥发送给敌手 A。 

B. 敌手 A 选择两个长度相同的明文 m0,m1发送给挑战者 C。挑战者 C 随机选择 b∈{0,1},并将 mb加密记作 cb,然后将密文cb发送给敌手 A。

C. 敌手 A 猜测挑战者 C 上一步进行加密的明文是 m0还是 m1,并且将猜测结果输出,输出结果记为 b‘。若 b‘=b,那么敌手攻击成功。

敌手攻击的优势可以定义为如下函数: 

 其中 w 是加密方案密钥的长度。因为随机猜测就有 1/2 的概率赢得 IND-CPA 游戏。所以

才是敌手经过努力得到的优势。如果对任何多项式时间的敌手 A,存在一个可忽略的优势σ,使得

 

那么就称这个加密算法在选择明文攻击下具有不可区分性,或者称为 IND-CPA 安全。

 3.3 困难问题

有了安全模型和安全性定义,通常使用规约到困难问题的方法来进行安全性证明。密码学中常用的困难问题有离散对数困难问题(discrete logarithm problem,简称 DLP)、CDH 问题(Computational Diffie-Hellman) 、DDH 问题(Decisional Diffie-Hellman)以及 BDH 问题(Bilinear Diffie-Hellman)。 

3.4 可证明安全性理论

有了前面叙述了安全模型,安全性定义,困难性问题,可证有了前面叙述了安全模型,安全性定义,困难性问题,可证明安全体系也变得可行。可证明安全性是指利用“规约”的方法,将攻击密码算法或安全协议的方法规约到一个攻击困难问题上。首先确定加密体制的安全目标,如签名体制的安全目标是签名的不可伪造性(Existable Unforgeble),加密体制的安全目标是信息的不可区分性(Indistinguishablity)。然后根据安全性定义确定敌手的能力构建一个安全性模型。

规约是复杂性理论中的概念, 一个问题P1规约到问题P2是指,已知解决问题 P1的算法 M1,我们能构造另一算法 M2,M2可以以 M1作为子程序,用来解决问题 P2。

将规约的方法应用在密码算法或安全协议的安全性证明上,例如,可以将敌手对密码算法或安全协议(P1)的攻击规约到一些已经得到深入研究的困难问题(P2)。即若敌手能够对算法或协议发起有效的攻击,就可以利用敌手构建一个算法来攻破困难问题,然而困难问题是已经被证明无法攻破的,这样就出现矛盾。根据反证法,敌手可以攻破算法或协议假设不成立,证明完毕。

一般来说,为了证明方案 1 的安全性,我们可以将方案 1 规约到方案 2,即如果敌手 A 可以攻破方案 1,那么敌手 B 同样也可以攻击方案 2,而方案 2 已经被证明是安全的,或者是一个难题。

证明过程通过一个思维游戏来描述。首先,挑战者创建方案2,B 表示方案 2 中的敌手,A 表示方案 1 中的敌手。B 为了攻破方案 2,利用 A 作为子程序来攻击方案 1。B 想要利用 A,就需要对 A 进行训练,所以 B 模拟了 A 的挑战者。

Ⅱ 什么是单钥密码体制什么是双钥密码体制

密钥体系 如果以密钥为标准,可将密码系统分为单钥密码(又称为对称密码或私钥密码)体系和双钥密码(又称为非对称密码或公钥密码)体系。哦,对了,所谓密钥差不多可以理解成密码。

在单钥体制下,加密密钥和解密密钥是一样的,或实质上是等同的,这种情况下,密钥就经过安全的密钥信道由发方传给收方。
单钥密码的特点是无论加密还是解密都使用同一个密钥,因此,此密码体制的安全性就是密钥的安全。如果密钥泄露,则此密码系统便被攻破。最有影响的单钥密码是1977年美国国家标准局颁布的DES算法。单钥密码的优点是:安全性高。加解密速度快。缺点是:1)随着网络规模的扩大,密钥的管理成为一个难点;2)无法解决消息确认问题;3)缺乏自动检测密钥泄露的能力。

而在双钥体制下,加密密钥与解密密钥是不同的,此时根本就不需要安全信道来传送密钥,而只需利用本地密钥发生器产生解密密钥即可。双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。最有名的双钥密码体系是:1977年由Rivest,Shamir和Ad1eman人提出的RSA密码体制。双钥密码的缺点
是:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。目前看来,这种方法好象也只能这样了。

Ⅲ 密码体制的组成

通常情况下,一个密码体制由五元组{M,C,K,E,D}五个部分组成:
·明文信息空间M,它是全体明文m的集合;
·密文信息空间C,它是全体密文c的集合;
·密钥空间K,它是全体密钥k的集合。其中每一个密钥k均由加密密钥ke和解密密钥kd组成,即k=(ke,kd);
·加密算法E:它是一族由M到C的加密变换,即 M→C;
·解密空间D,它是一族由C到M的加密变换,即C→M。

Ⅳ 什么是公钥密码体制

自从1976年公钥密码的思想提出以来,国际上已经提出了许多种公钥密码体制。用抽象的观点来看,公钥密码就是一种陷门单向函数。
我们说一个函数f是单向函数,即若对它的定义域中的任意x都易于计算f(x),而对f的值域中的几乎所有的y,即使当f为已知时要计算f-l(y)在计算上也是不可行的。若当给定某些辅助信息(陷门信息)时则易于计算f-l(y),就称单向函数f是一个陷门单向函数。公钥密码体制就是基于这一原理而设计的,将辅助信息(陷门信息)作为秘密密钥。这类密码的安全强度取决于它所依据的问题的计算复杂度。

目前比较流行的公钥密码体制主要有两类:一类是基于大整数因子分解问题的,其中最典型的代表是RSA体制。另一类是基于离散对数问题的,如ElGamal公钥密码体制和影响比较大的椭圆曲线公钥密码体制。

公钥密码
一般要求:
1、加密解密算法相同,但使用不同的密钥
2、发送方拥有加密或解密密钥,而接收方拥有另一个密钥
安全性要求:
1、两个密钥之一必须保密
2、无解密密钥,解密不可行
3、知道算法和其中一个密钥以及若干密文不能确定另一个密钥

Ⅳ 公钥密码体制的原理

自从1976年公钥密码的思想提出以来,国际上已经提出了许多种公钥密码体制。用抽象的观点来看,公钥密码就是一种陷门单向函数。
我们说一个函数f是单向函数,即若对它的定义域中的任意x都易于计算f(x),而对f的值域中的几乎所有的y,即使当f为已知时要计算f-l(y)在计算上也是不可行的。若当给定某些辅助信息(陷门信息)时则易于计算f-l(y),就称单向函数f是一个陷门单向函数。公钥密码体制就是基于这一原理而设计的,将辅助信息(陷门信息)作为秘密密钥。这类密码的安全强度取决于它所依据的问题的计算复杂度。

目前比较流行的公钥密码体制主要有两类:一类是基于大整数因子分解问题的,其中最典型的代表是RSA体制。另一类是基于离散对数问题的,如ElGamal公钥密码体制和影响比较大的椭圆曲线公钥密码体制。

公钥密码
一般要求:
1、加密解密算法相同,但使用不同的密钥
2、发送方拥有加密或解密密钥,而接收方拥有另一个密钥
安全性要求:
1、两个密钥之一必须保密
2、无解密密钥,解密不可行
3、知道算法和其中一个密钥以及若干密文不能确定另一个密钥

Ⅵ 密码体制从原理上分为哪两类

分为:单钥密码体制和双钥密码体制

单钥密码体制
单钥密码的特点是无论加密还是解密都使用同一个密钥,因此,此密码体制的安全性就是密钥的安全。如果密钥泄露,则此密码系统便被攻破。
优点:安全性高。加解密速度快。
缺点:1)随着网络规模的扩大,密钥的管理成为一个难点;2)无法解决消息确认问题;3)缺乏自动检测密钥泄露的能力。

双钥密码体制
而在双钥体制下,加密密钥与解密密钥是不同的,此时根本就不需要安全信道来传送密钥,而只需利用本地密钥发生器产生解密密钥即可。双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。
优点:可以拥有数字签名等新功能。
缺点:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。

Ⅶ 双钥密码体制是什么

4.密码体制 (cryptosystem)
密码体制分类
密码体制大体上分为三类:
(1)“常规密码”,又称为“单钥密码”,“对称密码”。
(2)“公开钥密码”,又称为“双钥密码”,“非对称密码”。
(3) 基于身份的密码。

双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。最有名的双钥密码体系是:1977年由Rivest,Shamir和Ad1eman人提出的RSA密码体制。双钥密码的缺点是:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。目前看来,这种方法好象也只能这样了。

Ⅷ 对称密码体制的内容和典型算法

内容:在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄密出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。

算法:DES(Data Encryption Standard数据加密标准)算法及其变形Triple DES(三重DES),GDES(广义DES);欧洲的IDEA;日本的FEAL N、RC5等。

Triple DES使用两个独立的56bit密钥对交换的信息进行3次加密,从而使其有效长度达到112bit。RC2和RC4方法是RSA数据安全公司的对称加密专利算法,它们采用可变密钥长度的算法。通过规定不同的密钥长度,,C2和RC4能够提高或降低安全的程度。

(8)密码体制要素有什么扩展阅读:

密码体制的基本模式:

通常的密码体制采用移位法、代替法和代数方法来进行加密和解密的变换,可以采用一种或几种方法结合的方式作为数据变换的基本模式,下面举例说明:

移位法也叫置换法。移位法把明文中的字符重新排列,字符本身不变但其位置改变了。

例如最简单的例子:把文中的字母和字符倒过来写。

或将密文以固定长度来发送

5791ECNI SYLDIPAT DEVLOBES AHYTIRUC ESATAD**。

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