《密码编码学与网络安全》复习题答案
时间：2025-07-15
《密码编码学与网络安全》复习题
1． 信息安全（计算机安全）目标是什么？
机密性（confidentiality）：防止未经授权的信息泄漏 完整性（integrity）：防止未经授权的信息篡改 可用性（avialbility）：防止未经授权的信息和资源截留
抗抵赖性、不可否认性、问责性、可说明性、可审查性（accountability）： 真实性（authenticity）：验证用户身份 2． 理解计算安全性(即one-time pad的理论安全性)
使用与消息一样长且无重复的随机密钥来加密信息，即对每个明文每次采用不同的代换表不可攻破，因为任何明文和任何密文间的映射都是随机的，密钥只使用一次 3． 传统密码算法的两种基本运算是什么？
代换和置换
前者是将明文中的每个元素映射成另外一个元素；后者是将明文中的元素重新排列。 4． 流密码和分组密码区别是什么？各有什么优缺点？
分组密码每次处理一个输入分组，对应输出一个分组；流密码是连续地处理输入元素，每次输出一个元素
流密码Stream: 每次加密数据流的一位或者一个字节。连续处理输入分组，一次输出一个元素，速度较快。
5． 利用playfair密码加密明文bookstore，密钥词是（HARPSICOD），所得的密文是什么？
I/JD RG LR QD HG
HARPS bo ok st or ex I/JD DG PU GO GV I/JCODB EFGKL MNQTU VWXYZ
6． 用密钥词cat实现vigenere密码，加密明文vigenere coper，所得的密文是什么？
XIZGNXTEVQPXT
Key: catca t ca tcatcatcat Plaintext: vigenere coper
Chipertext: XIZGNXTE VQPXT
7． 假定有一个密钥2431的列置换密码，则明文can you understand的密文是多少？
YNSDCODTNURNAUEA Key: 2 4 3 1 Plaintext: c a n y o u u n d e r s t a n d
Chipertext: YNSDCODTNURNAUEA 8． 什么是乘积密码？
多步代换和置换，依次使用两个或两个以上的基本密码，所得结果的密码强度将强与所有单个密码的强度.
9． 混淆和扩散的区别是什么？
扩散（Diffusion):明文的统计结构被扩散消失到密文的,使得明文和密文之间的统计关系尽量复杂.即让每个明文数字尽可能地影响多个密文数字
混淆(confusion)：使得密文的统计特性与密钥的取值之间的关系尽量复杂，阻止攻击者发现密钥 10． Feistel密码中每轮发生了什么样的变化？ 将输入分组分成左右两部分。
以右半部数据和子密钥作为参数，对左半部数据实施代换操作。 将两部分进行互换，完成置换操作。
11．
S-Box的概念
S盒用在DES算法中，每个s盒都由6位输入产生4位输出，所有说，s盒定义了一个普通的可逆代换。相当程度上，DES的强度取决于s盒的设计，但是，s盒的构造方法是不公开的
12． AES每轮变化中设计的基本操作有哪些？
每轮包括4个阶段：字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加
13． DES、AES和RC4之间的比较（建议比较分组大小、密钥长度、相对速度、安全
14． AES与DES相比有优点？3DES与DES相比的变化有哪些？什么是2DES中的中
间相遇攻击?
(1) AES更安全。
(2) 3DES增加了1到2个密钥，进行多轮DES，安全性更高。 (3) C = EK2(EK1(P)) X = EK1(P) = DK2(C) 给定明文密文对(P,C) 对所有256个密钥,加密P,对结果按X排序与T中 对所有256个密钥,解密C,解密结果与T中的值比较 找出K1,K2使得EK1(P) = DK2(C) 用k1和k2对P加密，若结果为C，则认定这两个密钥为正确的密钥
15． 分组密码的工作模式有哪些？及优缺点？
A． ECB，电码本模式，一次处理64位明文，每次使用相同的密钥加密。任何64位的
明文组都有唯一的密文与之对应，有“结构化”的缺点。
B． CBC，密码分组连接模式，克服了ECB中“结构化”的缺点，同样的明文变成密
文之后就不同了，而且加密必须从头到尾
C． CFB，密码反馈模式．一次处理Ｍ位，上一个分组的密文产生一个伪随机数输出的
加密算法的输入，该输出与明文的异或，作为下一个分组的输入。
D． OFB，输出反馈模式，与ＣＦＢ基本相同，只是加密算法的输入是上一次DES的
输出。
E． 计数器模式，计数器被初始化为某个值，并随着消息块的增加其值加1，在于明文
组异或得到密文组。也可用于流密码。
16． RSA算法中密钥的生成和加密解密过程。 生成过程
RSA的加解密为:
给定消息M = 88 ( 88<187) 加密: C = 887 mod 187 = 11
解密: M = 1123 mod 187 = 88
17．
RSA算法计算实例（给定p,q,e,m/c，计算n, (n),d,c/m）
1. 选择素数: p=17 & q=11
2. 计算n = pq =17×11=187
3. 计算ø(n)=(p–1)(q-1)=16×10=160 4. 选择e : gcd(e,160)=1; 选择e=7
5. 确定d: de=1 mod 160 and d < 160， d=23 因为23×7=161= 1×160+1 6. 公钥KU={7,187} 7. 私钥KR={23,17,11}
18． 描述Diffie-Hellman密钥交换机制。 算法：
A． 双方选择素数p以及p的一个原根a B． 用户A选择一个随机数Xa < p，计算Ya=aXa mod p C． 用户B选择一个随机数Xb < p，计算Yb=aXb mod p D． 每一方保密X值，而将Y值交换给对方 E． 用户A计算出K=YbXa mod p F． 用户B计算出K=YaXb mod p
G． 双方获得一个共享密钥(aXaXbmod p)
素数p以及p的原根a可由一方选择后发给对方
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