第14-15讲 数据加密技术(序列加密)

序列加密

密码学

序列密码徐邦海鲁东大学计算机学院

序列加密

一、序列密码的基本概念①明文、密文、密钥以位(字符)为单位加 明文、密文、密钥以位(字符) 解密； 种子密钥 ②模型密钥序列 产生器

明文: 明文: m1,m2,…

密钥序列： k1,k2,… 密文: 密文: c1,c2,…

Ci = mi⊕ki

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一、序列密码的基本概念③人们用序列密码模仿 “一次一密 ” 密码； 密码； ④加密运算最简单，而且是对合运算； 加密运算最简单，而且是对合运算； ⑤安全取决于密钥序列产生算法； 安全取决于密钥序列产生算法； ⑥理论和技术都十分成熟； 理论和技术都十分成熟；

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一、序列密码的基本概念1、序列密码的分类①同步序列密码(Synchronous Stream Cipher) Cipher)

军方称为密钥自动密钥。 军方称为密钥自动密钥。 密钥序列产生算法与明文无关，所产生的密钥序列也 密钥序列产生算法与明文无关， 与明文无关。 与明文无关。 一位一位“吐出”密钥。 一位一位“吐出”密钥。 在通信过程中，通信的双方必须保持精确的同步，收 在通信过程中，通信的双方必须保持精确的同步， 方才能正确解密，如果失步收方将不能正确解密。 方才能正确解密，如果失步收方将不能正确解密。 例如，如果通信中丢失或增加了一个密文字符，则收 例如，如果通信中丢失或增加了一个密文字符， 丢失 了一个密文字符 方的解密将一直错误。 方的解密将一直错误。

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一、序列密码的基本概念①同步序列密码种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 产生算法 m1,m2, … k1,k2,… c1,c2,… 种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 产生算法 k1,k2,…

Ci = mi⊕ki

m1,m2,…

设密文失步 c = c1, c3, c4, … cn-1, cn ( c2 丢失) 丢失) ⊕ k= k1, k2, k3, … kn-1, kn (密钥正确)

m=m1,×, ×, … ×, × ( m1 后的明文全错) 后的明文全错)

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一、序列密码的基本概念①同步序列密码

对失步的敏感性，使我们能够容易检测插入、 对失步的敏感性，使我们能够容易检测插入、 删除、重播等主动攻击。 删除、重播等主动攻击。 另一个优点是没有错误传播，当通信中某些密 另一个优点是没有错误传播， 文字符产生了错误(不是插入和删除),只影 ), 文字符产生了错误(不是插入和删除),只影 响相应字符的解密，不影响其它字符。 响相应字符的解密，不影响其它字符。 注意：错误与失步是不同的概念！ 注意：错误与失步是不同的概念！设密文错误 c = c1, c2, c3, … cn-1, cn ( c2 错) ⊕ k= k1, k2, k3, … kn-1, kn (密钥正确) m=m1,×, m3, … mn-1, mn (仅 m2 错)

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一、序列密码的基本概念②自同步序列密码( Self- Synchronous

Stream Cipher) SelfCipher)

密钥流的每一位是前面固定数量密文位的函数。军方 密钥流的每一位是前面固定数量密文位的函数。 称为密文自动密钥 密钥序列产生算法与明文(密文)相关，则所产生的 密钥序列产生算法与明文(密文)相关， 密钥序列与明文(密文)相关。 密钥序列与明文(密文)相关。 设密钥序列产生器具有 n位存储，则加密时一位密文 位存储， 错误将影响后面连续 n个密文错误。在此之后恢复正 个密文错误。 确。 解密时一位密文错误也将影响后面连续 n个明文错。 个明文错。 在此之后恢复正确。 在此之后恢复正确。 加解密会造成错误传播。在错误过去之后恢复正确。 加解密会造成错误传播。在错误过去之后恢复正确。

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一、序列密码的基本概念②自同步序列密码种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 产生算法 n位存储 k1,k2,… m1,m2,… c1,c2,… 种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 产生算法 n位存储 k1,k2,… m1,m2,…

Ci 的错误将影响n位 的错误将影响n

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二、线性移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器(Linear Sift Registor) 线性移位寄存器( Registor) 例1输出

S0

S1

Sn-2

Sn-1

输入 移位 脉冲

例2 增加反馈输出

S0

S1

Sn-2

Sn-1

输入 移位 脉冲

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二、线性移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器(Linear Sift Registor) 线性移位寄存器( Registor) 例3 增加运算 ⊕输出

S0

S1

Sn-2

Sn-1

输入 移位 脉冲

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二、线性移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器(Linear Sift Registor) 线性移位寄存器( Registor)

一般模型F(s0,s1,…,sn-1)S0 S1 Sn-2 Sn-1 输出

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二、线性移位寄存器序列密码1、线性移位寄存器(Linear Sift Registor) 线性移位寄存器( Registor) 图中s0 ,s1 ,...,sn-1 组成左移移位寄存器， 图中s ..., 组成左移移位寄存器，

并称每一时刻移位寄存器的取值为一个状态 并称每一时刻移位寄存器的取值为一个状态。 状态。 移位寄存器的输出同时要送入sn-1,其值要通过函 移位寄存器的输出同时要送入s 数 F(s0 ,s1 ,...,sn-1 )计算产生。 计算产生。 称函数 F(s0 ,s1 ,...,sn-1 )为反馈函数。 为反馈函数。 如果反馈函数 F(s0 ,s1 ,...,sn-1 )是 s0 ,s1 ,...,sn-1 的线性函数，则称为线性移位寄 的线性函数， 存器，否则称为非线性移位寄存器。 存器，否则称为非线性移位寄存器 …… 此处隐藏：1414字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……