9.2.2数据加密技术综述（第二课时）（课件）-高一《电子商务基础》同步教学（高等教育出版社）

9.2.2对密钥加密与数据加密标准 电子商务网站的建设 对密钥加密与数据加密标准 原定服役十年,由于在这期间，该加密标准没有受到真正的威胁，20多年来一直活跃在国际保密通信的舞台上。近些年，随着计算机技术的提高，已经有了现实的威胁。512位的密钥已经能被破解，但是要花很多的时间，计算量非常大，1024位长度密钥至今没能被破解。DES作为一种高速对称加密算法，仍然具有重要意义，特别是DES(密钥系统)和公钥系统结合组成混合密码系统。使DES和公钥系统(如RSA)能够各自扬长避短，提高了加密系统的安全和效率。 对密钥加密与数据加密标准 为了建立适用于计算机系统的商用密码，美国商业部的国家标准局NBS于1973年5月和1974年8月两次发布通告，向社会征求密码算法。在征得的算法中，由IBM公司提出的算法lucifer中选。1975年3月，NBS向社会公布了此算法，以求得公众的评论。于1976年11月被美国政府采用，DES随后被美国国家标准局和美国国家标准协会(American National Standard Institute，ANSI) 承认。1977年1月以数据加密标准DES(Data Encryption Standard)的名称正式向社会公布。 对密钥加密与数据加密标准 随着攻击技术的发展，DES本身又有发展，如衍生出可抗差分分析攻击的变形DES以及密钥长度为128比特的三重DES等。 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。与每轮编码时，一个48位的"每轮"密钥值由56位的完整密钥得出来。DES用软件进行解码需要用很长时间，而用硬件解码速度非常快。在1977年，人们估计要耗资两千万美元才能建成一个专门计算机用于DES的解密，而且需要12个小时的破解才能得到结果。所以，当时DES被认为是一种十分强壮的加密方法。 对密钥加密与数据加密标准 破译方法 DES受到的最大攻击是它的密钥长度仅有56比特，1990年S.Biham 和 A.Shamir提出了差分攻击的方法，采用选择明文247攻击，最终找到可能的密钥，M.Matsui 提出的线性分析方法，利用243个已知明文，成功地破译了16圈DES算法，到目前为止，这是最有效的破译方法。 对密钥加密与数据加密标准 DES挑战赛 从1997年开始，RSA公司发起了一个称作"向DES挑战"的竞技赛。在首届挑战赛上，罗克·维瑟用了96天时间破解了用DES加密的一段信息。 1999年12月22日，RSA公司发起"第三届DES挑战赛(DES Challenge III)"。2000年1月19日，由电子边疆基金会组织研制的25万美元的DES解密机以22.5小时的战绩，成功地破解了DES加密算法。DES已逐渐完成了它的历史使命。 对密钥加密与数据加密标准 一、密钥的产生 1、序列密码的产生 序列加密算法是信息加密技术中的一种常见技术，在序列加密算法中，利用欲加密明文的位序列Pl，P2，…，Pi与密钥发生器输出的一组随机位序列Kl，K2，…，Ki经过异或运算得到密文Ci= Pi+Ki，解密时利用密文序列与该随机位序列进行异或运算得到明文Pi= Ci+Ki。由于Kl，K2，…，Ki是随机序列，所以相同的明文位序列可以有不同的密文，该方法不存在数据扩展和错误传播，实时性好，加密解密容易实现。 对密钥加密与数据加密标准 该加密算法的安全性很大程度取决于随机数序列是否够乱，周期是否够长。在序列密码的产生中，通常利用LFSR或线性同余发生器、非线性随机数发生器来产生序列密码。由于序列加密算法的原理要求随机数序列还必须是确定的，因为只有这样解密时才容易使得密钥重现，所以密码序列Ki还有一个密钥K。密钥序列发生器包括内部状态、下一状态函数、输出函数三部分。密钥序列发生器内部原理为，输出函数处理内部状态、下一状态函数、输出函数三部分。密钥序列发生器内部原理为，输出函数处理内部状态产生出密钥序列Ki，下一状态函数处理内部状态产生新的内部状态。密钥序列发生器的输出是该密钥的函数，如果具有相同的序列密码密钥K和内部状态则会产生出相同的密码序列。 对密钥加密与数据加密标准 2、主机密码系统中密钥的产生 主机密码系统中通常采用主密钥、二级密钥和初级密钥三种不同等级密钥。主密钥是一个加密系统中的最高级别的密钥,用于对主机系统中的二级密钥和初级密钥提供保护,因此对主密钥产生的要求非常高,要求具有很高的随机,独立性、不可预测性，一般的伪随机数发生器产生的随机数已不能满足它的需要，我们通常利用真随机数发生器，如利用物理热噪声或提取事件过程随机性，来产生主密钥，更能够符合理论上的随机性，更能满足系统对主密钥的要求。 对密钥加密与数据加密标准 二级密钥用于加密保护初级密钥，生存周期一般