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1、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
2、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 HGHARPS bo ok st or ex I/JD DG PU GO GV I/JCODB EFGKL MNQTU
3、 VWXYZ6 用密钥词cat实现vigenere密码，加密明文vigenere coper，所得的密文是什么？XIZGNXTEVQPXTKey: catca t ca tcatcatcatPlaintext: vigenere coperChipertext: XIZGNXTE VQPXT7 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？YNSDCODTNURNAUEAKey: 2 4 3 1Plaintext: c a n y o u u n d e r s t a n dChipertext: YNSDCODTNURNAUEA8 什么是乘积密
4、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
5、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、安全强度、轮数、是否Feistel体制、基本操作等若干方面）*算法DESAESRC4分组长度（bit）64128流密码密钥长度56128/196/256不少于128相对速度较快慢很快安全强度255（穷举） 很难轮数1610/12/14-是否Feistel体制是不是？ 14 AES与DES相比有优点？3D
6、ES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)l对所有256个密钥,加密P,对结果按X排序与T中l对所有256个密钥,解密C,解密结果与T中的值比较l找出K1,K2使得EK1(P) = DK2(C)l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
7、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 ( 88187) 加密:C =
8、 887 mod 187 = 11 解密:M = 1123 mod 187 = 8817 RSA算法计算实例（给定p,q,e,m/c，计算n, ,d,c/m） 1. 选择素数: p=17 & q=112. 计算n = pq =1711=1873. 计算(n)=(p1)(q-1)=1610=1604. 选择e : gcd(e,160)=1; 选择e=75. 确定d: de=1 mod 160 and d 160， d=23因为237=161= 1160+16. 公钥KU=7,1877. 私钥KR=23,17,1118 描述Diffie-Hellman密钥交换机制。 算法：A 双方选择素数p以及p
9、的一个原根aB 用户A选择一个随机数Xa p，计算Ya=aXa mod pC 用户B选择一个随机数Xb p，计算Yb=aXb mod pD 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 pF 用户B计算出K=YaXb mod pG 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19 描述Diffie-Hellman算法（DH算法）中中间人攻击发生的过程。中间人攻击1 双方选择素数p以及p的一个原根a(假定O知道)2 A选择Xap,计算Ya=aXa mod p, AB: Ya3 O截获Ya,选Xo,计算Yo=aXo mod p,冒
10、充AB:Yo4 B选择Xbp,计算Yb=aXb mod p, BA: Yb5 O截获Yb,冒充BA:Yo6 A计算: (Xo)Xa(aXo)XaaXoXa mod p7 B计算: (Xo)Xb(aXo)XbaXoXb mod p8 O计算: (Ya)XoaXaXo mod p, (Yb)XoaXbXo mod pO无法计算出aXaXb mod pO永远必须实时截获并冒充转发,否则会被发现20 如何使用公钥密码实现数据的保密性、完整性和数据源认证（签名）？ 发送方用其私钥对消息“签名”。可以通过对整条消息加密或者对消息的一个小的数据块（消息认证码/摘要）加密来产生。E(K,M|E(PRa,H(M
11、) 其中K为PUb解密时，第一步解密使用B的私钥，然后使用A的公钥。21 对比对称算法和公钥算法？（建议从用途，速度和效率等方面） 对称算法：速度快，主要用于数据加密，只有一个密钥。公钥算法：速度较慢，主要用于数字签名和密钥交换，有两个密钥22 对称密钥分配有哪些方法？(注意和重放攻击相结合) 对于参与者A和B，密钥分配有以下几种：A 密钥由A选择，并亲自交给BB 第三方选择密钥后亲自交给A和BC 如果A和B以前或最近使用过某密钥，其中一方可以用它加密一个新密钥后在发送给另一方。D A和B与第三方均有秘密渠道，则C可以将一密钥分别发送给A和B别人卷子上的分配方式：传统加密方法Needham/S
12、chroeder Protocol 1978 1、A KDC：IDA|IDB|N1 2、KDC A：EKaKs|IDB|N1|EKbKs|IDA 3、A B： EKbKs|IDA 4、B A： EKsN2 5、A B： EKsf(N2)保密密钥Ka和Kb分别是A和KDC、B和KDC之间共享的密钥。本协议的目的就是要安全地分发一个会话密钥Ks给A和B。 A在第2步安全地得到了一个新的会话密钥，第3步只能由B解密、并理解。第4步表明B已知道Ks了。第5步表明B相信A知道Ks并且消息不是伪造的。第4，5步目的是为了防止某种类型的重放攻击。特别是，如果敌方能够在第3步捕获该消息，并重放之，这将在某种程
13、度上干扰破坏B方的运行操作。上述方法尽管有第4,5步的握手，但仍然有漏洞假定攻击方C已经掌握A和B之间通信的一个老的会话密钥。C可以在第3步冒充A利用老的会话密钥欺骗B。除非B记住所有以前使用的与A通信的会话密钥，否则B无法判断这是一个重放攻击。如果C可以中途截获第4步的握手信息，则可以冒充A在第5步响应。从这一点起，C就可以向B发送伪造的消息而对B来说认为是用认证的会话密钥与A进行的正常通信。Denning Protocol 1982 改进（加入时间戳）： 1、A KDC：IDA|IDB2、KDC A：EKaKs|IDB|T|EKbKs|IDA|T3、A B： EKbKs|IDA|T4、B A： EKsN15、A B：
