《04电子现金加密技术2上课讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《04电子现金加密技术2上课讲义（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 电子商务安全的技术保障 加密技术(续)1.1 电子商务发展概况1.2 电子商务安全概述1.2.1 电子商务面临的安全威胁1.2.2 电子商务的安全要素1.2.3 电子商务的安全体系结构1.3 电子商务基本流程1.3.1 参与电子商务活动的主要角色和主要工具1.3.2 网络商品直销的流转程式1.3.3 企业间网络交易的流转程式1.3.4 网络商品中介交易的流转程式1.4 电子商务中的电子支付1.4.1 传统交易与支付1.4.2 电子支付工具1.4.3 电子支付存在的问题回顾回顾电子现金(课本P145 6.2.2 电子现金) 所谓电子现金（E-cash），是一种以电子数据形式流通的，能被客
2、户和商家普遍接受的，通过互联网购买商品或服务时可以使用的货币。 电子现金以数字信息形式存在，存储于电子现金发行者的服务器和用户计算机终端上，通过因特网流通。回顾回顾电子现金技术是密码技术和计算机互连网络技术相结合的产物! 公元前440年，古希腊隐写术 公元前400年，斯巴达人Scytale加密工具 我国古代：女书、藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画（见奥运圣火）2.1.1 加密技术概述所谓加密技术就是利用技术手段把重要的数据变为乱码传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原。即：发送方用某种加密算法将交易信息加密变成密文后发送出去；接收方收到密文后，以相应的解密算法将密文解密成明文，然后再进行相应的
3、处理。包括信息的加密和解密两个过程。 消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密（Encryption），被加密的消息称为密文，而把密文转变为明文的过程称为解密（Decryption）。 2.1.1.1 基本概念明文：信息的原始形式（记为P）。密文：明文经过变换加密后的形式（记为C）。加密：由明文变成密文的过程（记为E）。加密通常是由加密算法来实现的。解密：由密文还原成明文的过程（记为D），解密通常是由解密算法来实现的。密钥：为了有效地控制加密和解密算法的实现，在其处理过程中要有通信双方掌握的专门信息参与，这种专门信息称为密钥（key，记为K）。2.1.1.1 基本概念加密
4、函数E作用于明文P得到密文C，可用数学公式表示：E（P）=C相反地，解密函数D作用于C产生P：D（C）=P先加密后再解密，原始的文明将恢复，故下面的等式必须成立：D（E（P）=P2.1.1.1 基本概念密钥用 K表示。K可以是很多数值里的任意值。密钥 K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥（即运算都依赖于密钥，并用 K作为下标表示），这样，加解密函数现在变成：EK（P）=C DK（C）=P这些函数具有的特性：DK（EK（P）=P 数据加密常用的算法： 基本加密算法 对称加密算法 公钥加密算法2.1.2 基本加密方法信息加密方法很多，最基本的加密方法有：替换法和移位法。替换法
5、：单表替换法、多表替换法、异或法、代数编码法等；移位法：列换位法和矩阵换位发2.1.2.1 替换法 替换法是用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文，但保持明文字母的位置不变。 在替代法加密体制中，使用了密钥字母表。它可以由一个明文字母表构成，也可以由多个明文字母表构成。 由一个字母表构成的替换密码，称为单表替换法，其替代过程就是在明文和密码字符之间进行一对一的映射。 如果是由多个字母表构成的替代密码，称为多表替换法，其替代过程与前者不同之处在于明文的同一字符可在密码文中表现为多种字符。因此，在明码文与密码文的字符之间的映射是一对多的。 (1) 单表替换法 凯撒密码是最古老的替代密码，以英文
6、26个字母为例，它用D表示A，用E表示B，用F表示C，用C表示Z，密文字母相对明文字母循环左移了3位，因此，又称为循环移位密码。这种映射关系表示为如下函数： F（a）=（a十k）mod n 其中：a表示明文字母，n为字符集中字母个数，k为密钥。凯撒密码映射表明文ABCDEFGHIJKLM位置数012345678910 11 12密文DEFGHIJKLMNOP明文NOPQRSTUVWXYZ位置数1314151617181920 21 22 23 24 25密文QRSTUVWXYZABC 假设k=3，则明文P=COMPUTER SYSTEMS可加密为： f(C)=(2+3)mod 26=5=F f
7、(O)=(14+3)mod 26=17=R f(S)=(18+3)mod 26=21=V所以密文C=Ek(P) =FRPSXWHUVBVWHPV由前表可知，由密文C恢复明文非常容易。显然，只要知道密钥K，就可构造一张映射表。其加密和解密均可根据此映射表进行。 凯撤密码的优缺点：优点是密钥简单易记。缺点是它的密码文与明码文的对应关系过于简单，故安全性很差。课堂练习：例例1 1：用单表替换法，如果：用单表替换法，如果k=21k=21，e commercee commerce的密文是什么？的密文是什么？例2：用单表替换法，如果用单表替换法，如果k=21k=21，BJJYBJJY的明文的明文是什么？是
8、什么？课堂练习（答案）：A B CD E F G H I J K L M N O P Q R S T U VWX Y ZV WX Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U例例1 1：如果：如果k=21k=21， e commerce 的密文是什么？的密文是什么？ZXJHHZMXZZXJHHZMXZ例2：如果如果k=21k=21，BJJYBJJY的明文是什么？的明文是什么？(2) 多表替换法周期替代密码是一种常用的多表替代密码，又称为维吉尼亚（Vigenere）密码。这种替代法是循环的使用有限个字母来实现替代的一种方法。若明文信息mlm2m3mn
9、，采用n个字母（n个字母为B1，B2，Bn）替代法，那么，ml将根据字母Bn的特征来替代，mn+l又将根据B1的特征来替代，mn+2又将根据B2的特征来替代，如此循环。可见B1，B2，Bn就是加密的密钥。这种加密的加密表是以字母表移位为基础把26个英文字母进行循环移位，排列在一起，形成2626的方阵。该方阵被称为维吉尼亚表。维吉尼亚密码表行列 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ A ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ B BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA C CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB. M MNOPQRSTUV
10、WXYZABCDEFGHIJKL O OPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMN S STUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQR维吉尼亚替换法 采用的算法： f(a)=(a+Bi) mod n (i = 1,2,3 n) 例如，COOKIE为密钥，重复使用密钥进行加密和解密。密钥 COOKIECO OKIECOO明文 COMPUTER SYSTEMS密文 ECA.G.AG 加密过程： 以明文字母选择列，以密钥字母选择行，两者的交点就是加密生成的密文。 解密过程： 以密钥字母选择行，从中找到密码文字母，密码文字母所在列的列名即为明码文字母。维吉尼亚替换法课后练习： 采用前面所
11、描述的方法，用ok作密钥，则GEQMSOR的明文是什么？2.1.2.2 移位法 移位法是把明文中的字母重新排列，本身不变，但位置变了，即：移位（排列）是靠重新安排字母的次序，而不是隐藏他们。 最简单的例子是：把明文中的字母的顺序倒过来写，然后以固定长度的字母组发送或记录，如： 明文： computer systems 密文： smetsys retupmoc 移位法有列换位法和矩阵换位法两种。(1) 列换位法 将明文字符分割成为若干个（例如5个）一列的分组，并按一组后面跟着另一组的形式排好，形式如下：c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10 最后，不全的组可以用不常使用的字
12、符或a,b,c填满。 密文是取各列来产生的（竖读）：c1c6c2c7c3c8.c5c10. 例：明文：BREAK JAPANESE CODES IN WWII 进行排列后，变成这样：B R E A KJ A P A NE S E C OD E S I NW W I I A 则密文为：BJEDWRASEWEPESIAACIIKNONA 密钥为5 课堂练习： 假设密钥为4，试用列换位法对明文“WHERE ARE YOU FROM” 进行加密（写出加密后的密文）。课堂练习（答案）： 假设密钥为4，试用列换位法对明文“WHERE ARE YOU FROM” 进行加密。答：对明文“WHERE ARE Y
13、OU FROM”进行排列（密钥为4）：W H E R E A R EY O U FR O M A则密文为：WEYRHAOOERUMREFA(2) 矩阵换位法 把明文中的字母按给定的顺序安排在一矩阵中，然后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。 例：明文ENGINEERING按行排在3 4矩阵中，最后一行不全用ABC填充。 1 2 3 4 1 2 3 4 E N G I 给置换f=(1234)(2413) N I E G N E E R E R N E I N G A N A I G 得到密文：NIEGERNENAIG 密钥为：mxn=3 4，以及f=(1234)(2413) 即：k=(m n,f) 矩阵换位法其解密过程是将密文根据3*4矩阵，按行、列的顺序写出，再根据给定置换产生新的矩阵，恢复明文为：ENGINEERING1234NIEGERNENAIG1234ENGINEERING矩阵换位法练习-3:1. 理想的电子现金应该具有什么样的特性？2. 应用电子现金进行网络支付时需要安装哪些软件?3. 简述明文、密文、加密、解密和密钥的含义。4. 掌握替换法和移位法的加解密原理与方法。再见Do you have made a progress today ?
