分組密碼和S盒本講內(nèi)容第四章分組密碼1.分組密碼概念2.分組密碼的基本設(shè)計(jì)原則3.混亂部件：S盒2023/7/222密碼學(xué)課件分組密碼概念2023/7/223密碼學(xué)課件序列密碼回顧

發(fā)送方接收方密鑰序列發(fā)生器（KG）密鑰序列發(fā)生器（KG）密鑰源（種子密鑰）K（種子密鑰）K（秘密信道）（秘密信道)（公共信道）序列密碼體制通信模型2023/7/224密碼學(xué)課件分組密碼概念發(fā)送方接收方密鑰源（種子密鑰）K（種子密鑰）K（秘密信道）（秘密信道)（公共信道）分組密碼體制通信模型

2023/7/225密碼學(xué)課件序列與分組密碼比較上述明文分組長(zhǎng)度和密文分組長(zhǎng)度均為n。在實(shí)際的分組密碼中，一般明文信號(hào)均取自{0,1}，且沒有擴(kuò)展序列密碼與分組密碼的主要區(qū)別加密方式體制的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(分組密碼無記憶)2023/7/226密碼學(xué)課件大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜分組密碼定義

2023/7/228密碼學(xué)課件分組密碼的基本設(shè)計(jì)原則

E恒等映射線性映射簡(jiǎn)單映射2023/7/229密碼學(xué)課件分組密碼的基本設(shè)計(jì)原則2023/7/2210密碼學(xué)課件分組密碼的基本設(shè)計(jì)原則2023/7/2211密碼學(xué)課件針對(duì)實(shí)現(xiàn)的2個(gè)設(shè)計(jì)原則1.軟件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)原則使用子塊和簡(jiǎn)單的運(yùn)算。要求子塊的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度能自然地適應(yīng)軟件編程，比如8、16或32比特等；盡量避免按比特操作（如bit置換難于用軟件實(shí)現(xiàn)）。子塊上所進(jìn)行的密碼運(yùn)算應(yīng)該是一些易于軟件實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算，最好是用一些標(biāo)準(zhǔn)處理器所具有的那些基本指令，比如加法、乘法和移位等。<<,>>,~^,&,|,+2023/7/2212密碼學(xué)課件針對(duì)實(shí)現(xiàn)的2個(gè)設(shè)計(jì)原則2.硬件實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)原則加密和解密應(yīng)具有相似性（最好只是在密鑰的使用方式上存在不同，其余皆同），以便用同樣的器件來實(shí)現(xiàn)。盡量使用規(guī)則結(jié)構(gòu)，且應(yīng)符合國(guó)際的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以便適合于用超大規(guī)模集成電路來實(shí)現(xiàn)。2023/7/2213密碼學(xué)課件針對(duì)安全性的5個(gè)設(shè)計(jì)原則1.分組長(zhǎng)度n要足夠大：防止查字典攻擊。常見的分組長(zhǎng)度為64、128比特等。2.密鑰空間K要足夠大：以防止窮密鑰搜索攻擊。常見的密鑰長(zhǎng)度為128、192、256比特等。3.安全強(qiáng)度的穩(wěn)定性：部分密鑰被破譯后，分組密碼仍具有一定的抗攻擊能力。2023/7/2214密碼學(xué)課件針對(duì)安全性的5個(gè)設(shè)計(jì)原則4.混亂：要是密文和明文以及密鑰之間的依賴關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，以至于這種依賴性對(duì)密文分析者來說是無法利用的。5.擴(kuò)散：要使每一位密鑰數(shù)據(jù)影響一半以上的密文數(shù)據(jù)，以防止對(duì)密鑰進(jìn)行逐段破譯；而且每一位明文數(shù)據(jù)也應(yīng)該影響一半以上密文數(shù)據(jù)，以便隱蔽明文數(shù)字的統(tǒng)計(jì)特性。分組密碼必須能夠抵抗現(xiàn)有的所有分析方法2023/7/2215密碼學(xué)課件針對(duì)密碼函數(shù)的攻擊模式已知明文攻擊已知密文攻擊選擇明文攻擊選擇密文攻擊2023/7/2216密碼學(xué)課件針對(duì)分組密碼現(xiàn)有的分析方法樸素密碼分析方法窮盡密鑰搜素攻擊字典攻擊查表攻擊時(shí)間存儲(chǔ)折中攻擊差分密碼分析方法線性密碼分析方法相關(guān)密鑰密碼分析方法積分密碼分析，碰撞分析，代數(shù)攻擊，滑動(dòng)攻擊，差值攻擊，相關(guān)密碼攻擊。。。。。。2023/7/2217密碼學(xué)課件差分密碼分析簡(jiǎn)介

2023/7/2218密碼學(xué)課件分組密碼的基本設(shè)計(jì)原則

混亂密鑰。。。擴(kuò)散混亂擴(kuò)散混亂擴(kuò)散明文密文2023/7/2219密碼學(xué)課件

2023/7/2220密碼學(xué)課件

2023/7/2221密碼學(xué)課件

2023/7/2222密碼學(xué)課件一個(gè)例子

2023/7/2223密碼學(xué)課件1001一個(gè)例子

于是，S(010011)=0101102023/7/2224密碼學(xué)課件一個(gè)例子

2023/7/2225密碼學(xué)課件一個(gè)例子1001密碼學(xué)課件

0101101011

0110112023/7/2226一個(gè)例子

2023/7/2227密碼學(xué)課件

2023/7/2228密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子

012023/7/2229密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子2023/7/2230密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子2023/7/2231密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子2023/7/2232密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子2023/7/2233密碼學(xué)課件再舉一個(gè)例子1234567891011121314127505190591623849126114115107442102733136191085546637493156486337812841170321312353686643304652075121211111485954116121038354010126562796412518101474857681049512042761006911761897238771247998602933943910611277581109811099241193553811804945122127979803417671228278113621056752921088125

2023/7/2234密碼學(xué)課件

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