第三章 对称密钥加密
1.流密码：信息长度与密钥相同（种子密码延伸为key）
分组密码：（confusion）扰乱+（diffusion）扩散
2.作用
流密码加密
适用于无线设备或数据速率极高的系统
A5 / 1
- 基于（3个）移位寄存器：X->19bits (x0...x18) Y->22bits (y0...y21) Z->23bits (z0...z22)
（图中寄存器右移、t的仨公式、流密码位S的公式、最后俩公式 (#`O′)）
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多数投票函数：给定三个二进制位x、y和z，定义多数投票函数maj(x, y,z)。也就是说，如果x、y和z的多数为0，那么函数返回0;否则，函数返回1。因为二进制位的个数为奇数，所以不会存在无法判决的情况，因此该函数的定义不会存在问题'。
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设计用于硬件实现
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用于GSM移动电话系统，蜂窝式移动电话系统中的语音加密
现在仍用于一些资源受限设备中
RC4
- 基于一个不断变化的查找表；使用了很多地方，例如SSL,TSL,WEP
算法本质是查找表；包括了256字节的一个排列置换；
- 在每一步，RC4做以下操作：
①交换当前查找表中的元素
②从表中选择一个密钥流字节(从查询表中选出一个字节)
- RC4的每一步都会产生一个字节：软件上高效
A5/1的每一步只产生一个比特：硬件高效
- RC4在如此广泛的应用中取得成功的主要因素是它的速度和简单性(经过优化适合软件实现)。
分组密码加密
特点：①明文和密文由固定大小的块组成(++固定大小分组++)
②通过循环函教迭代从明文中得到密文
③轮函数的输入由上一轮的按键和输出组成
④通常在软件中实现
(++不断做迭代，当前输入时上一轮函数的结果和密钥的综合使用++)
Feistel 密码
1.特点
①一种典型的分组密码
②将明文分成了左右两部分 P=（L，R）
③式中的 F 可以为任意函数，只是特定函数才能保持安全
DES算法(属于Feistel 密码)
（Data Encryption Standard） 数据加密标准
- 概念
DES是具备如下基本特性的Feistel密码方案:
++①共16轮计算 ②64位分组长度 ③56位密钥 ④48位子密钥++
- 过程
①扩展函数： 32位 -> 48 位
②S-boxes ： 2位表行 + 4位表列 6位输入 -> 4位输出
③P盒置换 ：32位 -> 32位
④左右交换 ： 使加密算法一致（大概为DES的最后一步处理）
- 安全性
①安全性很大程度取决于S盒（只有S盒非线性）
②至今仍未发现捷径
③攻击方式本质上是穷举的密钥搜索
④被攻击和替代主要还是密钥长度太短了
3DES
1.产生背景：单重DES在穷举攻击下相对比较脆弱
2.用两个密钥 加密 - 解密 - 加密
①向后兼容 ②112bits 足够
3.采用的是56位的密钥
AES
（Advanced Encryption Standard） 高级加密标准
1.特点（可逆）
①块大小：128 bits （视为4x4字节数组）
++密钥长度： 128、192、256++（为64倍数）
rounds : 10 ~ 14 rounds
2.++AES包含的四个函数++
①字节替换：非线性，类似S盒，可逆
②（循环）行移位操作 ： 第 i 行循环左移 i - 1 位
③列混合操作 ：列元素矩阵 -> 新的列元素
（可看作一列元素去乘一矩阵获得新的列元素）
④轮密钥合并操作 ： Block ⊕ Subkey -> new （有专门密钥分配算法）
3.公钥 私钥
公钥 : (N , e)
私钥 : d , (p - 1) (q - 1)
应用的不同模式( ECB CBC CTR )
IDEA ： 国际数据加密算法
不同算法的比较
分组密码模式
- 电报密码本 ECB
对于固定的密钥 K , 在明文分组和密文分组之间创建了固定的映射
对每个明文块进行独立加密
明显,但存在严重安全问题,在实践中无法使用
- 密文分组链接模式 CBC (最常用)
把块链接起来
比ECB更安全 : 同样的明文不会产生同样的密文
无法消除 复制-粘贴攻击
- 计数器模式 CTR
常常用于需要随机存取的场合
分组密码的作用类似于流密码
信息安全笔记
概要
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信息安全：信息或数据所代表或延伸的事务的安全
信息安全以 计算机安全和网络安全 为主
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信息是有价值的数据，与数据的区别就是他有价值
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范围：数字签名、加密技术、完整性技术、认证技术
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CIA：机密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）、可用性（Availability）
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网络安全：①研究安全漏洞 ②研究攻防技术 ③信息对抗的威胁在增加 ④网络对国民经济的影响在加强
其他 笔记
1.访问控制：包括认证和授权
Access confrol includes both authentication(认证)and authorization(授权)
2.设计通用密码系统
3.典型的密码分析方法
（1）只知道密文
（2）知道部分明文-密文对
（3）可以选择部分明文加密
（4）根据观测到的密文选择下一明文
（5）用公钥加密假定的明文去与截获的密文匹配（只适用于公钥密码）
4.接收方如何验证消息验证码是否正确
5.公钥加密系统
6.数字签名(非对称加密可以做到 , 对称加密做不到)
(1) 发送者使用A的私钥签名信息
(2)任何人都可以使用A的公钥验证信息
(3)签名就是加密过程,验证就是解密过程
7.加密
(1)发送者使用 A 的公钥加密信息
(2)接收者使用 A 的私钥解密信息
8.入侵检测
(1) 分类
基于方法 : ① 基于异常 ② 基于特征
基于体系结构 : ① 基于主机 ② 基于网络
PS : 基于异常能够探测未知的，但不精准，很容易出错;基于特征的只能探测已知的，但很快，很精准.
9.访问
(1) 访问控制列表 : 按列存储, 访问能力列表 : 按行存储.
(Access Control Lists)
(2) 访问控制列表以资源为主, 访问能力列表以用户为主.
(Capabilities)
10.可信模型
三类: 垄断模型( Monopoly model ) 寡头模型( Oligarchy ) 无序模型(Anarchy model)
11.防火墙
(1) 没有标准的防火墙术语
(2) 防火墙类型
①包过滤器 ---- 在网络层工作
②状态包过滤器 ---- 传输层
③应用代理 ---- 应用层
第四章 公钥密码
RSA
1.N = p q , (p , q 为素数)
2.找到 d , 使 ed = 1 mod ( p - 1)( q - 1) (ed 互为逆元)
3.公钥 : ( N , e )
4.私钥 : d , ( p - 1)( q - 1)
5.加密 : C = M ^ e mod N ( e 为公钥 )
6.解密 : M = C ^ d mod N ( d 为 私钥)
7.证明 : M = C ^ d mod N = M ^ ed mod N
欧拉定理