第一讲：保密学基础

1：保密学的基本概念

什么是保密学？

定义：保密学是研究信息系统安全保密的科学，它包括两个分支，一是密码学，对信息进行编码实现隐蔽信息的科学，二是密码分析学，研究分析破译密码的科学。二者相互对立，而又互相促进地向前发展。

其他相关概念

从上图我们可以看出，加密器和解密器分别对应一个密钥，主动攻击是从信道进行介入的，被动攻击也是从信道进行窃听的。

保密系统相关参数解读

1：明文消息空间M

2：密文消息空间C

3：密钥空间K1和K2、在单钥*下，K=K1=K2,此时密钥k∈K，需经安全的密钥信道由发方传给收方。

4：加密变换与解密变换

保密系统应当满足的要求

认证与认证系统

• 认证系统

为了防止消息被篡改、删除、重放和伪造的一种有效方法，使发送的消息具有被验证的能力，使接收者或第三者能够识别和确认消息的真伪，实现这类功能的密码系统被称作为认证系统。

• 保密性

保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容。

• 认证性

让任何不知密钥的人不能构造一个密报，让合法接收者明白哪些是合法的消息。认证理论和技术是保密学研究的一个重要领域。如传统的手写签字正在被更迅速、更经济和更安全的数字签字替代。

安全认证系统应当满足下面四个条件

完整性

在有自然和人为干扰条件下，系统保持检测错误和恢复消息和发送消息一致性的能力。实际中常常借助与纠检错技术和杂凑技术来保证消息的完整性。

2：密码*分类

密码*分类

• 单钥*：加密密钥和解密密钥相同。
• 双钥*：加密密钥和解密密钥不同。

单钥*的两个主要方面

• 密钥产生
• 密钥管理

单钥保密*流程图

单钥*的分类

• 流密码
• 分组密码
  单钥*不仅可以用于数据加密，也可用于消息的认证。

什么是公钥*（也叫双钥*）？

Diffie和Hellman1976年首次提出，每个用户都有一对选定的密钥（公钥K1和私钥K2），公开的密钥K1可以像电话号码一样进行公布。

• 双钥*是如何进行加解密的？

公钥*的主要特点：加密和解密的能力分开

• 公钥加密私钥解密：多个用户加密的消息，只能由一个用户进行解读，可用于公共网络中实现保密通信。
• 私钥加密公钥解密 ：只能由一个用户加密消息，而使多个用户可以解读，可用于认证系统中对消息进行数字签名。
• 无需事先分配密钥。

双钥保密*

• 安全保障：从公开密钥Kb1和密文c不能推出B的私钥Kb2和明文。
• 由于任何人都可以使用B的公钥进行加密，所以密文c不具有认证性。

双钥认证*

双钥保密和认证*

所谓的双钥保密和认证*就是说，假如A想发送消息给B，先用A的私钥对明文m进行加密，然后再使用B的公钥进行加密，这样就进行了两次加密过程，在解密的时候同样也是需要两次，先是使用B的私钥进行一次解密，然后使用A的公钥进行一次解密，这样B就可以获得需要的明文。