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cissp備考系列之密碼術與私鑰演算法[10-40]
2010-05-19 10:31:32
標籤：密碼 加密 考試 cissp 公鑰
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【cissp是小眾，與mcse，ccna一類的不同，資料很少。本人在準備cissp考試。總結一些考點，供大家參考（內容主要是《cissp認證考試權威指南（第4版）》的讀書筆記，感謝作者和譯者，替他們宣傳一下。）】
加密術歷史
1，凱撒密碼
將每個字母都用字母表中的排在它後面第三個字母替換。也稱為rot3（rotate 3）演算法。
特點：簡單，但是容易被破解（頻率分析）。
2，美國內戰
採用更高階的詞彙替代和置換。
3，ultra和enigma
enigma是誕生於德國的商業編碼機。盟軍則通過ultra破解了enigma編碼。
日本在二戰期間使用了japanese purple machine，但很快被美國破解。
密碼術的目標
1，機密性（confidentiality）
2，完整性（integrity）
3，身份驗證（authentication）
4，不可否認性（nonrepudiation）
密碼術概念
明文（plain-text）
密文（cipher-text）
密碼術（cryptography）
密碼分析學（cryptanalysis）
密碼術的數學原理
1，二進位制數學
2，邏輯運算
* and與運算，用符號＾表示
* or或運算，用符號 v 來表示
* not非運算，用符號 ~ 或 ! 來表示
* xor異或運算（兩者不同，結果為真），用符號「圈+」來表示。
3，mod取模運算（取餘數），用符號 % 表示。
4，單向函式（one-way function）
5，混淆（confusion）與擴散（diffusion）密碼術依靠這兩種基本操作來隱藏明文。
6，隨機數（nonce）
7，最低和最高有效位元，乙個串中最左邊的是最高有效位元，最右邊的是最低有效位元。
8，零知識證明（zero-knowledge proof）不告訴對方自己知曉的內容，但要向對方證明自己知曉這一內容。
9，分割知識（split knowledge）
10，工作函式 採用窮舉法攻擊所需的時間和工作量就是工作函式，工作函式大小應該與受保護的資產的相對值匹配。
11，群集（clustering） 使用不同的金鑰卻得到相同的密文。
常見密碼簡介
編碼（code）與密碼（cipher）
編碼針對詞彙和短語，密碼針對單獨的字元和位元。
1，換位密碼（transposition cipher）重排明文訊息中的字母
2，替代密碼（subsitution cipher）將明文中的每個字元或位元位都替換為不同的字元
3，一次性填充（one-time pad）也稱為vernam密碼，安全性高但是難於實現。
c=(p+k) mod 26
將明文和金鑰的字母所對應的十進位制數字相加，再做模運算。
4，滾動金鑰密碼（running key cipher）與前者類似，常採用書籍中的一段話作為加密金鑰。
5，分組密碼（block cipher）將訊息按組塊進行操作，最常見的處理方式。
6，流密碼（stream cipher）凱撒密碼和一次性填充都是流密碼的例子。
現代密碼術
1，金鑰 現代密碼系統不依賴秘密的演算法，而是依靠金鑰。金鑰的長度很關鍵，通常來說，安全性與長度成正比。計算能力的增長，使得我們能夠在密碼術工作中使用更長的金鑰。
2，對稱金鑰演算法 即共享金鑰加密法，加解密使用同乙個金鑰。
主要缺點：
* 分發金鑰是個問題
* 無法實現不可否認性
* 擴充套件性差
* 金鑰必須經常更新
3，非對稱金鑰演算法（asymmetric key algorithm） 也稱公鑰演算法（public key algorithm）
主要優點：
* 擴充套件性好，增加乙個使用者只需要增加一對公/私鑰
* 刪除使用者較容易
* 只有私鑰被破壞時，才需要重建
* 能提供完整性，身份驗證和不可否認性
* 分發容易
* 不需要預先存在通訊鏈結。
4，雜湊演算法 md5和sha較常見，還有hmac（hash-based message authentication code基於雜湊的訊息身份驗證**）
對稱密碼術
1，資料加密標準des
採用56位金鑰的加密演算法。
* 電子**本模式（electronic codebook）簡單，安全性差，只適用於少量資料交換。
* 密碼分組鏈結模式（cipher block chaining）增加異或操作，存在錯誤傳播的問題，乙個分組出現錯誤，將導致後續的所有分組無法解密。
* 密碼回饋模式（cipher feedback）與cbc相似，採用流模式而不是分組模式，處理實時資料。
* 輸出回饋模式（output feedback）異或操作的因子不再是前一分組的密文，而是與種子值相異或，避免了錯誤傳播。
* 計數器模式（counter）異或操作的因子變為計數器值。
2，三重資料加密演算法3des
56位的des不夠安全，3des則將金鑰長度增加到了168位。
共有四種模式：
* 模式1：三個金鑰，加密+加密+加密（key1,2,3）
* 模式2：三個金鑰，加密+解密+加密（key1,2,3）
* 模式3：二個金鑰，加密+加密+加密（key1,2,1）
* 模式4：二個金鑰，加密+解密+加密（key1,2,1）
3，國際資料加密演算法idea
補充了des的不足，金鑰長度為128位。
4，blowfish密碼
是des和idea之外的選擇，64位分組，速度快。可自由使用的演算法，在很多商業軟體中有應用。
5，skipjack演算法
解密演算法託管在**，80位金鑰安全強度不高，應用較少。
6，高階加密標準aes
是des的替代品，分為128，192和256位。
rijndael和twofish是兩種主要的aes演算法實現。
twofish使用了預白噪音化（prewhitening）和後白噪音化（postwhitening）操作。
對稱加密演算法記憶表
演算法分組
金鑰長度
des64
56
3des
64168
aes可變
128,192,256
twofish
1281-256
blowfish(ssh中應用)
可變1-448
idea(在pgp中應用)
64128
rsa(rc5)
32,64,128
0-2048
rsa(rc4)
流式128
rsa(rc2)
64128
skipjack
6480
7，金鑰分發
* 離線分發
* 公鑰加密
* dh演算法 secure rpc使用dh演算法進行金鑰交換
8，金鑰託管
* 公平密碼系統（fair cryptosystem）金鑰被拆分為多個部分，交由第三方管理，**在取得法律授權的情況下，可以獲取金鑰。
* 託管加密標準（escrowed encryption standard）**擁有解密密文的技術手段。
【本單元結束】本文出自 「西蒙[愛生活，愛學習]」 部落格
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