E-mail: [e-mail]

1
?????(1)

• ???
• ??????????????
• E-mail hjbin_at_infosec.pku.edu.cn
• http//infosec.pku.edu.cn/hjbin

2

• ? ?
• ????????????
• ???????
• ?????????

3
???????

• 1949???
• ????????
• 19491975?
• ???????
• 1976???
• ????????????

4
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• ????????,????
• ?????????????
• ???????????,??????
• ???????????
• ????????????????

5
?1??-????
Phaistos??,??????160mm?Cretan-Mnoan????,?????17???
????????????,????????
6
20???????
7
?1??-????

• 1883?Kerchoffs???????????????????????????????????
  ???
• ???????????,?????????????,????????????????????

8
?2?? 19491975

• ??????????????????
• ???????
• 1949?Shannon?The Communication Theory of Secret
  Systems
• 1967?David Kahn?The Codebreakers
• 1971-73?IBM Watson????Horst Feistel???????
• ?????????????????????

9
?3?? 1976

• 1976?Diffie Hellman ? New Directions in
  Cryptography ?????????
• 1977?Rivest,Shamir Adleman???RSA????
• 90?????????????????
• ???????????????????????????????

10
?3?? 1976

• 1977?DES??????
• 80????????Post DES??,?IDEA,RCx,CAST?
• 90????????????? Rijndael,RC6, MARS, Twofish,
  Serpent???
• 2001?Rijndael??DES????

11

• ? ?
• ????????????
• ???????
• ?????????

12
?????????

• ????????
• ?????
• ??(Interruption)(??)
• ??(Interception) (??)
• ??(Modification)
• ??(Fabrication)
• ???????????????????
• ??????????

13
?????
Availability

• Interruption --
• Interception --
• Modification --
• Fabrication --

Confidentiality
Integrity
Authenticity
14
????
15
????

• ???(Cryptology) ??????????????.
• ?????(Cryptography) ???????????,????????.
• ?????(Cryptanalytics)?????????????????.

16
????
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???P?P?????, PP1,P2,,Pn ????C,
CC1,C2,,Cn ????????????
CE(P)?PD(C) ?? C????,E?????P???,D????? ??????
????PD(E(P))
17
????

• ?????????,??CE(K,P),???????????????????????,E??
  ?????,??????????????????
• ??????????,?PD(K,E(K,P))
• ??????????,?PD(KD,E(KE,P))

18
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19
????????

• ???????????????????
• ????????,?????????????????/???????????
• ?????????,????

20
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21
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• ??????????(P,C,K,E,D)????
• (1)P?????????(????)
• (2)C?????????(????)
• (3)K?????????????(????)
• (4)??k? K,??????? ???????? ,??
  ? ?????????,
  ??dk(ek(x))x ,?? x ?P?

22
????????

• ????
• ????
• ???????

23
????

• ????(restricted)??
• ???????????????
• ????(key-based)???
• ??????????????

24
????

• ??????(symmetric cipher)
• ???????????,??????,???????????
• ??????????????
• ???????(asymmetric cipher)
• ????????????,??????????
• ????????(public-key cipher)
• ???????????????, ?????????
• ???????????,??????(public key),?????????????,?
  ?????(private key)??,????

25
??????

• ????(block cipher)
• ???????????,??????????????,????????????
• ???(stream cipher)
• ?????????????????????????

26
????

• ????????
• ???????????,??????????????????
• ??????????????(????????)

27
??????????

• ??????
• ??????????????????
• ??????????
• ????
• ???
• ?????

28
??????
29
????????

• ???????????????,?????????????????????????????????
  
• ??????????,??????????
• ??????
• ??????????????
• ?????????????????

30
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• ?????(data complexity)????????????
• ?????(processing complexity)??????????
• ????(storage requirement)???????????

31
??????????
32
??????

• ??
• ??
• ???

33
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• ??????????????????
• ?????????????,?????????????????????

34
????
??????
wuhdwb lpsrvvleoh
TREATY IMPOSSIBLE
????
CiE(Pi)Pi3
???(???) ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
defghijklmnopqrstuvwxyzabc
35
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• ?????(??????)
• ??,????
• ????????,????????????????????????

36
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• ?????????
• CE(p)(pk)mod(26)
• pD(C)(C-k)mod(26)
• 25??????k,??Brute-Force Cryptanalysis
• ??????????????

37
???????

• ????
• key
• ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
• keyabcdfghijlmnopqrstuvwxz
• spectacular
• ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
• spectaulrbdfghijkmnoqvwxyz
• ???????????

38
???????

• ?????????????
• E(i)3i mod 26
• ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
• adgjmpsvybehknqtwzcfilorux

39
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• ????26!gt4x1026 ???key,??56?DES??????
• ????????????

40
(No Transcript)
41
? UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ V
UEPHZHMDZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX EPYEPOPDZSZ
UFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ
42
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• ?????E1?E2 ,???????????????????,????????????????(?
  ?E2???E1??)
• ?1E1(T)a, E2(T)b
• E1(X)b, E2(X)a
• E1(a)(3a)mod26 E2(a)((5a)13)mod 26)
• TREAT YIMPO SSIBL E
• fumnf dyvtf czysh h

43
???????--????

• ?2 E1(a)a
• E2(a)25-a
• ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
• zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba
• It was the best of times, it was the worst of
  times
• Ig wzs ghv bvsg ou trmvs rt dah tse doisg ou
  trmvs

44
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• ????????????????,????????????????????????
• ?????????????????????????
• ????????????????????

45
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• 1?????????????????????????
• ???,???????????????
• 2??????????????????
• 3???1??2???????,???????????
• ?,?????????????????

46
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• ?????????????????????????????????
• ?????(One Time Pad)
• ???PAD,?????????
• ?????????????
• ??????(?OTP?????)
• ri1ricb mod w
• c?b???,w????????????

47
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• ???????????????????????????
• ??????
• ????
• ????
• ????????????????
• ?????????????
• ??????????????

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• ????????????,?????????????,??????
• ?????????????,?????????????????????

49

• K???mm??,?Z/(26)???,???K-1??
• KK-1 I (?Z/(26))
• ????k? K, ??ek(x)xK (mod 26) ? dk(y)yK-1 (mod
  26)
• ?
• ??????? m????(x1, x2 , xm )(y1,
  y2,,ym),Z/(26)?????
• ??????????Amxm,?????detAmxm??? Z/(26),??Z/(26)???
  ???????
• Z/(26) a ?Z/(26)(a,26)1,Z/(26)1,3,5,7,9,1
  1,15,17,19,21,23,25

50
?m???????,PC(Z/(26))m, K??1,2,..,m???????,?
????p?K,??
e p(x1, x2,..,
xm)(xp(1),,..,xp(m)) ? d p(y1,
y2,.., ym)(yp(1),,..,yp(m))
??p-1?p????
???????????????,????? ?? ?m6,???
?
51
???????cryptography ?????6????????cryptogra
phy ??????YTCOPRAHGYPR
52
??????????p ??
53
???

• ???????????,????????????
• ?????????

54
??????????(????????)
55

• ? ?
• ????????????
• ???????
• ?????????

56
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• Shannon??(1949)
• ??????????????????????????
• ????????????????????
• ???????????
• ??????????????????
• ?????????????????

57
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• ??
• ??2w???????
• ??k
• ??
• ??2w???????

58
Feistel?????

• ??????L0,R0,?????????n??????,???????????
• ?i????????????Li-1?Ri-1?K??????Ki?????????,???Ki?K
  ??,???????,????????????????

59
Feistel?????

• ??????????,????????????,???????????????????F,?????
  ???????????????(XOR)
• ??????????????????,???????Ki???
• ?????,???????????????

60
Feistel?????

• ????????????????????????????,???????????Ki
• ????????????????????

61
Feistel????

• ?? Li Ri-1 Ri Li-1?F(Ri-1,Ki)
• ?? Ri-1 Li
• Li-1 Ri?F(Ri-1,Ki)
• Ri?F(Li,Ki)

62
Feistel???????

• ??????????????????,???????????64????????????,????
  ??????????
• ??????????????????,?????????????????????128???
• ??????????????,????????????????????16
• ???????????????????????
• ?????????????????????????

63
Feistel?????

• ?????/??????????????,??????????,???????
• ??????????????,???????????????

64
???????

• Shannon??(1949)
• ??????????????????????????
• ????????????????????
• ???????????
• ??????????????????
• ??????????????????

65
???????

• ?????
• ???????
• ????

66
???????????

• ??????????????????(??????)??,??????n??(??????n??
  ?),?????????????????????(??????)??

67
????????

• Shannon??????????,???????????????????
• ??(Diffusion)??????????????????????
  ,??????????????????
• ??(confusion)????????????????????????

68
?????????

• ??????????
• ??????????,?????????????????,?8?16?32????
• ??????????,??????????????????????????
• ????????????,???????????

69
?????????

• ?????????,??????????????????????,?????????????????
  ,?????????
• ???????????,???????????????????

70
???DES

• Simplified DES??,??S-DES???
• ??????????
  (1) ????IP(initial permutation)
  (2)
  ????fk1,?????K???,???????????
  
  (3) ????SW
  
  (4) ????fk2
  
  
  (5) ????IP????IP-1

71
(No Transcript)
72
?????????

• ?????????
• IP-1fk2SWfk1IP
  
  ????
• ??IP-1(fk2(SW(fk1(IP(??)))))
  ??
  K1P8(??(P10(??K)))
  
• K2P8(??(??(P10(??K))))
• ?????????
  
• ??IP-1(fk1(SW(fk2(IP(??)))))

73
S-DES?????
?10bit????(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7, k8,k9,k10)
??P10??????
P10(k1,k2,,k10)(k3,k5,k2,k7,k4,k10,k1,k
9,k8,k6) ???


P10










LS-1?????,???????2?
P8
74
S-DES?????

• ??????,?K??(1010000010), ???????????
• K1(1 0 1 0 0 1 0 0)
• K2(0 1 0 0 0 0 1 1)

75
S-DES?????
76
S-DES?????

• ?????IP??
• IP 1 2 3 4 5 6 7 8
• 2 6 3 1 4 8 5 7????????IP????
• IP-1 1 2 3 4 5 6 7 8
• 4 1 3 5 7 2 8 6
• ?? IP-1(IP(X))X

77
(No Transcript)