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第41题      
知识点   三重DES   加密   DES
关键词   加密   密钥长度   明文   密钥      分类   信息加密技术       

 
三重DES加密使用(41)个密钥对明文进行3次加密,其密钥长度为(42)位。
 
 
  A.  1
 
  B.  2
 
  C.  3
 
  D.  4
 
 
 

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   知识点讲解    
   · 三重DES    · 加密    · DES
 
       三重DES
        三重DES是指使用两个密钥,执行3次DES算法,如下图所示。其密钥长度是112位。
        
        三重DES加密算法
 
       加密
               保密与加密
               保密就是保证敏感信息不被非授权的人知道。加密是指通过将信息进行编码而使得侵入者不能够阅读或理解的方法,目的是保护数据和信息。解密是将加密的过程反过来,即将编码信息转化为原来的形式。古时候的人就已经发明了密码技术,而现今的密码技术已经从外交和军事领域走向了公开,并结合了数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科而成为了一门交叉学科。现今的密码技术不仅具有保证信息机密性的信息加密功能,而且还具有数字签名、身份验证、秘密分存、系统安全等功能,来鉴别信息的来源以防止信息被篡改、伪造和假冒,保证信息的完整性和确定性。
               加密与解密机制
               加密的基本过程包括对原来的可读信息(称为明文或平文)进行翻译,译成的代码称为密码或密文,加密算法中使用的参数称为加密密钥。密文经解密算法作用后形成明文,解密算法也有一个密钥,这两个密钥可以相同也可以不相同。信息编码的和解码方法可以很简单也可以很复杂,需要一些加密算法和解密算法来完成。
               从破译者的角度来看,密码分析所面对的问题有三种主要的变型:①“只有密文”问题(仅有密文而无明文);②“已知明文”问题(已有了一批相匹配的明文与密文);③“选择明文”(能够加密自己所选的明文)。如果密码系统仅能经得起第一种类型的攻击,那么它还不能算是真正的安全,因为破译者完全可能从统计学的角度与一般的通信规律中猜测出一部分的明文,而得到一些相匹配的明文与密文,进而全部解密。因此,真正安全的密码机制应使破译者即使拥有了一些匹配的明文与密文也无法破译其他的密文。
               如果加密算法是可能公开的,那么真正的秘密就在于密钥了,密钥长度越长,密钥空间就越大,破译密钥所花的时间就越长,破译的可能性就越小。所以应该采用尽量长的密钥,并对密钥进行保密和实施密钥管理。
               国家明确规定严格禁止直接使用国外的密码算法和安全产品,原因主要有两点:①国外禁止出口密码算法和产品,目前所出口的密码算法都有破译手段,②国外的算法和产品中可能存在“后门”,要防止其在关键时刻危害我国安全。
               密码算法
               密码技术用来进行鉴别和保密,选择一个强壮的加密算法是至关重要的。密码算法一般分为传统密码算法(又称为对称密码算法)和公开密钥密码算法(又称为非对称密码算法)两类,对称密钥密码技术要求加密解密双方拥有相同的密钥。而非对称密钥密码技术是加密解密双方拥有不相同的密钥。
               对称密钥密码体制从加密模式上可分为序列密码和分组密码两大类(这两种体制之间还有许多中间类型)。
               序列密码是军事和外交场合中主要使用的一种密码技术。其主要原理是:通过有限状态机产生性能优良的伪随机序列,使用该序列将信息流逐比特加密从而得到密文序列。可以看出,序列密码算法的安全强度由它产生的伪随机序列的好坏而决定。分组密码的工作方式是将明文分成固定长度的组(如64比特一组),对每一组明文用同一个密钥和同一种算法来加密,输出的密文也是固定长度的。在序列密码体制中,密文不仅与最初给定的密码算法和密钥有关,同时也是被处理的数据段在明文中所处的位置的函数;而在分组密码体制中,经过加密所得到的密文仅与给定的密码算法和密钥有关,而与被处理的明数据段在整个明文中所处的位置无关。
               不同于传统的对称密钥密码体制,非对称密码算法要求密钥成对出现,一个为加密密钥(可以公开),另一个为解密密钥(用户要保护好),并且不可能从其中一个推导出另一个。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的,用公共密钥加密的信息只能用专用密钥解密,反之亦然。另外,公钥加密也用来对专用密钥进行加密。
               公钥算法不需要联机密钥服务器,只在通信双方之间传送专用密钥,而用专用密钥来对实际传输的数据加密解密。密钥分配协议简单,所以极大简化了密钥管理,但公共密钥方案较保密密钥方案处理速度慢,因此,通常把公共密钥与专用密钥技术结合起来实现最佳性能。
               密钥及密钥管理
               密钥是密码算法中的可变参数。有时候密码算法是公开的,而密钥是保密的,而密码分析者通常通过获得密钥来破译密码体制。也就是说,密码体制的安全性建立在对密钥的依赖上。所以,保守密钥秘密是非常重要的。
               密钥管理一般包括以下8个内容。
               (1)产生密钥:密钥由随机数生成器产生,并且应该有专门的密钥管理部门或授权人员负责密钥的产生和检验。
               (2)分发密钥:密钥的分发可以采取人工、自动或者人工与自动相结合的方式。加密设备应当使用经过认证的密钥分发技术。
               (3)输入和输出密钥:密钥的输入和输出应当经由合法的密钥管理设备进行。人工分发的密钥可以用明文形式输入和输出,并将密钥分段处理;电子形式分发的密钥应以加密的形式输入和输出。输入密钥时不应显示明文密钥。
               (4)更换密钥:密钥的更换可以由人工或自动方式按照密钥输入和密钥输出的要求来实现。
               (5)存储密钥:密钥在加密设备内采用明文形式存储,但是不能被任何外部设备访问。
               (6)保存和备份密钥:密钥应当尽量分段保存,可以分成两部分并且保存在不同的地方,例如一部分存储在保密设备中,另一部分存储在IC卡上。密钥的备份也应当注意安全并且要加密保存。
               (7)密钥的寿命:密钥不可以无限期使用,密钥使用得越久风险也就越大。密钥应当定期更换。
               (8)销毁密钥:加密设备应能对设备内的所有明文密钥和其他没受到保护的重要保护参数清零。
 
       DES
        DES(Data Encryption Standard)是数据加密标准的简称,由IBM公司研制。DES是一个分组加密算法,能够支持64比特的明文块加密,其密钥长度为56比特。DES是世界上应用最广泛的密码算法。但是,随着计算机系统运算速度的增加和网络计算的进行,在有限的时间内进行大量的运算将变得更可行。1997年,RSA实验室发出了破解DES密文的挑战。由Roche Verse牵头的一个工程小组动用了70 000多台通过互联网连接起来的计算机,使用暴力攻击程序,大约花费96天的时间找到了正确的DES密钥。1998年7月,电子前沿基金会(EFF)花费了250 000美元制造的一台机器在不到3天的时间里攻破了DES。因此,DES56比特的密钥长度已不足以保证密码系统的安全。NIST于1999年10月25日采用三重DES(Triple Data Encryption Algorithm,TDEA)作为过渡期间的国家标准,以增强DES的安全性,并开始征集AES(Advanced Encryption Standard)算法。其中,TDEA算法的工作机制是使用DES对明文进行“加密→解密→加密”操作,即对DES加密后的密文进行解密再加密,而解密则相反。设EK()和DK()代表DES算法的加密和解密过程,K代表DES算法使用的密钥,I代表明文输入,O代表密文输出,则TDEA的加密操作过程如下:
        
        TDEA的解密操作过程如下:
        


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