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1.信息安全概述
信息安全是門綜合型學科，要求學習人員掌握計算機科學，密碼學，通信技術等方面的知識，其最大的目標是保護數據的安全，使得網絡系統可以健康運轉，服務不會突然間中斷。
2.密碼學
2.1密碼學概述
密碼學借助加密技術對所要傳送的信息進行處理，防止其它非法人員對數據的竊取篡改，加密的強度和選擇的加密技術、密鑰長度有很大的關系。
2.2密碼學的發展歷程
第一階段數據的安全主要依賴于算法的保密；第二階段主要依賴于密鑰的保密程度；第三階段數據加密取得了巨大的成就，通信雙方之間支持無密鑰的傳輸。
3.古典加密
3.1古典加密的特點
古典加密主要是替代和置換的思想，數據安全主要依賴于算法的安全。
3.2維吉尼亞密碼
維吉尼亞密碼是多表代換，明文和密文之間并沒有固定的對應關系。利用密鑰字母所對應的的x行，明文字母對應的y列共同映射得到加密后的數據。利用多表代換，即使同樣的明文加密后會得到不同的密文，掩蓋了單字母出現的頻率，破解難度大大增加。
4.現代密碼技術
現代加密不再關注算法的保密性，算法公開，它的數據安全與密鑰的保密程度有很大的關系。
4.1對稱加密
4.1.1對稱加密特點
（1）對稱加密的密碼算法思想是替代和代換，運算速快；（2）對稱加密的加、解密的密鑰一般相同或者通信雙方彼此很容易推出來；（3）密鑰是私密的，通訊雙方通訊之前要傳遞密鑰；（4）在通信雙方人數很多時，密鑰的管理很困難；（5）Feistel結構是對稱加密的通用結構，融合了擴散和混亂的基本思想?；靵y是用于掩蓋明文和密文之間的關系，使得密鑰和密文之間的統計關系盡可能繁雜，從而導致攻擊者無法從密文推理得到密鑰，擴散是指把明文的統計特征散布到密文中去，令明文每一位影響密文的多位的值。
4.1.2DES算法
DES是一種分組加密算法，輸入的明文分組長度和生成的密文都是64位。在初始置換中，將輸入的64位明文按位重新組合分為左右各32位，經過擴展變換，將右邊的32位擴展成為48位，用于和48位的密鑰進行計算得到48位的輸出結果，這個結果作為S盒的輸入，替代成為32位的輸出用于增加混亂，這32位的輸出經過P盒置換，增加了擴散性，經過16輪迭代后得到64位數據，經過最終逆置換后生成的比特串就是密文。DES的加密和解密可應用一樣的算法，但每輪的加密密鑰和解密密鑰使用順序恰好相反。
4.2非對稱加密
4.2.1非對稱加密特點
（1）非對稱加密加密又被稱為“公開密鑰算法”，密鑰有公鑰和私鑰之分；（2）非對稱加密利用了單向陷門函數，易單向求值，若逆向變換則就需要依賴“陷門”，否則很難實現；（3）非對稱加密通信雙方之間不需要進行密鑰通信；（4）密鑰管理相對容易；（5）兩者都擁有一對密鑰。發送方利用接收方的公鑰加密信息后傳遞，接收方需要利用自己的私鑰才能解密得到信息。
5.密碼學應用
5.1應用于電子商務
當下線上支付已經成為主流，加密技術可以為用戶創造一個安全的網絡支付環境，促進電子商務的發展。
5.2應用于密鑰管理
為了提高密鑰的安全性，使用者可以對密鑰的使用次數和時間進行限制，因為隨著密鑰使用次數的增加，信息存在被泄露的風險。
5.3應用于數字證書
信息加密技術采用口令、加密這兩種形式對相關的文件進行保護，限制網絡用戶。公開密鑰是用文件進行鑒別的，信息傳輸與數字證書是對應的。私有密鑰傳輸給使用者的方式也是另外選取的，使用時間也是有限制的。
5.4消息鑒別
在消息鑒別機制中，發送方使用一個收發雙方彼此都共享的密鑰和一定的算法對所要發送的信息進行處理，進而可以得到一個認證碼，將認證碼和明文消息一塊發送出去；接收方收到消息后，對明文采用同樣的密鑰、算法進行處理，進而得到另一個認證碼，比較這兩個認證碼是否一樣，若一樣則說明數據沒有被篡改。
作者:倪曉慧 李迎春 劉建韜 趙龍帥 單位:山東農業大學
