密码学 (第七讲) 序列密码 张焕国 武汉大学计算机学院
密 码 学 （第七讲 ） 序列密码 张焕国 武汉大学计算机学院
序列密码的基本概念 ①明文、密文、密以位(字符)为单位加 解密; ②模型 种子密钥 密钥序列 产生器 密钥序列 明文:m1,m2 密文:C1C2 m; eki
一、序列密码的基本概念 ①明文、密文、密钥以位（字符）为单位加 解密； ②模型 密钥序列 产生器 种子密钥 密钥序列： k1,k2,… 密文: c1,c2 明文: m1,m2,… ,… Ci = mi⊕ki
序列密码的基本概念 ③们用序列密码模仿“一次一密”密码; ④加密运算最筒单,历且是对合运算 ⑤安全取决于密钥序列产生算法 ⑥理论和技术都十分成熟 ⑦核心密码的主流密码
一、序列密码的基本概念 ③人们用序列密码模仿 人们用序列密码模仿 “一次一密 ” 密码； ④加密运算最简单，而且是对合运算； ⑤安全取决于密钥序列产生算法； ⑥理论和技术都十分成熟； ⑦核心密码的主流密码
序列密码的基本概念 1、序列密码的分类 ①同步序列密码( Synchronous Stream Cipher) 密钥序列产生算法与明文无关,所产生的密钥 序列也与明文无关。 在通信过程中,通信的双方必须保持精确的同 步,收方才能正确解密,如果失步收方将不能 正确解密。例如,如果通信中丢失或增加了 个密文字符,则收方的解密将一直错误
一、序列密码的基本概念 1、序列密码的分类 ①同步序列密码（Synchronous Stream Cipher） • 密钥序列产生算法与明文无关，所产生的密钥 序列也与明文无关。 • 在通信过程中，通信的双方必须保持精确的同 步，收方才能正确解密，如果失步收方将不能 正确解密。例如，如果通信中丢失或增加了一 个密文字符，则收方的解密将一直错误
序列密码的基本概念 ①同步序列密码 种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 密钥序列 产生算法 产生算法 C1.C? mi,m2, mi, m Ci=m; eki 设密文失步C=C1,C3c4,…Cnb,Cn(c2丢失) ⊕kk,k2,k2…k,n(密钥正确) m=m1,×,X,…X,×(m1后的明文全错)
一、序列密码的基本概念 ①同步序列密码 设密文失步 c = c1, c3, c4, … cn-1, cn （ c2 丢失） ⊕ k= k1, k2, k3, … kn-1, kn （密钥正确） m=m1,×, ×, … ×, × （ m1 后的明文全错） 密钥序列 产生算法 密钥序列 产生算法 m1,m2, … m1,m2,… c1,c2 k1,k2,… ,… k1,k2,… Ci = mi⊕ki 种子密钥k 种子密钥k
序列密码的基本概念 ①同步序列密码 对失步的敏感性,使我们能够容易检测插入、 删除、重播等主动政击。 另一个优点是沒有错误传播,当通信中某些密 文字符产生了错误(不是插入和删除),只影 响相应字符的解密,不影响其它字符。 注意:错误与失步是不同的概念! 设密文错误c=c,C2C3…Cn1,Cn(c2错) ⊕k=k1k2,k3,k,kn(密钥正确) m=mX,m3…mn,mn(仅m2错)
一、序列密码的基本概念 ①同步序列密码 • 对失步的敏感性，使我们能够容易检测插入、 删除、重播等主动攻击。 • 另一个优点是没有错误传播，当通信中某些密 文字符产生了错误（不是插入和删除），只影 响相应字符的解密，不影响其它字符。 • 注意：错误与失步是不同的概念！ 设密文错误 c = c1, c2, c3, … cn-1, cn （ c2 错） ⊕ k= k1, k2, k3, … kn-1, kn （密钥正确） m=m1,×, m3, … mn-1, mn （仅 m2 错）
序列密码的基本概念 ②自同步序列密码(se. Synchronous Stream Cipher) 02叙序列生算法与明文(密文)相关,则所 的密钥序列与明文(密又)相关。 设密钥序列产生器具有n位存,则加密时 位密文错误将影响后面连续n个密文错误。在 此之后恢复正确。 解密时一位密文错误也将影响后面连续n个明 文错。在此之后恢复正确。 加解密会造成错误传播。在错误过去之后恢复 正确
一、序列密码的基本概念 ②自同步序列密码（Self- Synchronous Stream Cipher Synchronous Stream Cipher） • 密钥序列产生算法与明文（密文）相关，则所 产生的密钥序列与明文（密文）相关。 • 设密钥序列产生器具有n位存储，则加密时一 位密文错误将影响后面连续 n个密文错误。在 此之后恢复正确。 • 解密时一位密文错误也将影响后面连续n个明 文错。在此之后恢复正确。 • 加解密会造成错误传播。在错误过去之后恢复 正确
序列密码的基本概念 ②自同步序列密码 种子密钥k 种子密钥k 密钥序列 密钥序列 产生算法 产生算法 n位存储 n位存储 C1的错误将影响n位
一、序列密码的基本概念 ②自同步序列密码 密钥序列 产生算法 n位存储 密钥序列 产生算法 n位存储 m1,m2,… m1,m2 c1,c2,… ,… k1,k2,… k1,k2,… Ci 的错误将影响n位 种子密钥k 种子密钥k
线性移位寄存器序列密码 1、线性移位寄存器( Linear Sift Registor) 例 输出 输入 移位 脉冲 例2增加反馈 输入 输出 移位 脉冲
二、线性移位寄存器序列密码 移位寄存器序列密码 1、线性移位寄存器（Linear Sift Registor） • 例1 • 例2 增加反馈 S0 S1 Sn-2 Sn－1 输出 输入 移位 脉冲 S0 S1 Sn-2 Sn－1 输入 输出 移位 脉冲
线性移位寄存器序列密码 1、线性移位寄存器( Linear Sift Registor) 例3增加运算 输入 输出 sas.- 移位 脉冲
二、线性移位寄存器序列密码 移位寄存器序列密码 1、线性移位寄存器（Linear Sift Registor） • 例3 增加运算 S0 S1 Sn-2 Sn－1 输入 输出 移位 脉冲 ⊕