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    04电子现金加密技术2

    ranfand
    2019-03-07 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

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    第章电子商务安全的技术保障mdashmdash加密技术(续)电子商务发展概况电子商务安全概述★电子商务面临的安全威胁电子商务的安全要素电子商务的安全体系结构电子商务基本流程参与电子商务活动的主要角色和主要工具网络商品直销的流转程式企业间网络交易的流转程式网络商品中介交易的流转程式电子商务中的电子支付★传统交易与支付电子支付工具电子支付存在的问题回顾◆电子现金(课本P电子现金)所谓电子现金(Ecash)是一种以电子数据形式流通的能被客户和商家普遍接受的通过互联网购买商品或服务时可以使用的货币。电子现金以数字信息形式存在存储于电子现金发行者的服务器和用户计算机终端上通过因特网流通?;毓说缱酉纸鸺际跏敲苈爰际鹾图扑慊チ缂际跸嘟岷系牟?*电子现金是现实货币的电子化或数字模拟它把现金数值转换成为一系列的加密序列数通过这些序列数来表示现实中各种金额的币值。例如用ldquordquo数字串表示元现金。加密技术(课本PP)加密技术概述基本加密方法对称密码体制公钥密码体制古典加密技术现代加密技术公元前年古希腊隐写术公元前年斯巴达人Scytale加密工具我国古代:女书、藏头诗、藏尾诗、漏格诗及绘画(见奥运圣火)*、scytalecipher历史上最早的有记录的密码术应用大约是在公元前世纪。那个时候古希腊的斯巴达人使用一种叫作scytale的棍子来传递加密信息。在scytale上斯巴达人会呈螺旋形地缠绕上一条羊皮纸或皮革。发信人在缠绕的羊皮纸上横着写下相关的信息然后将羊皮纸取下这样羊皮纸上就是一些毫无意义的字母顺序。如果要将这条消息解码收件人只要将羊皮纸再次缠绕在相同直径的棍棒上这样就可以读出信件的内容了。有一个故事是这样的:公元前年斯巴达的Lysander遇到了一个从波斯回来的信使他们一行人中只有这一个人从这趟艰险的旅程中回来了。这个信使解下他的皮带Lysander将皮带卷在scytale上读出了信的内容知道了波斯将要进攻他的意图因而提前做好了准备。在我以前看过的一本书里还有这样一个版本(多半是没有什么历史依据的):在古希腊有个奴隶要通过一个关隘斯巴达人检查了一下没有发现什么问题。就在要放行的时候有个将军突然发现奴隶身上的皮带上刻有字母于是就把皮带拿来检查发现这些字母是杂乱无章的也没有什么头绪。当他无意把皮带卷起来的时候却发现了上面的秘密一下子这些字母就排列得规律起来了。就这样这位将军发现了敌人的阴谋这个奴隶也被处死了。大家可以用一根细长的长方形纸条和一支六角形的铅笔来试着写一下scytale密码。比如我写下了一句话把纸条取下来后得到了下面这样的密文:stteerhnoedobmprosirtdeog这里用表示空格因为铅笔刚好六条边所以知道空格的多少。(通??梢园芽崭袷÷粤嘶蛘咭话阋膊恢谰咛逵卸嗌倏崭?。不过我们将会发现除非整个纸条都写满了不然总是会有空格的这也为我们破译时分段带来了方便。)因为这里知道密钥k=,所以按个一行(包括空格)来分段得到下面的样子:stteerhnoedobmprosirtdeog然后从上到下一列一列的连起来就得到了明文:sendmoretroopstothebridge(sendmoretroopstothebridge)这里缠绕方向有两个一个左旋一个右旋。如果纸条卷的时候方向反了比如写的时候是左旋读的时候是右旋那么就会是从右到左来读出这条消息的内容。大家可以试一下。另外如果写的时候是另一个缠绕方向的话同样是上面那句话把纸条取下来后就可能会得到下面这样的密文:etirsropbmoedohenrtgetods密钥k=,所以还是按个一行(包括空格)来分段得到下面的样子:etirsropbmoedohenrtgetods这时候怎样得到明文呢?哈哈反过来从下到上一列一列的连起来就得到了明文:sendmoretroopstothebridge给大家个练习:练习下面是我把纸条缠在一根火腿肠上写下的一个句子得到的密文如下:toitdarwiuyhwghbdwsnt这里我把空格省略掉了看大家破译得出来不?加密技术概述mdashmdash所谓加密技术就是利用技术手段把重要的数据变为乱码传送到达目的地后再用相同或不同的手段还原。即:发送方用某种加密算法将交易信息加密变成密文后发送出去接收方收到密文后以相应的解密算法将密文解密成明文然后再进行相应的处理。包括信息的加密和解密两个过程。消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密(Encryption)被加密的消息称为密文而把密文转变为明文的过程称为解密(Decryption)?;靖拍蠲魑模盒畔⒌脑夹问剑俏狿)。密文:明文经过变换加密后的形式(记为C)。加密:由明文变成密文的过程(记为E)。加密通常是由加密算法来实现的。解密:由密文还原成明文的过程(记为D)解密通常是由解密算法来实现的。密钥:为了有效地控制加密和解密算法的实现在其处理过程中要有通信双方掌握的专门信息参与这种专门信息称为密钥(key记为K)?;靖拍罴用芎鼸作用于明文P得到密文C可用数学公式表示:E(P)=C相反地解密函数D作用于C产生P:D(C)=P先加密后再解密原始的文明将恢复故下面的等式必须成立:D(E(P))=P基本概念密钥用K表示。K可以是很多数值里的任意值。密钥K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥(即运算都依赖于密钥并用K作为下标表示)这样加/解密函数现在变成:EK(P)=CDK(C)=P这些函数具有的特性:DK(EK(P))=P数据加密常用的算法:基本加密算法对称加密算法公钥加密算法基本加密方法mdashmdash信息加密方法很多最基本的加密方法有:替换法和移位法。替换法:单表替换法、多表替换法、异或法、代数编码法等移位法:列换位法和矩阵换位发替换法替换法是用一组密文字母来代替一组明文字母以隐藏明文但保持明文字母的位置不变。在替代法加密体制中使用了密钥字母表。它可以由一个明文字母表构成也可以由多个明文字母表构成。由一个字母表构成的替换密码称为单表替换法其替代过程就是在明文和密码字符之间进行一对一的映射。如果是由多个字母表构成的替代密码称为多表替换法其替代过程与前者不同之处在于明文的同一字符可在密码文中表现为多种字符。因此在明码文与密码文的字符之间的映射是一对多的。()单表替换法凯撒密码是最古老的替代密码以英文个字母为例它用D表示A用E表示B用F表示Chellip用C表示Z密文字母相对明文字母循环左移了位因此又称为循环移位密码。这种映射关系表示为如下函数:F(a)=(a十k)modn其中:a表示明文字母n为字符集中字母个数k为密钥??雒苈胗成浔砑偕鑛=则明文P=COMPUTERSYSTEMS可加密为:f(C)=()mod==Ff(O)=()mod==Rhelliphellipf(S)=()mod==V所以密文C=Ek(P)=FRPSXWHUVBVWHPV明文ABCDEFGHIJKLM位置数密文DEFGHIJKLMNOP明文NOPQRSTUVWXYZ位置数密文QRSTUVWXYZABC由前表可知由密文C恢复明文非常容易。显然只要知道密钥K就可构造一张映射表。其加密和解密均可根据此映射表进行??访苈氲挠湃钡悖河诺闶敲茉考虻ヒ准?。缺点是它的密码文与明码文的对应关系过于简单故安全性很差??翁昧废埃豪河玫ケ硖婊环ㄈ绻鹝=ecommerce的密文是什么?例:用单表替换法如果k=BJJY的明文是什么?课堂练习(答案):例:如果k=ecommerce的密文是什么?ZXJHHZMXZ例:如果k=BJJY的明文是什么?GOODABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU()多表替换法周期替代密码是一种常用的多表替代密码又称为维吉尼亚(Vigenere)密码。这种替代法是循环的使用有限个字母来实现替代的一种方法。若明文信息mlmmhellipmn采用n个字母(n个字母为BBhellipBn)替代法那么ml将根据字母Bn的特征来替代mnl又将根据B的特征来替代mn又将根据B的特征来替代helliphellip如此循环??杉鸅BhellipBn就是加密的密钥。这种加密的加密表是以字母表移位为基础把个英文字母进行循环移位排列在一起形成times的方阵。该方阵被称为维吉尼亚表。维吉尼亚密码表行列ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZBBCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZACCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABhelliphellipMMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLhelliphelliphellipOOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNhelliphelliphellipSSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQR维吉尼亚替换法采用的算法:f(a)=(aBi)modn(i=,,hellipn)例如COOKIE为密钥重复使用密钥进行加密和解密。密钥COOKIECOOKIECOO明文COMPUTERSYSTEMS密文ECAhelliphelliphellipGhelliphellipAG加密过程:以明文字母选择列以密钥字母选择行两者的交点就是加密生成的密文。解密过程:以密钥字母选择行从中找到密码文字母密码文字母所在列的列名即为明码文字母。维吉尼亚替换法课后练习:采用前面所描述的方法用ok作密钥则GEQMSOR的明文是什么?*STUDY移位法移位法是把明文中的字母重新排列本身不变但位置变了即:移位(排列)是靠重新安排字母的次序而不是隐藏他们。最简单的例子是:把明文中的字母的顺序倒过来写然后以固定长度的字母组发送或记录如:明文:computersystems密文:smetsysretupmoc移位法有列换位法和矩阵换位法两种。()列换位法将明文字符分割成为若干个(例如个)一列的分组并按一组后面跟着另一组的形式排好形式如下:cccccccccchelliphellip最后不全的组可以用不常使用的字符或a,b,chellip填满。密文是取各列来产生的(竖读):cchellipcchellipcchellipcchellip例:明文:BREAKJAPANESECODESINWWII进行排列后变成这样:BREAKJAPANESECODESINWWIIA则密文为:BJEDWRASEWEPESIAACIIKNONA密钥为课堂练习:假设密钥为试用列换位法对明文ldquoWHEREAREYOUFROMrdquo进行加密(写出加密后的密文)??翁昧废埃ù鸢福杭偕杳茉课杂昧谢晃环ǘ悦魑膌dquoWHEREAREYOUFROMrdquo进行加密。答:对明文ldquoWHEREAREYOUFROMrdquo进行排列(密钥为):WHEREAREYOUFROMA则密文为:WEYRHAOOERUMREFA()矩阵换位法把明文中的字母按给定的顺序安排在一矩阵中然后用另一种顺序选出矩阵的字母来产生密文。例:明文ENGINEERING按行排在times矩阵中最后一行不全用ABChellip填充。ENGI给置换f=(()())NIEGNEERERNEINGANAIG得到密文:NIEGERNENAIG密钥为:mxn=times以及f=(()())即:k=(mtimesn,f)矩阵换位法*现在根据给定的置换按第列第列第列第列的次序排列就得得到密文:NIEGERNENIG在这个加密方案中密钥就是矩阵的行数m和列数n即m*n=*以及给定的置换矩阵。也就是:k=(m*nf)其解密过程是将密文根据*矩阵按行、列的顺序写出再根据给定置换产生新的矩阵恢复明文为:ENGINEERING矩阵换位法NIEGERNENAIGENGINEERING练习:理想的电子现金应该具有什么样的特性?应用电子现金进行网络支付时需要安装哪些软件简述明文、密文、加密、解密和密钥的含义。掌握替换法和移位法的加解密原理与方法。再见Doyouhavemadeaprogresstoday*电子现金是现实货币的电子化或数字模拟它把现金数值转换成为一系列的加密序列数通过这些序列数来表示现实中各种金额的币值。例如用ldquordquo数字串表示元现金。*、scytalecipher历史上最早的有记录的密码术应用大约是在公元前世纪。那个时候古希腊的斯巴达人使用一种叫作scytale的棍子来传递加密信息。在scytale上斯巴达人会呈螺旋形地缠绕上一条羊皮纸或皮革。发信人在缠绕的羊皮纸上横着写下相关的信息然后将羊皮纸取下这样羊皮纸上就是一些毫无意义的字母顺序。如果要将这条消息解码收件人只要将羊皮纸再次缠绕在相同直径的棍棒上这样就可以读出信件的内容了。有一个故事是这样的:公元前年斯巴达的Lysander遇到了一个从波斯回来的信使他们一行人中只有这一个人从这趟艰险的旅程中回来了。这个信使解下他的皮带Lysander将皮带卷在scytale上读出了信的内容知道了波斯将要进攻他的意图因而提前做好了准备。在我以前看过的一本书里还有这样一个版本(多半是没有什么历史依据的):在古希腊有个奴隶要通过一个关隘斯巴达人检查了一下没有发现什么问题。就在要放行的时候有个将军突然发现奴隶身上的皮带上刻有字母于是就把皮带拿来检查发现这些字母是杂乱无章的也没有什么头绪。当他无意把皮带卷起来的时候却发现了上面的秘密一下子这些字母就排列得规律起来了。就这样这位将军发现了敌人的阴谋这个奴隶也被处死了。大家可以用一根细长的长方形纸条和一支六角形的铅笔来试着写一下scytale密码。比如我写下了一句话把纸条取下来后得到了下面这样的密文:stteerhnoedobmprosirtdeog这里用表示空格因为铅笔刚好六条边所以知道空格的多少。(通??梢园芽崭袷÷粤嘶蛘咭话阋膊恢谰咛逵卸嗌倏崭?。不过我们将会发现除非整个纸条都写满了不然总是会有空格的这也为我们破译时分段带来了方便。)因为这里知道密钥k=,所以按个一行(包括空格)来分段得到下面的样子:stteerhnoedobmprosirtdeog然后从上到下一列一列的连起来就得到了明文:sendmoretroopstothebridge(sendmoretroopstothebridge)这里缠绕方向有两个一个左旋一个右旋。如果纸条卷的时候方向反了比如写的时候是左旋读的时候是右旋那么就会是从右到左来读出这条消息的内容。大家可以试一下。另外如果写的时候是另一个缠绕方向的话同样是上面那句话把纸条取下来后就可能会得到下面这样的密文:etirsropbmoedohenrtgetods密钥k=,所以还是按个一行(包括空格)来分段得到下面的样子:etirsropbmoedohenrtgetods这时候怎样得到明文呢?哈哈反过来从下到上一列一列的连起来就得到了明文:sendmoretroopstothebridge给大家个练习:练习下面是我把纸条缠在一根火腿肠上写下的一个句子得到的密文如下:toitdarwiuyhwghbdwsnt这里我把空格省略掉了看大家破译得出来不?*STUDY*现在根据给定的置换按第列第列第列第列的次序排列就得得到密文:NIEGERNENIG在这个加密方案中密钥就是矩阵的行数m和列数n即m*n=*以及给定的置换矩阵。也就是:k=(m*nf)

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