华东师范大学《密码学前沿》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《密码学前沿》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、哈希函数在密码学中被广泛应用，以下关于哈希函数的描述，不正确的是：（）A.哈希函数可以将任意长度的输入转换为固定长度的输出B.哈希函数具有抗碰撞性，即很难找到两个不同的输入产生相同的输出C.哈希函数是可逆的，通过输出可以容易地推导出输入D.哈希函数常用于数据完整性验证和数字签名2、假设在一个高度机密的金融交易系统中，需要对大量的交易数据进行加密保护。同时，为了确保数据的完整性和真实性，还需要采用数字签名技术。在选择加密算法和数字签名方案时，需要考虑算法的安全性、效率以及与现有系统的兼容性。以下哪种组合可能是最适合的？（）A.使用AES加密算法进行数据加密，采用RSA数字签名算法，虽然计算复杂度较高，但安全性有保障B.选择ChaCha20加密算法来加密数据，搭配ECDSA数字签名算法，具有较高的效率和安全性C.运用Twofish加密算法处理数据，结合DSA数字签名方案，在一些特定场景下表现良好，但兼容性可能存在问题D.采用3DES加密算法进行数据加密，使用Ed25519数字签名算法，相对较旧，安全性可能不足3、考虑一个区块链应用，其中的交易数据需要进行加密保护以确保不可篡改和隐私性。区块链的分布式账本特性使得加密和验证机制更加复杂。以下关于区块链加密的描述，哪一个是错误的？（）A.区块链中的每个区块都包含了前一个区块的哈希值，保证了数据的不可篡改B.加密后的交易数据只有参与交易的双方能够解密查看C.区块链的加密技术可以完全避免双花问题的出现D.所有节点都保存了完整的区块链数据，包括加密的交易信息4、非对称加密算法在密码学中也有广泛的应用。以下关于非对称加密算法的特点描述中，错误的是？（）A.非对称加密算法使用一对密钥，即公钥和私钥，公钥可以公开，私钥必须保密B.非对称加密算法的加密速度通常比对称加密算法慢，但安全性更高C.非对称加密算法可以用于数字签名，确保信息的真实性和完整性D.非对称加密算法的密钥长度通常比对称加密算法短，因此更节省存储空间5、想象一个军事通信网络，其中需要对敏感的战略信息进行加密传输，同时要防止敌方的密码分析攻击。通信双方的计算资源有限，并且要求加密和解密的速度较快。以下哪种加密方式可能是最合适的？（）A.基于对称密钥的流加密算法，如RC4，加密速度快，但密钥管理较复杂B.采用非对称密钥的加密算法，如ElGamal，安全性高，但计算开销大C.运用分组加密算法，如AES在CTR模式下工作，兼具效率和安全性D.使用国密算法SM4进行加密，具有自主可控性，但在国际通用性上可能受限6、考虑到一个网络安全系统，其中使用了加密技术来保护敏感信息的传输。如果加密算法被发现存在潜在的安全漏洞，以下哪种应对措施是最为及时有效的？（）A.立即停止使用该加密算法，切换到其他安全的算法B.发布补丁来修复漏洞C.加强网络监控和入侵检测D.等待算法开发者提供解决方案7、在对称加密中，若密钥分发过程被攻击者监听，会对加密系统造成什么影响？（）A.加密失效B.解密失效C.密钥泄露D.密文泄露8、在密码学中，认证加密是一种同时实现加密和认证的技术，以下关于认证加密的描述，不正确的是：（）A.认证加密可以防止密文被篡改和伪造，同时保证消息的保密性B.认证加密算法通常比单独的加密算法和认证算法的组合更高效C.认证加密在无线通信和网络安全等领域有广泛的应用D.目前还没有一种被广泛认可的通用认证加密算法标准9、数字签名算法DSA是一种基于离散对数难题的数字签名算法。以下关于DSA的描述中，错误的是？（）A.DSA是一种数字签名标准，由美国国家标准与技术研究院（NIST）制定B.DSA的签名过程使用私钥进行计算，验证过程使用公钥进行验证C.DSA的安全性主要取决于离散对数难题的难度，目前被认为是比较安全的数字签名算法之一D.DSA的签名长度是固定的，与输入数据的长度无关10、假设正在设计一个安全的电子邮件系统，需要对邮件内容进行加密和数字签名。以下关于电子邮件加密和签名技术选择及实现的描述，哪一项是最合适的？（）A.使用对称加密算法对邮件内容加密，使用公钥密码进行数字签名B.对邮件内容同时进行对称加密和公钥加密，以增加安全性C.使用数字证书对邮件进行加密和签名，简化密钥管理D.放弃加密和签名，因为会增加邮件传输的复杂性和延迟11、在密码学中，以下关于零知识证明的应用场景的描述，哪一个是正确的？（）A.零知识证明主要用于验证身份，不能用于证明其他类型的信息B.零知识证明可在不泄露具体数据的情况下，向第三方证明拥有某些数据的特定属性C.零知识证明在密码学中的应用有限，因为其实现复杂且效率低下D.零知识证明只能在理论研究中使用，实际系统中几乎没有应用12、在密码分析中，暴力攻击是一种常见的攻击方法。假设一个加密系统使用了一个较短的密钥。以下关于暴力攻击的描述，哪一项是不准确的？（）A.暴力攻击通过尝试所有可能的密钥组合来破解加密B.密钥长度越短，暴力攻击成功的可能性越大，所需时间越短C.增加加密算法的复杂性可以有效抵抗暴力攻击D.只要加密算法足够强大，即使密钥较短，暴力攻击也几乎不可能成功13、在密码学的密钥交换协议中，存在前向安全性的概念，即即使当前的会话密钥泄露，之前的通信内容仍然保持安全。以下哪种密钥交换协议能够提供前向安全性？（）A.Diffie-Hellman协议的简单实现B.增强的Diffie-Hellman协议C.MQV协议D.以上协议都可以提供14、假设一个密码系统中，需要对大量的明文进行加密，同时要保证加密后的密文具有良好的随机性和不可预测性。以下哪种加密模式可能是最合适的？（）A.电子密码本（ECB）模式，简单直接，但可能存在模式重复的问题B.密码分组链接（CBC）模式，通过链接机制增加密文的随机性C.输出反馈（OFB）模式，将加密输出作为密钥流与明文进行异或，具有良好的随机性D.计数器（CTR）模式，通过计数器生成密钥流，加密效率高且随机性好15、某电子商务平台需要保障用户交易的安全性和隐私性，不仅要对交易数据进行加密，还要防止用户的交易行为被追踪和分析。以下哪种技术或方法可以有效地实现这一目标？（）A.使用匿名化技术处理用户交易数据B.采用加密混淆网络隐藏交易路径C.定期更换加密密钥D.以上方法结合使用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释密码学中的身份混淆技术，分析其在保护用户身份隐私中的应用和可能的实现方式。2、（本题5分）简述门限签名的概念和工作机制，说明门限签名在分布式系统中的应用优势，以及如何确定门限值和选择参与者。3、（本题5分）解释密码学中的电子商务中的加密技术，分析电子商务平台的安全需求和加密策略，包括用户认证、数据加密和数字证书的应用。4、（本题5分）解释认证加密的概念和优势，分析认证加密与单独的加密和认证机制的区别和联系。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）密码学在军事通信和情报领域发挥着关键作用。详细论述军事密码系统的特点（如高安全性、抗干扰性、保密性）、应用场景（如战术通信、卫星通信、指挥控制），分析军事密码学面临的威胁和发展趋势，以及军事密码技术与民用密码技术的关系。2、（本题5分）详细探讨密码学中的同态认证（HomomorphicAuthentication）的概念、方法和应用场景，分析同态认证如何在不泄露数据的情况下验证计算的正确性。3、（本题5分）流密码是密码学中的一种重要加密方式。全面探讨流密码的工作原理、密钥流生成算法、加密和解密过程，分析流密码的安全性特点和应用场景，以及与分组密码的比较和结合使用的情况。4、（本题5分）在移动支付领域，密码学技术保障了交易的安全和用户的隐私。请深入探讨移动支付中所使用的密码技术（如动态口令、指纹支付），分析移动支付面临的安全威胁（如钓鱼攻击、恶意软件）和应对策略，以及如何提高移动支付密码系统的用户体验和安全性。5、（本题5分）详细论述密码学中的基于物理不可克隆函数（PhysicalUnclonableFunction）的密钥生成技术，包括PUF的原理、特性和安全性分析，探讨PUF在硬件安全中的应用。四、综合题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在密码学中，零知识证明有着重要的应用。假设需要向第三方证明拥有某个秘密信息，而不泄露该信息的任何内容。设计一个零知识证明协议，并详细解释其安全性和证明过程。2、（本题10分）某公司需要设计一套安全的通信系统，要求使用对称加密算法和非对称加密算法相结合的方式来保障数据传输的机密性和完整性。请详细阐述整个系统的设计方案，包括算法选择、