信息系统安全与防护课件-浙教版(2019)高中信息技术必修2

3.2信息系统安全与防护信息系统安全性问题数据加密与安全1.密码与密钥（1）口令与密码从严格意义上讲，这里所谓的密码应该称作口令（Password），用于认证用户身份，并不是真正意义上的加密代码。密码通常是指按特定编码规则，对通信双方的数据信息进行从明文到密文变换的一种技术方法。总之，密码是一种“混淆”技术，就是把公开的、标准的信息编码表示的信息，通过一种变换手段将其变为除通信双方外的其他人所不能读懂的信息编码，这种独特的信息编码算法就是密码。例如，某信息的公开编码为“helloworld”，通过某种加密算法后变为“dlrowolleh”。密码最早起源于古希腊，通常是密码算法的简称，它由加密算法和解密算法组成。（2）密钥的概念如果为了数据的安全，仅仅通过人为的事先约定来保守算法的秘密，这种算法称为受限算法，受限算法的保密性已远远不能满足需求。而通过“密钥”可以很容易地解决这个问题。密钥（Key）是指在密码算法引进的控制参数，对一个算法采用不同的参数值，其解密结果就不同。加密算法中的控制参数称为加密密钥，解密算法中的控制参数称解密密钥。密码系统包括明文、密文、密钥和密码算法四个方面。原有的信息称为明文（Plaintext,简称P）;明文经过加密变换后的形式称为密文（Ciphertext，简称C）；由明文变为密文的过程称为加密（Enciphering，简称E），通常由加密算法来实现。由密文还原为明文的过程称为解密（Deciphering，简称D），通常由解密算法来实现。加密明文P加密密钥K1密文C加密过程解密密文C明文P解密密钥K2解密过程常见的加密函数形式：C=EK1(P)常见的解密函数形式：P=DK2(C)（2）简单加密算法①替代加密法。替代加密法的基本思想是将明文中的每个位置的字符用其他字符替代。凯撒密码是应用替代方法加密的经典例子。例如，密文字母表是用正常顺序的明文字母表右移3个字母替代得到的。XYZABCDEFABCDEFGHI加密过程可表示为Ci=EK1(Pi)=(Pi+3)mod26，这里的密钥为3。解密时只要将密文中的每个字母用左移3个字母替代即可得到明文，解密过程可表示为Pi=DK2(Ci)=(Ci-3)mod26。凯撒密码算法的程序实现程序分为四个模块：字符转换、加密、解密、主函数调用，可以通过四个自定义函数change()、encrypt()、decrypt()、main()来实现。1.自定义字符转换函数change()，该函数实现把输入的字符串code，转换为a~z之间的小写字母字符串。2.自定义加密函数encrypt()，根据输入的明文字符串code和密钥key进行加密，生成密文code_new。3.自定义解密函数decrypt()，根据输入的密文字符code和密钥key进行解密，生成明文code_new。4.自定义主函数main()。运行main()，通过1、2来进行加、解密选择。调用函数main()，程序运行界面如下图所示：②换位密码法换位密码法的基本思想是将明文中的字符位置通过一定的规则重新排列。最简单的换位就是逆序法，即将明文中的字符倒过来输出。例如：明文：Howareyou?

密文：?uoyerawoH③简单异或法异或运算，是一种逻辑运算，其数学符号为“⊕”。运算时要求把参与运算的数转换为二进制数再进行按位运算。如果两个值不相同，那么异或结果为1。如果两个值相同，那么异或结果为0。异或运算具有如下特点：0⊕0=00⊕1=11⊕0=11⊕1=0对于任意一个字符，都可以用二进制编码形式来表示，字符的异或运算就是对每位进行运算。简单异或加密，就是将明文与密钥进行异或运算，解密则是对密文用同一密钥进行异或运算。即：P⊕K=CC⊕K=P2.对称与非对称密码体制密码体制，是指明文、密文、密钥以及实现加密和解密算法的一套软件和硬件进制。根据加密密钥（通常记为Ke）和解密密钥（通常记为Kd）的关系，密码体制可以分为对称密码体制和非对称密码体制。若一种加密方法Ke=Kd，则称为对称密码体制或单钥密码体制。著名的Des分组算法就是对称密码体制中的加密算法。若一种加密方法Ke≠Kd，则称为非对称密码体制或双钥密码体制。在这种方法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥不相同。著名的加密算法RSA就是非对称密码体制的一种加密算法。练一练1.在密码学中，需要被加密的原信息被称为（

）A.密文B.密钥C.密码D.明文D2.一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥五部分组成，其安全性主要由（）A.密文决定B.加密算法决定C.解密算法决定D.密钥决定D3.若用简单异或法对明