江南大学《密码学与信息安全》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《密码学与信息安全》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在一个高度安全要求的金融交易系统中，需要对大量的敏感数据进行加密保护。系统采用了非对称加密算法来实现数字签名和密钥交换，同时使用对称加密算法对实际的数据进行加密。假设在进行密钥管理时，需要考虑密钥的生成、存储、分发和更新等多个环节。以下关于密钥管理的描述，哪一项是正确的？（）A.为了提高效率，密钥可以长期不更新，只要保证其安全性B.密钥可以明文形式存储在系统的数据库中，只要访问权限控制严格C.密钥的生成应该基于随机数生成器，并且经过严格的安全性测试D.对称密钥和非对称密钥可以使用相同的生成和管理方式2、密码学中的数字证书是一种重要的安全凭证。以下关于数字证书的描述中，错误的是？（）A.数字证书是由证书颁发机构（CA）颁发的，用于证明用户的身份和公钥的合法性B.数字证书包含用户的公钥、身份信息、证书有效期等内容C.数字证书可以用于加密通信、数字签名、身份认证等安全功能D.数字证书一旦颁发，就不能被撤销，即使用户的身份发生了变化3、密码学中的哈希函数在信息安全领域中有广泛的应用。以下关于哈希函数应用的描述中，错误的是？（）A.哈希函数可以用于数字签名，将消息的哈希值作为签名的一部分B.哈希函数可以用于消息认证码（MAC）的生成，确保消息的完整性和真实性C.哈希函数可以用于密码存储，将用户的密码进行哈希处理后存储在数据库中D.哈希函数可以用于加密通信，将明文进行哈希处理后再进行加密传输4、在密码分析中，以下关于密码系统的旁路攻击的描述，哪一项是正确的？（）A.旁路攻击通过分析密码系统运行时的旁路信息，如功耗、电磁辐射等，来获取密钥B.旁路攻击只能针对硬件实现的密码系统，对软件实现的密码系统无效C.防范旁路攻击的主要方法是对密码系统进行加密，使其输出不可预测D.旁路攻击是一种理论上的攻击方法，目前还没有在实际中成功的案例5、密码学中的随机数生成器是一种重要的工具。以下关于随机数生成器的描述中，错误的是？（）A.随机数生成器应该能够生成真正的随机数，而不是伪随机数B.随机数生成器的输出应该具有足够的随机性和不可预测性C.随机数生成器可以用于密钥生成、加密算法、数字签名等场景D.随机数生成器的安全性取决于其生成随机数的算法和实现6、在密码学中，密钥派生函数（KDF）用于从主密钥生成其他密钥或密钥材料。假设我们在一个系统中使用KDF。以下关于KDF的描述，哪一项是不正确的？（）A.KDF增加了密钥的多样性和随机性，提高了密钥的安全性B.KDF的输出长度通常是固定的，与输入的主密钥长度无关C.KDF可以基于密码哈希函数、对称加密算法等实现D.不同的应用场景可能需要不同的KDF算法和参数设置7、在密码学中，密钥的生成是一个重要的环节。以下关于密钥生成的描述中，错误的是？（）A.密钥应该是随机生成的，具有足够的随机性和不可预测性B.密钥的生成过程应该是安全的，防止密钥被泄露或猜测C.密钥的长度应该根据安全需求进行选择，一般来说，密钥越长，安全性越高D.密钥可以由用户自己随意生成，不需要遵循任何规则8、在密码学中，对于加密算法的安全性评估是至关重要的。假设一种加密算法在理论上被证明具有高度的安全性，但在实际应用中，由于计算资源的限制，其加密和解密过程非常耗时。在这种情况下，以下哪种策略可能是最合适的？（）A.坚持使用该算法，通过升级硬件来提高计算速度B.寻找一种更高效但安全性稍低的替代算法C.对该算法进行优化，以提高其计算效率D.放弃该算法，重新设计一种全新的加密算法9、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10、在密码学中，一次性密码本被认为是理论上绝对安全的加密方式，但实际应用中很少使用，主要原因是？（）A.加密速度慢B.密钥管理困难C.安全性难以保证D.解密过程复杂11、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12、同态加密允许在密文上进行特定的运算，得到的结果解密后与在明文上进行相同运算的结果相同。以下哪种应用场景最适合使用同态加密？（）A.保护数据的机密性同时进行数据分析B.快速加密大量数据C.实现数字签名D.存储敏感信息13、密码学中的对称加密算法和非对称加密算法在实际应用中通常会结合使用。以下关于对称加密和非对称加密结合使用的描述中，错误的是？（）A.对称加密算法用于加密大量数据，非对称加密算法用于加密对称加密算法的密钥B.非对称加密算法可以用于数字签名，对称加密算法可以用于加密通信内容C.对称加密和非对称加密结合使用可以提高密码系统的安全性和效率D.对称加密和非对称加密可以随意组合使用，不需要考虑任何规则14、在一个无线网络环境中，移动设备之间需要进行安全的数据传输，考虑到信号的不稳定性和设备的移动性。以下哪种加密和密钥更新策略可能是最有效的？（）A.使用WPA2加密协议，定期更新预共享密钥，保障无线网络的安全性B.采用WPA3协议，结合基于会话的密钥生成和更新机制，适应网络变化C.运用EAP-TLS认证和加密方式，通过证书管理实现密钥的动态更新和安全传输D.选择802.11ax标准中的加密特性，结合设备的移动特征进行自适应的密钥管理15、密码学中的对称加密算法和非对称加密算法在性能上有很大的差异。以下关于对称加密和非对称加密性能比较的描述中，错误的是？（）A.对称加密算法的加密速度通常比非对称加密算法快得多B.非对称加密算法的密钥管理相对简单，而对称加密算法的密钥管理比较复杂C.对称加密算法适用于大量数据的加密，非对称加密算法适用于数字签名和密钥交换等场景D.对称加密算法和非对称加密算法的安全性取决于密钥的长度和复杂性，没有绝对的高低之分16、哈希函数MD5曾经被广泛使用，但现在已经被发现存在安全漏洞。以下关于MD5的描述中，错误的是？（）A.MD5是一种常用的哈希函数，将任意长度的输入数据映射为128位的哈希值B.MD5具有单向性和抗碰撞性，很难从哈希值推导出原始输入数据，也很难找到两个不同的输入数据产生相同的哈希值C.由于MD5存在安全漏洞，现在已经不建议在实际应用中使用MD5进行哈希计算D.MD5的计算速度非常快，适用于对性能要求较高的场景17、分组密码是一种常见的加密方式，在工作模式中，以下哪种模式适用于加密长数据且能并行处理？（）A.ECB模式B.CBC模式C.CFB模式D.OFB模式18、假设有一个通信系统，其中发送方和接收方需要在不安全的信道上协商一个共享的密钥。以下哪种密钥协商协议能够在存在中间人攻击的情况下仍然保证密钥的安全性？（）A.Diffie-Hellman协议B.RSA密钥协商协议C.椭圆曲线Diffie-Hellman协议D.以上都不能19、在密码学中，非对称加密算法通常用于实现数字签名和密钥交换。以下关于非对称加密算法特点的描述，哪一项是不准确的？（）A.加密和解密使用不同的密钥B.加密速度通常比对称加密算法快C.公钥可以公开，私钥需要保密D.适用于对大量数据进行加密20、在密码分析中，以下关于密码系统遭受攻击后的应对措施的描述，哪一项是正确的？（）A.一旦密码系统被攻击成功，应立即更换整个密码系统，包括加密算法和密钥B.密码系统被攻击后，只需分析攻击原因，无需对系统进行任何修改C.遭受攻击后，应评估攻击的影响范围，采取相应的补救措施，如更新密钥或调整算法参数D.密码系统的安全性是相对的，被攻击是正常现象，无需采取任何行动21、在密码学中，公钥基础设施（PKI）是一种重要的安全架构。以下关于PKI的描述中，错误的是？（）A.PKI包括公钥证书、证书颁发机构（CA）、注册机构（RA）等组成部分B.公钥证书用于证明用户的身份和公钥的合法性，由CA颁发C.PKI可以实现数字签名、加密通信、身份认证等安全功能D.PKI只适用于企业级应用，对于个人用户来说没有必要使用22、非对称加密算法在密钥交换和数字签名等方面具有重要作用。对于RSA算法，以下关于其密钥长度的说法，正确的是？（）A.密钥长度越长，安全性越高，但计算开销越大B.密钥长度越短，加密速度越快，安全性不受影响C.密钥长度固定，无法改变D.密钥长度对安全性和性能没有影响23、考虑一个加密货币的交易平台，用户的交易信息和资产需要高度的安全保护。平台采用了多种加密技术来保障用户的隐私和资金安全。在加密货币的交易过程中，以下哪个环节的加密最为关键？（）A.用户注册和登录时的身份验证B.交易指令的生成和传输C.交易记录的存储和备份D.平台的服务器之间的通信24、在密码学中，以下哪个概念用于衡量密码系统对不同类型攻击的综合抵抗能力？（）A.安全强度B.安全模型C.安全级别D.安全框架25、假设一个医疗机构需要对患者的电子病历进行加密保护，同时要满足医疗法规对数据隐私和访问控制的要求。以下哪种加密和访问控制方案可能是最恰当的？（）A.使用对称加密算法对病历数据进行加密，通过基于角色的访问控制（RBAC）来管理密钥和访问权限B.采用非对称加密，患者的公钥用于加密病历，私钥用于解密，结合医疗人员的数字证书进行访问控制C.运用属性基加密（ABE），根据患者和医疗人员的属性来控制病历的访问和解密，提高灵活性D.选择同态加密技术，在加密状态下对病历数据进行计算和分析，同时实现访问控制二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释密码学中的数字签名的不可伪造性证明，分析其在密码学理论中的重要性。2、（本题5分）密码学中的同态签名是一种特殊的签名技术。请阐述同态签名的定义和特点，分析其在云计算和区块链中的应用前景，并举例说明同态签名的工作原理。3、（本题5分）阐述密码学中的基于零信任架构的加密策略，分析其在网络安全中的实施方法和优势。4、（本题5分）密码学中的可验证秘密共享是一种确保秘密共享过程安全和可验证的技术。请解释可验证秘密共享的概念和原理，以及其在密钥管理和分布式计算中的应用，并分析可验证秘密共享的安全性和复杂性。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在密码学中，多方安全计算中的隐私保护集合运算具有重要应用。设计一种基于多方安全计算的隐私保护集合运算方案，并分析其安全性和效率。2、（本题5分）在密码学中，盲签名用于保护签名者的隐私。研究一种盲签名方案，如基于RSA的盲签名，分析其实现过程和应用场景，以及如何防止滥用。3、（本题5分）对于一个加密的云存储服务，用户需要在不同的设备上访问和同步加密数据。设计一种密钥管理方案，确保用户在多设备环境下的便捷使用和数据的安全性。4、（本题5分）在一个社交网络平台上，用户之间的私信交流需要加密。请探讨如何在保证加密强度的同时，不影响用户体验，以及如何处理用户密钥的备份和恢复问题。5、（本题5分）考虑一个使用加密技术的智能家居系统，分析如何保障设备之间通信的安全性、用户隐私的保护和设备的认证，以及应对可能的物理攻击和侧信道攻击。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分