中国科学院大学《密码分析学》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共6页中国科学院大学《密码分析学》

2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、假设要为一个区块链应用设计加密机制，确保交易的隐私性、不可篡改性和验证的高效性。以下哪种加密和共识算法的组合可能是最适合的？（）A.使用哈希函数和数字签名保证交易的不可篡改性和验证，结合工作量证明（PoW）共识算法B.采用对称加密算法对交易数据进行加密，运用权益证明（PoS）共识算法提高效率C.运用零知识证明保护交易隐私，结合拜占庭容错（BFT）共识算法确保一致性D.选择同态加密进行交易处理，使用委托权益证明（DPoS）共识算法优化性能2、在密码分析领域，攻击者试图通过各种手段破解加密信息。假设一个加密系统使用了一种复杂的加密算法，但攻击者发现该系统在密钥管理方面存在漏洞。在这种情况下，攻击者最有可能采取以下哪种攻击方式？（）A.暴力破解加密算法B.利用密钥管理漏洞获取密钥C.对加密数据进行统计分析D.实施社会工程学攻击获取加密信息3、在一个数字版权管理（DRM）系统中，需要对数字内容进行加密保护，同时要控制用户的访问权限和使用方式。以下哪种加密和权限管理方案可能是最恰当的？（）A.使用对称加密算法对数字内容加密，通过许可证文件管理用户的访问权限和使用条件B.采用非对称加密，公钥加密数字内容，私钥控制访问权限，结合数字水印技术防止盗版C.运用属性基加密，根据用户的属性和授权策略来控制对加密数字内容的解密和使用D.选择同态加密，在加密状态下对数字内容进行授权验证和使用控制4、密码学中的对称加密算法和非对称加密算法各有优缺点。以下关于对称加密算法和非对称加密算法的比较描述中，错误的是？（）A.对称加密算法的加密速度比非对称加密算法快，但密钥管理相对复杂B.非对称加密算法的安全性比对称加密算法高，但加密速度慢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可以相互替代，不需要同时使用5、假设正在研究一种新的密码协议，需要对其进行形式化验证以确保安全性。以下关于密码协议形式化验证的重要性和方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.形式化验证可以发现密码协议中潜在的逻辑漏洞和安全隐患B.形式化验证需要使用数学模型和逻辑推理来证明协议的安全性C.密码协议的形式化验证是一个简单的过程，可以快速完成D.即使经过形式化验证，密码协议在实际应用中仍可能存在安全问题6、在密码学中，密码协议是一种用于实现安全通信的协议。以下关于密码协议的描述中，错误的是？（）A.密码协议是由多个参与方按照一定的规则进行交互，实现特定的安全目标B.常见的密码协议包括密钥交换协议、数字签名协议、身份认证协议等C.密码协议的安全性取决于协议的设计和实现，以及参与方的行为D.密码协议一旦设计完成，就不需要再进行改进和优化，可以一直使用7、椭圆曲线加密算法（ECC）在相同安全级别下，与传统加密算法相比，具有密钥长度短的优势。以下关于ECC的应用场景，正确的是？（）A.适用于资源受限的设备B.仅用于大型服务器加密C.不适合数字签名D.不适用于无线网络8、在密码分析中，以下关于密码系统的物理安全性的描述，哪一项是正确的？（）A.密码系统的物理安全性只与硬件设备的防护措施有关，与软件实现无关B.电磁泄漏和侧信道攻击是密码系统物理安全性的主要威胁，但难以防范C.确保密码系统的物理安全性主要依靠加密算法的强度，而不是物理环境的控制D.对于高安全性要求的密码系统，物理安全性的保障与逻辑安全性同等重要9、在密码学的发展过程中，新的攻击手段不断出现。假设一种新的攻击方式利用了加密系统在硬件实现上的漏洞，而不是算法本身的缺陷。以下哪种防御策略能够有效地应对这种硬件层面的攻击？（）A.定期更新硬件设备B.进行硬件安全评估和检测C.采用软件加密代替硬件加密D.以上都是10、在对称加密算法中，若密钥长度增加，会对加密的安全性和性能产生怎样的影响？（）A.安全性提高，性能降低B.安全性降低，性能提高C.安全性和性能都提高D.安全性和性能都降低11、对于密码学中的盲签名，以下关于其性质和应用的陈述，哪一项是准确的？（）A.盲签名使得签名者在签名时无法得知签名的具体内容，但能保证签名的有效性B.盲签名主要用于提高签名的效率，减少签名计算的时间和资源消耗C.盲签名在电子现金系统等应用中没有实际作用，因为其安全性难以保障D.盲签名可以随意被伪造，不能用于需要高安全性的场景12、在密码学中，密码系统的安全性是一个重要的问题。以下关于密码系统安全性的定义描述中，错误的是？（）A.密码系统的安全性是指密码系统能够抵抗各种攻击的能力B.密码系统的安全性可以通过计算复杂性理论来进行评估C.密码系统的安全性只取决于加密算法的强度，与其他因素无关D.密码系统的安全性是一个相对的概念，需要根据具体的应用场景和安全需求来进行评估13、假设正在设计一个智能卡的加密系统，智能卡的存储空间和计算能力有限。在这种情况下，需要选择适合的加密算法和密钥长度，同时要保证加密操作的效率和安全性。以下关于智能卡加密的描述，哪一种选择是最合适的？（）A.使用较长的密钥长度以提高安全性，忽略计算资源的限制B.选择计算复杂度低的对称加密算法，并采用适当长度的密钥C.为了方便管理，所有智能卡使用相同的密钥D.不进行加密，依靠智能卡的物理防护来保证安全14、某金融机构正在评估其密码系统的安全性，发现当前使用的加密算法可能存在潜在的安全风险。在考虑升级加密算法时，不仅要考虑新算法的安全性，还要考虑对现有系统的改造难度和成本。以下哪种做法是比较合理的？（）A.立即切换到最新的加密算法，无论改造难度和成本如何B.对现有算法进行加强和优化，而不是完全更换C.综合评估新算法的优势、改造难度和成本，做出决策D.等待行业内其他机构先进行算法升级，再做决定15、公钥基础设施（PKI）中的证书吊销列表（CRL）的作用是什么？（）A.记录已吊销的数字证书B.记录有效的数字证书C.记录密钥对D.记录加密算法16、哈希函数是密码学中的重要工具。以下关于哈希函数特点的描述中，错误的是？（）A.哈希函数将任意长度的输入数据映射为固定长度的输出值，这个输出值称为哈希值B.哈希函数具有单向性，即从哈希值很难推导出原始输入数据C.哈希函数具有抗碰撞性，即很难找到两个不同的输入数据产生相同的哈希值D.哈希函数的输出值是完全随机的，与输入数据没有任何关系17、在密码系统中，以下哪个环节的错误可能导致整个系统的安全性失效？（）A.密钥生成B.加密运算C.密文传输D.以上都是18、在密码应用中，加密和认证常常需要同时进行。以下关于加密与认证关系的描述，哪一项是不正确的？（）A.加密可以保证数据的机密性，认证可以保证数据的完整性和来源真实性B.先进行加密再进行认证可以提高效率C.认证通常在加密之前进行D.加密和认证可以使用相同的密钥19、假设正在研究密码学中的阈值秘密共享技术，该技术将秘密分成多个份额，只有达到一定数量的份额才能恢复秘密。以下哪种应用场景可能会用到阈值秘密共享技术？（）A.分布式存储系统中的数据备份B.多人共同管理的数字钱包C.企业内部的敏感信息保护D.以上场景都可能20、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21、在密码学中，一次一密是一种理论上完美的加密方式，但在实际应用中面临诸多挑战。假设需要在一个高安全要求的场景中考虑使用一次一密，以下关于一次一密的特点和限制的描述，哪一项是准确的？（）A.一次一密需要大量的随机密钥，密钥的生成、存储和分发都非常困难B.只要密钥是真正随机的，一次一密在任何情况下都是绝对安全的C.一次一密的加密和解密速度非常慢，不适合实时通信D.一次一密不能用于数字通信，只适用于模拟信号22、在分组密码的加密过程中，若明文长度不是分组长度的整数倍，通常采用的填充方式是？（）A.随机填充B.零填充C.固定字符填充D.不进行填充23、对于密码学中的流密码，以下关于其密钥流生成方式的说法，错误的是？（）A.可以基于线性反馈移位寄存器B.必须是完全随机的C.可以基于伪随机数生成器D.密钥流的长度与明文长度相同24、在密码学中，消息认证码（MAC）和数字签名都可以用于验证消息的完整性，它们的主要区别在于？（）A.MAC使用对称密钥，数字签名使用非对称密钥B.MAC可以保证消息的机密性，数字签名不行C.数字签名可以用于不可否认性，MAC不行D.以上都是25、在一个移动支付应用中，需要在用户设备和服务器之间进行安全的通信。为了防止中间人攻击和数据篡改，需要采用合适的加密和认证机制。同时，由于移动设备的计算资源有限，加密算法的选择需要兼顾性能和安全性。以下关于移动支付安全的描述，哪一个是正确的？（）A.可以只使用对称加密算法，因为其速度快，适合移动设备B.非对称加密算法用于在用户设备和服务器之间建立安全通道，对称加密算法用于实际的数据传输C.不进行任何加密，依靠移动网络的安全性来保护支付数据D.采用复杂的加密算法组合，不考虑移动设备的性能限制二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）密码学中的函数加密是一种高级的加密概念。请阐述函数加密的定义和特点，以及其在云计算函数计算和隐私保护计算中的应用，并分析函数加密的安全性和实现难度。2、（本题5分）解释密码分析的主要方法和技术，包括穷举攻击、差分分析等，分析密码算法抵抗密码分析的能力。3、（本题5分）密码学中的可搜索加密技术使得在加密数据上进行搜索成为可能。请解释可搜索加密的原理和分类（如对称可搜索加密和非对称可搜索加密），以及其在云存储和数据库加密中的应用，并讨论可搜索加密的效率和安全性。4、（本题5分）在密码学应用中，如何处理加密数据的更新和删除操作？请考虑数据结构、加密算法和密钥管理等方面，并阐述常见的方法和策略。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个金融科技公司中，使用加密技术来保护用户的支付密码和交易记录。请阐述如何进行风险评估和制定相应的应急响应计划，以应对可能的加密相关安全事件。2、（本题5分）一个智能交通系统需要保障车辆与交通基础设施之间的通信安全和数据隐私。请设计一个基于密码学的智能交通通信安全方案，包括车辆认证、数据加密和隐私保护机制，并分析其对交通管理和出行效率的影响。3、（本题5分）在密码分析中，已知一种加密算法将明文的每个字符通过特定的置换规则进行变换。现有一段密文和部分已知的明文-密文对，尝试通过分析这些信息来破解加密算法，恢复出完整的明文。请详细描述分析思路和方法。4、（本题5分）考虑一个使用ECC（椭圆曲线密码体制）的密码系统，给定椭圆曲线方程和基点。请解释如何生成密钥对，并通过一个具体的明文示例展示加密和解密过程。5、（本题5分）某加密系统使用了同态加密技术来进行云计算中的数据处理。详细分析同态加密在这种场景下的应用优势和面临的挑战，以及如何优化计算效率。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）论述密码学中的基于生物特征的加密技术（Biometric-BasedEncryption）的原