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信息安全作业

发布时间 2023-06-14 16:15:12作者: 朝雨菌

信息安全作业

以下均为个人所写，非标准答案

1、概述

1.(简答题)信息安全理论体系框架包含哪几部分？这个学科领域的特点是什么？

（1）包含密码学、访问控制理论、网络通信协议、网络安全协议和网络攻防理论及技术。

（2）特点：协议，规则，人为制定，实际中借助于计算机来实现，是人的行为延伸，具有不确定性。

2.简述信息安全学科内涵？

信息安全是计算机、电子、通信、数学、物理、生物、法律、管理、教育等多学科的交叉科学。

信息安全学科以密码学为核心，以网络安全、信息系统安全、内容安全为支撑，以国家和社会各领域信息安全防护为应用方向的跨学科的交叉学科。

3.信息安全研究内容包含哪5个方面？

密码学、网络安全、信息系统安全、信息内容安全和信息对抗。

4.信息安全问题涉及哪些领域？（提示： 8 个）

政治、经济、文化、军事、法律、管理、技术和教育领域。

5.信息安全属性包含哪7个方面？

（1）保密性

（2）完整性

（3）可用性

（4）可认证性

（5）抗抵赖

（6）可追溯性

（7）可控性

6.阐述一下关于信息安全的8个观点。

（1）相对安全

（2）适度安全

（3）木桶理论

（4）安全困境

（5）墨菲定律

（6）蝴蝶效应

（7）冰山原理

（8）剃刀定律

7.我国信息化组织保障体系包含哪些管理部门和技术部门？

（1）中央网络安全与信息化领导小组

（2）信息产业部（工业与信息化部）

（3）公安部

（4）国家保密局

（5）国家密码管理委员会

（6）国家安全部

（7）省、市、自治州相应的管理机构

（8）国家计算机网络应急技术处理协调中心

（9）中国信息安全产品测评认证中心

8. (简答题)信息安全的三大定律是什么？信息时代计算速度变化的规律是什么？

（1）三大定律：普遍性定律、折中性定律和就低性定律。

（2）规律是新摩尔定律、吉尔德定律和千倍定律。

9.网络空间安全学科的理论基础和方法论包含哪些内容？

（1）理论基础：信息论、控制论、系统论、计算理论、密码学理论、访问控制理论和数学博弈论。

（2）方法论：理论分析、逆向分析、实验验证和技术实现。

10.(简答题)我国在网络空间安全方面的相关法律比较多，下面使用简称来阐述，《网络安全法》、《数据安全》、《密码法》和《个人隐私保护法》分别是在哪年正式实施？

《网络安全法》在2017年6月1日正式实施。

《数据安全》在2021年9月1日正式实施。

《密码法》在2020年1月1日正式实施。

《个人隐私保护法》在2021年11月1日正式实施。

2、密码学基本概念与古典密码

1题

什么是密码学？密码编码学？密码分析学？

（1）密码学：包含密码编制学和密码分析学。

（2）密码编制学：研究编制密码的技术

（3）密码分析学：研究破译密码的技术

2题

密码学的五元组是什么？它们分别有什么含义？

（1）五元组：明文，密文，密钥，加密算法，解密算法

（2）明文：原始的信息

​ 密文：明文经过变化加密后的信息

​ 密钥：为了有效地控制加密和解密算法的实现，密码体制中要有通信双方的专门的保密“信息”参与加密和解密操作，这种专门信息称为密钥。

​ 加密算法：实现加密所遵循的规则。用于对明文进行各种代换和变换，生成密文。

​ 解密算法：实现解密所遵循的规则，是加密算法的逆运行，由密文得到明文。

3题

凯撒密码是最古老的一种密码体制，它将英文字母表循环左移3位得到。若明文为：substitution cryptosystem，则密码是什么？

例题

1679303175305

1679303216211

1679303244649

答案

1679281445215

密码是PRYPQFQRQFLK ZOVMQLPVPQBJ（不区分大小写）

4题

仿射密码可以简单表示为：c=(7m+21)mod26，试对明文security进行加密，要求收到密文后恢复明文。

例题

1679303276477

1679303295209

1679303309495

不懂7的逆元与26求余为什么是15？

1678971749695

1678972014886

1679303331579

1679303344362

答案

1679294631192

5题

用Playfair算法加密明文“Playfair cipher was actually invented by wheatstone”，密钥是：fivestars。

例题

1679297220955

参考文献：https://blog.csdn.net/qq_44827634/article/details/124215535

1679297197859

1679297251172

1679297291386

1679297352181

1679298669788

1679297533142

1679298590354
其实并不是顺时针旋转90°就一定对，但是在这里可以这么做。
正确的取法是它会先取跟C同行的M，然后再取跟I/J同行的R。
实在不理解，继续往下看

答案

密码表一定是包含26个字母的，如果你的密码表某个字母没出现，那一定是表出错了，回去检查检查。

image

一共有三种case，但是两两分组后，这里优先考虑case 3。在L和L之间随便插一个字母，X也好，M也好。同插之后明文就是46个字，可以加密了。以下是老师的答案：
image
PL不同行，不同列，如果跟上题一样，顺时针旋转90°得到的是KQ，但实际上它们的反对角线上的字母是QK，可见并不是说一定是顺时针旋转90°就一定能得到正确的。
那怎么取呢？
它会先取跟P同行的Q，然后再取跟L同行的K。
AY也是一样，AY的反对角是BW，先取与A同行的B，再取W。
剩下的以此类推。

6题

用Vigenere加密算法加密明文“We are discovered save yourself”，密钥是：deceptive

参考文献：http://www.360doc.com/content/19/1019/06/5315_867736283.shtml

例题

1678841341993

1679280717582

答案

1679281153291

3、对称密码体制

1题

序列密码也称为流密码，设明文序列M=1011010001000101，密钥K=0011001101110111，密文是什么？

例题

1679450330880

1679450351401

1 ⊕ 1 = 0

1 ⊕ 0 = 1

0 ⊕ 0 = 0

异或规律：相同为0，相异为1

答案

明文序列M=1011 0100 0100 0101

​ 密钥K=0011 0011 0111 0111

​ 密文C=1000 0111 0011 0010

2题

编程题，BBS伪随机序列产生器，

1111.png

编程题我不会写，就给个思路吧

思路

1680061087273

1680061104626

上面两页PPT是在说明BBS伪随机序列产生器的目的：

为了产生一个随机的密钥流序列，就像第一题的密钥K一样，密钥K=0011001101110111。

以下是我询问了老师后总结出来的

再看题目，p和q是两个大素数，且注意p跟q其实是不相等的，这里的=符号存在干扰性

p = 3 + 4k1 （k1是一个随机的数，它的取值要保证p是一个素数）

q = 3 + 4k2 （k2是一个随机的数，它的取值要保证q是一个素数）

p不可能是 3 mod 4 = 1 这么小的数，前面也说到了p是大素数

大素数很难计算，所以作为作业就取一些较小范围的数

知道p和q了，那么n = pq自然就求出来了

x是一个随机整数，且要与n互素

什么是最低有效位？

参考文献：https://www.cnblogs.com/sggggr/p/12396914.html

1680062398417

其实就是把xi转换成二进制，然后取最右边的第一位，比如7转换为二进制，0111，最后一位是1，那么bi = 1

还有更方便的计算，7 mod 2 = 1，1就是最低有效位

那么整个流程就是

  1. 创建一个判断一个数是否是素数的函数gcd()
  2. 通过gcd()来求k1和k2
  3. 计算出p、q、n
  4. 给定一个范围，用random()生成随机整数x
  5. gcd()判断x是否是素数，不是就继续循环生成x然后判断x是否是素数，x是素数就下一步
  6. 循环计算出 xi 然后转换为二进制，把xi mod 2 求出bi

3题

DES加密算法脆弱性是什么？

关于这个并没有统一的答案，所以是开放性的答案


参考文献：https://zhidao.baidu.com/question/198783917630409285.html

1680063493773

课件PPT是这么写的

1680063533327

1680063548151

4题

(简答题)DES算法局部编程题。自行查找S盒，输入任意6个二进制位，给出输出结果？并举6个例子。要求使用自己的学号做模8运算，结果是多少就选取相应的S盒，比如，若模8后得0，就选S1盒，若模后得1，选S2盒，依次类推。

不会……