密碼演算法與協議試卷

① 密碼協議包括哪些

應用密碼學―――密碼協議
福州格致中學 陳言

協議是一系列步驟，它包括兩方或多方，設計它的目的是要完成一項任務。這個定義很重要 ：「一系列步驟」意味著協議是從開始到結束的一個序列，每一步必須依次執行，在前一步完成前，後面的步驟都不能執行 ；「包括兩方或多方」意味著完成這個協議至少需要兩個人，協議具有的特點：
（1）協議中的每人都必須了解協議，並且預先知道所要完成的所有步驟。
（2）協議中的每人都必須同意遵循它。
（3）協議必須是不模糊的，每一步必須明確定義，並且不會引起誤解。
（4）協議必須是完整的，對每種可能的情況必須規定具體的動作。
密碼協議是使用密碼學的協議。參與該協議的夥伴可能是朋友和完全信任的人，或者也可能是敵人和互相完全不信任的人。密碼協議包含某種密碼演算法，但通常，協議的目的不僅僅是為了簡單的秘密性。參與協議的各方可能為了計算一個數值想共享它們的秘密部分、共同產生隨機系列、確定互相的身份、或者同時簽署合同。在協議中使用密碼的目的是防止或發現偷聽者和欺騙。如果你以前沒有見過這些協議，它們會從根本上改變你的思想，相互之間不信任的各方也能夠在網路上完成這些協議。

② 什麼是評價密碼演算法抗密分析能力的核心問題

密碼技術的關鍵得從兩個方面來講：

1）從密碼技術在具體應用上。比如密碼技術解決通信的安全問題，防止被非法竊聽、篡改、假冒等問題，這種情況下密碼技術應用的關鍵有兩點，1是密碼演算法和協議的選擇，比如選擇DES和AES是的安全性是不一樣的，選擇公鑰加密和對稱密碼加密來達到機密性在安全性和效率上是不一樣的，選擇TLS、IPSEC、數字信封、DH安全性和效率是不一樣的；2是密鑰的管理，特別涉及公鑰密碼應用，是使用類似SM9的IBC演算法還是使用基於CA的PKI體系，是不一樣的。而密碼管理實際上也是密碼技術應用落地能否保證安全的關鍵。比如CA的根私鑰泄露了，則整個密碼體系就不安全了，因為CA的根私鑰需要對整個體系的子CA或節點證書進行數字簽名，是信任的根，根私鑰泄露就意味著別人也創建合法的證書，整個信任體系就崩了。所以密鑰管理是密碼技術應用的關鍵。
2）從密碼理論上，密碼的安全性主要有兩類檢測方法，一種叫計算安全性，即要攻破這個密碼體系需要的計算資源遠遠大於攻擊者擁有的資源，比如要暴力破解一個一個密文以天河二號的算力也要1億年，那我們也可以認為是安全的，這種情況下，密碼技術的關鍵在於是不是類似量子計算機會出現，導致1億年的破解降低至1小時，所以現在出現了一個方向是叫後量子密碼，研究可以抗量子計算機的密碼演算法。另一種叫可證明安全性，即通過一些數學難題，比如大素數分解或離解對數難題。只要這些數學難題存在就可以保證安全性。

③ 解析｜國密SSL特性 ：屬於中國的密碼演算法和傳輸層安全協議

國密SSL產生背景

隨著互聯網技術的興盛和網路應用的普及，網路安全問題日益突出，大量的數據在網路上傳遞並遭受攻擊和威脅，數據的安全性受到越來越多人的重視，因此產生了多種安全協議和相關規范。SSL協議就是在這種背景下由Netscape提出的，其中SSLv3.0自1996提出並得到大規模應用成為了業界標准，在2015年才被棄用。1999年，IETF收納了SSLv3.0並以此為基礎提出TLS規范，版本已由TLS1.0發展到如今的TLS3.0，是被應用最廣泛的安全協議之一。

安全協議的核心和基礎就是密碼演算法，為了確保我國的信息安全，國內的相關安全產品以及協議如HTTPS、SSL VPN、STMPS等就不能直接使用TLS標准規范和密碼演算法，因此必須要有一個屬於中國的密碼演算法和傳輸層安全協議，國密SSL協議順勢產生。

國密SSL協議概述

目前TLS版本包含TLS1.0、TLS1.1、TLS1.2、TLS1.3以及GMTLS1.1。

國密 SSL協議在GM/T中不是一個獨立的協議標准[1]，而是按照相關密碼政策、法規結合我國實際情況並參照RFC4346 TLS1.1規范，在GM/T 0024-2014《SSLVPN技術規范》中對其進行了相關定義。主要不同體現在以下幾方面：

注[1]：隨著國家越發重視信息安全，在2020年11月1日正式實施了《GB/T38636-2020信息安全技術傳輸層密碼協議（TLCP）》，現階段使用者相對較少，因此本文依舊按照《SSL VPN技術規范》進行介紹。

國密SSL協議包括記錄層協議、握手協議族（握手協議、密碼規格變更協議、報警協議）和網關到網關協議。

記錄層協議是分層次的，每一層都包括長度欄位、描述欄位和內容欄位；其會接收將要被傳輸的消息，將數據分段、壓縮（可選）、計算HMAC、加密，然後傳輸，接收到的數據經過解密、驗證、解壓縮（可選）、重新封裝然後傳送給高層應用。

國密SSL握手協議族由密碼規格變更協議、握手協議和報警協議3個子協議組成，用於通信雙方協商出供記錄層使用的安全參數，進行身份驗證以及向對方報告錯誤等。

密碼規格變更協議用於通知密碼規格的改變，即通知對方使用剛協商好的安全參數來保護揭曉了的數據。客戶端和服務端都要在安全參數協商完畢之後、握手結束消息之前發送此消息。

報警協議用於關閉連接的通知以及對整個連接過程中出現的錯誤行為進行報警，其中關閉通知由發起者發送，錯誤報警由錯誤的發現者發送。報警消息的長度為兩個位元組，分別為報警級別和報警內容。

握手協議是在記錄層協議之上的協議，用於協商安全參數，是通過記錄層協議傳輸的。握手消息應當按照規定流程順序進行發送，否則將會導致致命錯誤，不需要的握手消息可以被接收方忽略。

在Client支持的密碼套件列表中，Client會按照密碼套件使用的優先順序順序進行排列，優先順序最高的密碼套件會排在首位。國密SSL支持的密碼套件列表如下所示：

在國密SSL標准中實現ECC和ECDHE的演算法是SM2，實現IBC和IBSDH的演算法是SM9，RSA演算法的使用需要符合國家密碼管理主管部門的要求。

注[2]：在《GB/T38636-2020信息安全技術傳輸層密碼協議（TLCP）》標准中增加了GCM的密碼套件，並且刪除了涉及SM1和RSA的密碼套件。

網關到網關協議定義了SSL VPN之間建立網關到網關的傳輸層隧道，對IP數據報文進行安全傳輸時所採用的報文格式（包括控制報文與數據報文）以及控制報文交換過程和數據報文封裝過程。

國密SSL測試的需求

為了保障數據安全，國家密碼管理局要求相關系統均要進行國密改造，改用國密的密碼演算法，目前國密演算法已經成為了數據安全保障的基礎。因此國密設備在實驗室的概念設計、研發設計、生產、部署驗收都有測試的必要。

在概念設計和研發階段需要確定設備是否符合相關要求，能否正常的進行國密SSL加密以對數據進行保護；設備研發成型階段還需要進行整機測試，驗證設備各項功能和性能是否滿足實際應用；在部署驗收階段也需要進行整體測試，驗證國密設備在真實網路環境中能否正常對數據進行傳輸以及與整網的兼容適配。

國密測試分為功能測試和性能測試，目前市場上針對功能測試主要採用的是利用具備同樣國密功能的設備與被測設備對接測試，而性能測試則是採用自研類軟體模擬多終端進行測試，測試能力相對較弱且操作復雜，因此專業的測試工具在國密SSL的研發和推廣過程中就愈發重要。

信而泰國密SSL測試方案

信而泰經過多年潛心研製，推出了基於PCT架構的新一代B/S架構測試平台ALPS，該平台支持真實的應用層流量模擬。HTTPS /SMTPS Application Simulator是一個7層測試組件，可基於國密SSL模擬現實網路環境中的HTTPS/SMTPS協議流量，進而測試設備處理客戶端應用層流量的能力。該平台可以針對防火牆、負載均衡、VPN、網關等應用層安全設備進行相關測試，測試拓撲如下圖所示：

信而泰國密SSL支持以下測試功能和特性：

HTTPS/SMTPS應用流配置界面：

SSL Client Session統計界面：

SSL Server Session統計界面：

④ 密碼演算法的密碼學

(1) 發送者和接收者
假設發送者想發送消息給接收者，且想安全地發送信息：她想確信偷聽者不能閱讀發送的消息。
(2) 消息和加密
消息被稱為明文。用某種方法偽裝消息以隱藏它的內容的過程稱為加密，加了密的消息稱為密文，而把密文轉變為明文的過程稱為解密。
明文用M（消息）或P（明文）表示，它可能是比特流（文本文件、點陣圖、數字化的語音流或數字化的視頻圖像）。至於涉及到計算機，P是簡單的二進制數據。明文可被傳送或存儲，無論在哪種情況，M指待加密的消息。
密文用C表示，它也是二進制數據，有時和M一樣大，有時稍大（通過壓縮和加密的結合，C有可能比P小些。然而，單單加密通常達不到這一點）。加密函數E作用於M得到密文C，用數學表示為：
E（M）=C.
相反地，解密函數D作用於C產生M
D（C）=M.
先加密後再解密消息，原始的明文將恢復出來，下面的等式必須成立：
D（E（M））=M
(3) 鑒別、完整性和抗抵賴
除了提供機密性外，密碼學通常有其它的作用：.
(a) 鑒別
消息的接收者應該能夠確認消息的來源；入侵者不可能偽裝成他人。
(b) 完整性檢驗
消息的接收者應該能夠驗證在傳送過程中消息沒有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。
(c) 抗抵賴
發送者事後不可能虛假地否認他發送的消息。
(4) 演算法和密鑰
密碼演算法也叫密碼，是用於加密和解密的數學函數。（通常情況下，有兩個相關的函數：一個用作加密，另一個用作解密）
如果演算法的保密性是基於保持演算法的秘密，這種演算法稱為受限制的演算法。受限制的演算法具有歷史意義，但按現在的標准，它們的保密性已遠遠不夠。大的或經常變換的用戶組織不能使用它們，因為每有一個用戶離開這個組織，其它的用戶就必須改換另外不同的演算法。如果有人無意暴露了這個秘密，所有人都必須改變他們的演算法。
但是，受限制的密碼演算法不可能進行質量控制或標准化。每個用戶組織必須有他們自己的唯一演算法。這樣的組織不可能採用流行的硬體或軟體產品。但竊聽者卻可以買到這些流行產品並學習演算法，於是用戶不得不自己編寫演算法並予以實現，如果這個組織中沒有好的密碼學家，那麼他們就無法知道他們是否擁有安全的演算法。
盡管有這些主要缺陷，受限制的演算法對低密級的應用來說還是很流行的，用戶或者沒有認識到或者不在乎他們系統中內在的問題。
現代密碼學用密鑰解決了這個問題，密鑰用K表示。K可以是很多數值里的任意值。密鑰K的可能值的范圍叫做密鑰空間。加密和解密運算都使用這個密鑰（即運算都依賴於密鑰，並用K作為下標表示），這樣，加/解密函數現在變成：
EK(M)=C
DK(C)=M.
這些函數具有下面的特性：
DK（EK（M））=M.
有些演算法使用不同的加密密鑰和解密密鑰，也就是說加密密鑰K1與相應的解密密鑰K2不同，在這種情況下：
EK1(M)=C
DK2(C)=M
DK2 (EK1(M))=M
所有這些演算法的安全性都基於密鑰的安全性；而不是基於演算法的細節的安全性。這就意味著演算法可以公開，也可以被分析，可以大量生產使用演算法的產品，即使偷聽者知道你的演算法也沒有關系；如果他不知道你使用的具體密鑰，他就不可能閱讀你的消息。
密碼系統由演算法、以及所有可能的明文、密文和密鑰組成的。
基於密鑰的演算法通常有兩類：對稱演算法和公開密鑰演算法。下面將分別介紹： 對稱演算法有時又叫傳統密碼演算法，就是加密密鑰能夠從解密密鑰中推算出來，反過來也成立。在大多數對稱演算法中，加/解密密鑰是相同的。這些演算法也叫秘密密鑰演算法或單密鑰演算法，它要求發送者和接收者在安全通信之前，商定一個密鑰。對稱演算法的安全性依賴於密鑰，泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進行加/解密。只要通信需要保密，密鑰就必須保密。
對稱演算法的加密和解密表示為：
EK（M）=C
DK（C）=M
對稱演算法可分為兩類。一次只對明文中的單個比特（有時對位元組）運算的演算法稱為序列演算法或序列密碼。另一類演算法是對明文的一組比特亞行運算，這些比特組稱為分組，相應的演算法稱為分組演算法或分組密碼。現代計算機密碼演算法的典型分組長度為64比特——這個長度大到足以防止分析破譯，但又小到足以方便使用（在計算機出現前，演算法普遍地每次只對明文的一個字元運算，可認為是序列密碼對字元序列的運算）。 公開密鑰演算法（也叫非對稱演算法）是這樣設計的：用作加密的密鑰不同於用作解密的密鑰，而且解密密鑰不能根據加密密鑰計算出來（至少在合理假定的長時間內）。之所以叫做公開密鑰演算法，是因為加密密鑰能夠公開，即陌生者能用加密密鑰加密信息，但只有用相應的解密密鑰才能解密信息。在這些系統中，加密密鑰叫做公開密鑰（簡稱公鑰），解密密鑰叫做私人密鑰（簡稱私鑰）。私人密鑰有時也叫秘密密鑰。為了避免與對稱演算法混淆，此處不用秘密密鑰這個名字。
用公開密鑰K加密表示為
EK(M)=C.
雖然公開密鑰和私人密鑰是不同的，但用相應的私人密鑰解密可表示為：
DK(C)=M
有時消息用私人密鑰加密而用公開密鑰解密，這用於數字簽名（後面將詳細介紹），盡管可能產生混淆，但這些運算可分別表示為：
EK(M)=C
DK(C)=M
當前的公開密碼演算法的速度，比起對稱密碼演算法，要慢的多，這使得公開密碼演算法在大數據量的加密中應用有限。 單向散列函數 H(M) 作用於一個任意長度的消息 M，它返回一個固定長度的散列值 h，其中 h 的長度為 m 。
輸入為任意長度且輸出為固定長度的函數有很多種，但單向散列函數還有使其單向的其它特性：
(1) 給定 M ，很容易計算 h ；
(2) 給定 h ，根據 H(M) = h 計算 M 很難 ；
(3) 給定 M ，要找到另一個消息 M『 並滿足 H(M) = H(M』) 很難。
在許多應用中，僅有單向性是不夠的，還需要稱之為「抗碰撞」的條件：
要找出兩個隨機的消息 M 和 M『，使 H(M) = H(M』) 滿足很難。
由於散列函數的這些特性，由於公開密碼演算法的計算速度往往很慢，所以，在一些密碼協議中，它可以作為一個消息 M 的摘要，代替原始消息 M，讓發送者為 H(M) 簽名而不是對 M 簽名 。
如 SHA 散列演算法用於數字簽名協議 DSA中。 提到數字簽名就離不開公開密碼系統和散列技術。
有幾種公鑰演算法能用作數字簽名。在一些演算法中，例如RSA，公鑰或者私鑰都可用作加密。用你的私鑰加密文件，你就擁有安全的數字簽名。在其它情況下，如DSA，演算法便區分開來了??數字簽名演算法不能用於加密。這種思想首先由Diffie和Hellman提出 。
基本協議是簡單的 ：
(1) A 用她的私鑰對文件加密，從而對文件簽名。
(2) A 將簽名的文件傳給B。
(3) B用A的公鑰解密文件，從而驗證簽名。
這個協議中，只需要證明A的公鑰的確是她的。如果B不能完成第（3）步，那麼他知道簽名是無效的。
這個協議也滿足以下特徵：
(1) 簽名是可信的。當B用A的公鑰驗證信息時，他知道是由A簽名的。
(2) 簽名是不可偽造的。只有A知道她的私鑰。
(3) 簽名是不可重用的。簽名是文件的函數，並且不可能轉換成另外的文件。
(4) 被簽名的文件是不可改變的。如果文件有任何改變，文件就不可能用A的公鑰驗證。
(5) 簽名是不可抵賴的。B不用A的幫助就能驗證A的簽名。 加密技術是對信息進行編碼和解碼的技術，編碼是把原來可讀信息（又稱明文）譯成代碼形式（又稱密文），其逆過程就是解碼（解密）。加密技術的要點是加密演算法，加密演算法可以分為對稱加密、不對稱加密和不可逆加密三類演算法。
對稱加密演算法 對稱加密演算法是應用較早的加密演算法，技術成熟。在對稱加密演算法中，數據發信方將明文（原始數據）和加密密鑰一起經過特殊加密演算法處理後，使其變成復雜的加密密文發送出去。收信方收到密文後，若想解讀原文，則需要使用加密用過的密鑰及相同演算法的逆演算法對密文進行解密，才能使其恢復成可讀明文。在對稱加密演算法中，使用的密鑰只有一個，發收信雙方都使用這個密鑰對數據進行加密和解密，這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對稱加密演算法的特點是演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是，交易雙方都使用同樣鑰匙，安全性得不到保證。此外，每對用戶每次使用對稱加密演算法時，都需要使用其他人不知道的惟一鑰匙，這會使得發收信雙方所擁有的鑰匙數量成幾何級數增長，密鑰管理成為用戶的負擔。對稱加密演算法在分布式網路系統上使用較為困難，主要是因為密鑰管理困難，使用成本較高。在計算機專網系統中廣泛使用的對稱加密演算法有DES和IDEA等。美國國家標准局倡導的AES即將作為新標准取代DES。
不對稱加密演算法 不對稱加密演算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對稱加密演算法加密文件時，只有使用匹配的一對公鑰和私鑰，才能完成對明文的加密和解密過程。加密明文時採用公鑰加密，解密密文時使用私鑰才能完成，而且發信方（加密者）知道收信方的公鑰，只有收信方（解密者）才是唯一知道自己私鑰的人。不對稱加密演算法的基本原理是，如果發信方想發送只有收信方才能解讀的加密信息，發信方必須首先知道收信方的公鑰，然後利用收信方的公鑰來加密原文；收信方收到加密密文後，使用自己的私鑰才能解密密文。顯然，採用不對稱加密演算法，收發信雙方在通信之前，收信方必須將自己早已隨機生成的公鑰送給發信方，而自己保留私鑰。由於不對稱演算法擁有兩個密鑰，因而特別適用於分布式系統中的數據加密。廣泛應用的不對稱加密演算法有RSA演算法和美國國家標准局提出的DSA。以不對稱加密演算法為基礎的加密技術應用非常廣泛。
不可逆加密演算法 的特徵是加密過程中不需要使用密鑰，輸入明文後由系統直接經過加密演算法處理成密文，這種加密後的數據是無法被解密的，只有重新輸入明文，並再次經過同樣不可逆的加密演算法處理，得到相同的加密密文並被系統重新識別後，才能真正解密。顯然，在這類加密過程中，加密是自己，解密還得是自己，而所謂解密，實際上就是重新加一次密，所應用的「密碼」也就是輸入的明文。不可逆加密演算法不存在密鑰保管和分發問題，非常適合在分布式網路系統上使用，但因加密計算復雜，工作量相當繁重，通常只在數據量有限的情形下使用，如廣泛應用在計算機系統中的口令加密，利用的就是不可逆加密演算法。近年來，隨著計算機系統性能的不斷提高，不可逆加密的應用領域正在逐漸增大。在計算機網路中應用較多不可逆加密演算法的有RSA公司發明的MD5演算法和由美國國家標准局建議的不可逆加密標准SHS(Secure Hash Standard:安全雜亂信息標准)等。

⑤ 計算機網路安全技術試題

1． 最有效的保護E-mail的方法是使用加密簽字，如( B )，來驗證E-mail信息。通過驗證E-mail信息，可以保證信息確實來自發信人，並保證在傳輸過程沒有被修改。
A． Diffie-Hellman
B． Pretty Good Privacy（PGP）
C． Key Distribution Center（KDC）
D． IDEA
2． 黑客要想控制某些用戶，需要把木馬程序安裝到用戶的機器中，實際上安裝的是（B）
A． 木馬的控制端程序
B． 木馬的伺服器端程序
C． 不用安裝
D． 控制端、服務端程序都必需安裝
3． 下列不屬於包過濾檢查的是（D）
A． 源地址和目標地址
B． 源埠和目標埠
C． 協議
D． 數據包的內容
4． 代理服務作為防火牆技術主要在OSI的哪一層實現（A）
A． 數據鏈路層
B． 網路層
C． 表示層
D． 應用層
5． 加密在網路上的作用就是防止有價值的信息在網上被( D本題答案說法不一個人認為是D)。
A． 攔截和破壞
B． 攔截和竊取
C． 篡改和損壞
D． 篡改和竊取
6． 按照可信計算機評估標准，安全等級滿足C2級要求的操作系統是（D）
A． DOS
B． Windows XP
C． Windows NT
D． Unix
7． 下面關於口令的安全描述中錯誤的是（B和D說的都不是很正確。。）`
A． 口令要定期更換
B． 口令越長越安全
C． 容易記憶的口令不安全
D． 口令中使用的字元越多越不容易被猜中
8． 不對稱加密通信中的用戶認證是通過（B）確定的
A． 數字簽名
B． 數字證書
C． 消息文摘
D． 公私鑰關系
9． 對於IP欺騙攻擊，過濾路由器不能防範的是( D ) 。
A．偽裝成內部主機的外部IP欺騙
B．外部主機的IP欺騙
C．偽裝成外部可信任主機的IP欺騙
D．內部主機對外部網路的IP地址欺騙
10．RSA加密演算法不具有的優點是（D）
A．可藉助CA中心發放密鑰，確保密鑰發放的安全方便
B．可進行用戶認證
C．可進行信息認證
D．運行速度快，可用於大批量數據加密
11．PGP加密軟體採用的加密演算法（C）
A．DES
B．RSA
C．背包演算法
D．IDEA
12．以下說法正確的是（D）
A．木馬不像病毒那樣有破壞性
B．木馬不像病毒那樣能夠自我復制
C．木馬不像病毒那樣是獨立運行的程序
D．木馬與病毒都是獨立運行的程序
13．使用防病毒軟體時，一般要求用戶每隔2周進行升級，這樣做的目的是（C）
A．對付最新的病毒，因此需要下載最新的程序
B．程序中有錯誤，所以要不斷升級，消除程序中的BUG
C．新的病毒在不斷出現，因此需要用及時更新病毒的特徵碼資料庫
D．以上說法的都不對
14．防火牆的安全性角度，最好的防火牆結構類型是（D）
A．路由器型
B．伺服器型
C．屏蔽主機結構
D．屏蔽子網結構
剩下的由高人來補。

⑥ 科普：國產密碼演算法

密碼學(cryptography)： 通過將信息編碼使其不可讀，從而達到安全性。

演算法 ：取一個輸入文本，產生一個輸出文本。

加密演算法 ：發送方進行加密的演算法。

解密演算法 ：接收方進行解密的演算法。

對稱密鑰加密 (Symmetric Key Cryptography)：加密與解密使用相同密鑰。

非對稱密鑰加密 (Asymmetric Key Cryptography)：加密與解密使用不同密鑰。

密鑰對 ：在非對稱加密技術中，有兩種密鑰，分為私鑰和公鑰，私鑰是密鑰對所有者持有，不可公布，公鑰是密鑰對持有者公布給他人的。

公鑰 ：公鑰用來給數據加密，用公鑰加密的數據只能使用私鑰解密。

私鑰 ：如上，用來解密公鑰加密的數據。

摘要 ：對需要傳輸的文本，做一個HASH計算。

簽名 ：使用私鑰對需要傳輸的文本的摘要進行加密，得到的密文即被稱為該次傳輸過程的簽名。

密碼協議是指兩個或兩個以上的參與者為了達到某種特定目的而採取的一系列步驟。規定了一系列有序執行的步驟，必須依次執行。必須有兩個或兩個以上的參與者，有明確的目的。參與者都必須了解、同意並遵循這些步驟。

常見的密碼協議包括IPSEC VPN 協議、SSL VPN 協議、密鑰交換協議等。

密碼是指描述密碼處理過程的一組運算規則或規程，一般是指基於復雜數學問題設計的一組運算，其基本原理基於數學難題、可證明計算、計算復雜度等。主要包括:對稱密碼、公鑰密碼、雜湊演算法、隨機數生成。

在對稱加密演算法中，加密使用的密鑰和解密使用的密鑰是相同的，加密和解密都是使用同一個密鑰，不區分公鑰和私鑰。

通信雙方採用相同的密鑰來加解密會話內容，即一段待加密內容，經過同一個密鑰的兩次對稱加密後，與原來的結果一樣，具有加解密速度快和安全強度高的優點。

國際演算法:DES、AES。

國產演算法:SM1、SM4、SM7。

非對稱加解密演算法又稱為 公鑰密碼 ，其密鑰是成對出現的。雙方通信時，首先要將密鑰對中的一個密鑰傳給對方，這個密鑰可以在不安全的信道中傳輸；傳輸數據時，先使用自己持有的密鑰做加密，對方用自己傳輸過去的密鑰解密。

國際演算法：RSA

國產演算法：SM2

優點：

密鑰分發數目與參與者數目相同，在有大量參與者的情況下易於密鑰管理。

支持數字簽名和不可否認性。

無需事先與對方建立關系，交換密鑰。

缺點：

速度相對較慢。

可能比同等強度的對稱密碼演算法慢10倍到100倍。

加密後，密文變長。

密碼雜湊演算法 :又稱為散列演算法或哈希函數，一種單向函數，要由散列函數輸出的結果，回推輸入的資料是什麼，是非常困難的。

散列函數的輸出結果，被稱為訊息摘要（message digest）或是 摘要（digest） ，也被稱為 數字指紋 。

雜湊函數用於驗證消息的完整性， 在數字簽名中，非對稱演算法對數據簽名的速度較慢，一般會先將消息進行雜湊運算，生成較短的固定長度的摘要值。然後對摘要值進行簽名，會大大提高計算效率 。

國際演算法:MD5、SHA1、SHA2、SHA3

國產演算法:SM3

2009年國家密碼管理局發布的《信息安全等級保護商用密碼技術實施要求》中明確規定，一、二、三、四級信息系統應使用商用密碼技術來實施等級保護的基本要求和應用要求，一到四級的密碼配用策略要求採用國家密碼管理部門批准使用的演算法。

2010年年底，國家密碼管理局公開了SM2、SM3等國產密碼演算法。

2011年2月28日，國家密碼管理局印發的【2011】145號文中明確指出，1024位RSA演算法正在面臨日益嚴重的安全威脅，並要求各相關企業在2012年6月30日前必須使用SM2密碼演算法

國家密碼管理局在《關於做好公鑰密碼演算法升級工作的函》中要求2011年7月1日以後建立並使用公鑰密碼的信息系統，應使用SM2演算法；已經建設完成的系統，應盡快進行系統升級，使用SM2演算法。

2014年底，國家密碼管理局啟動《重要信息系統密碼應用推進總體研究課題》,確定十三五密碼 科技 專項。

2017年11月底，國家密碼管理局下發了《政務雲密碼支撐方案及應用方案設計要點》。

2017年國家密碼管理局發布了42項金融和重要領域國產密碼應用試點任務。

2018年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《金融和重要領域密碼應用與創新發展工作規劃（2018-2022年）。

2018年，為指導當時即將啟動的商用密碼應用安全性評估試點工作，國家密碼管理局發布了密碼行業標准GM/T0054-2018《信息系統密碼應用 基本要求》。

2021年3月，國家市場監管總局、國家標准化管理委員會發布公告，正式發布國家標准GB/T39786-2021《信息安全技術信息系統密碼應用基本要求》，該標准於2021年10月1日起實施。

SM1 演算法是分組密碼演算法，分組長度為 128 位，密鑰長度都為 128 比特，演算法安全保密強度及相關軟硬體實現性能與AES相當，演算法不公開，僅以IP核的形式存在於晶元中。

演算法集成於加密晶元、智能 IC 卡、智能密碼鑰匙、加密卡、加密機等安全產品，廣泛應用於電子政務、電子商務及國民經濟的各個應用領域(包括政務通、警務通等重要領域)。

SM2橢圓曲線公鑰密碼演算法是我國自主設計的公鑰密碼演算法，是一種基於ECC演算法的 非對稱密鑰演算法， 其加密強度為256位，其安全性與目前使用的RSA1024相比具有明顯的優勢。

包括SM2-1橢圓曲線數字簽名演算法，SM2-2橢圓曲線密鑰交換協議，SM2-3橢圓曲線公鑰加密演算法，分別用於實現 數字簽名密鑰協商 和 數據加密 等功能。

SM3雜湊演算法是我國自主設計的密碼雜湊演算法，屬於哈希（摘要）演算法的一種，雜湊值為256位，安全性要遠高於MD5演算法和SHA-1演算法。

適用於商用密碼應用中的 數字簽名 和 驗證消息認證碼的生成與驗證 以及 隨機數 的生成，可滿足多種密碼應用的安全需求。

SM4 分組密碼演算法 是我國自主設計的分組對稱密碼演算法，SM4演算法與AES演算法具有相同的密鑰長度分組長度128比特，因此在安全性上高於3DES演算法。

用於實現數據的加密/解密運算，以保證數據和信息的機密性。軟體和硬體加密卡均可實現此演算法。

商用密碼技術框架包括 密碼資源、密碼支撐、密碼服務、密碼應用 等四個層次，以及提供管理服務的密碼管理基礎設施。

密碼資源層： 主要是提供基礎性的密碼演算法資源。

密碼支撐層： 主要提供密碼資源調用，由安全晶元、密碼模塊、智能IC卡、密碼卡、伺服器密碼機、簽名驗簽伺服器、IPSCE/SSL VPN 等商密產品組成。

密碼服務層： 提供密碼應用介面，分為對稱和公鑰密碼服務以及其他三大類。

密碼應用層： 調用密碼服務層提供的密碼應用程序介面，實現數據的加解密、數字簽名驗簽等服務。如應用 於 安全郵件、電子印章系統、安全公文傳輸、移動辦公平台、可信時間戳等系統。

密碼管理基礎設施： 獨立組件，為以上四層提供運維管理、信任管理、設備管理、密鑰管理等功能。

完整的PKI系統必須具有權威認證機構(CA)、數字證書庫、密鑰備份及恢復系統（KMC）、證書作廢系統（CRL）、應用介面（API）等基本構成部分，構建PKI也將圍繞著這五大系統來著手構建。

CA 系統：Ca系統整個PKI的核心，負責證書的簽發。CA首先產生自身的私鑰和公鑰（密鑰長度至少為1024位），然後生成數字證書，並且將數字證書傳輸給安全伺服器。、CA還負責為操作員、安全伺服器以及注冊機構伺服器生成數字證書。安全伺服器的數字證書和私鑰也需要傳輸給安全伺服器。

CA伺服器是整個結構中最為重要的部分，存有CA的私鑰以及發行證書的腳本文件，出於安全的考慮，應將CA伺服器與其他伺服器隔離，任何通信採用人工干預的方式，確保認證中心的安全。

（1）甲使用乙的公鑰對明文進行加密，生成密文信息。

（2）甲使用HASH演算法對明文進行HASH運算，生成數字指紋。

（3）甲使用自己的私鑰對數字指紋進行加密，生成數字簽名。

（4）甲將密文信息和數字簽名一起發送給乙。

（5）乙使用甲的公鑰對數字簽名進行解密，得到數字指紋。

（6）乙接收到甲的加密信息後，使用自己的私鑰對密文信息進行解密，得到最初的明文。

（7）乙使用HASH演算法對還原出的明文用與甲所使用的相同HASH演算法進行HASH運算，生成數字指紋。然後乙將生成的數字指紋與從甲得到的數字指紋進行比較，如果一致，乙接受明文；如果不一致，乙丟棄明文。

SSL 協議建立在可靠的傳輸協議（如 TCP）之上，為高層協議提供數據封裝，壓縮，加密等基本功能。

即可以協商加密演算法實現加密傳輸，防止數據防竊聽和修改，還可以實現對端設備身份驗證、在這個過程中，使用國密演算法進行加密、簽名證書進行身份驗證、加密證書用於密鑰交換

SSL協商過程：

（1）客戶端發出會話請求。

（2）服務端發送X.509證書（包含服務端的公鑰）。

（3）客戶端用已知Ca列表認證證書。

（4）客戶端生成隨機對稱密鑰，並利用服務端的公鑰進行加密。

（5）雙方協商完畢對稱密鑰，隨後用其加密會話期間的用戶最終數據。

利用SSL卸載技術及負載均衡機制，在保障通訊數據安全傳輸的同時，減少後台應用伺服器的性能消耗，並實現伺服器集群的冗餘高可用，大幅度提升整個業務應用系統的安全性和穩定性。此外，藉助多重性能優化技術更可縮短了業務訪問的響應等待時間，明顯提升用戶的業務體驗。

基於 數字證書 實現終端身份認證，給予密碼運算實現本地數據的加密存儲，數字證書硬體存儲和密碼運算由移動終端內置的密碼部件提供。

移動應用管理系統伺服器採用簽名證書對移動應用軟體安裝包進行簽名，移動應用管理系統客戶端對簽名信息進行驗簽，保障移動應用軟體安裝包的真實性和完整性。

移動辦公應用系統採用簽名證書對關鍵訪問請求進行簽名驗證。

採用加密證書對關鍵傳輸數據和業務操作指令，以及移動終端本地存儲的重要數據進行加密保護。

移動辦公系統使用商用密碼，基於數字證書認證系統，構建覆蓋移動終端、網路、移動政務應用的安全保障體系，實現政務移動終端安全、接入安全、傳輸安全和移動應用安全 。

⑦ 分別描述使用公開密鑰密碼演算法進行加密和簽名的基本協議過程

OH YES

⑧ 密碼學基礎

​ 密碼學是研究如何保護信息安全性的一門科學，涉及數學、物理、計算機、資訊理論、編碼學、通訊技術等學科，已經在生活中得到廣泛應用。

​ 密碼學組成分支分為編碼學和密碼分析學。密碼編碼學主要研究對信息進行編碼，實現信息的隱蔽。密碼分析學主要研究加密消息的破譯或消息的偽造。二者相互獨立，又相互依存，在矛盾與斗爭中發展，對立統一。

​ 密碼學的發展歷史大致可劃分為三個階段：

機密性

僅有發送方和指定的接收方能夠理解傳輸的報文內容。竊聽者可以截取到加密了的報文，但不能還原出原來的信息，即不能得到報文內容。

鑒別

發送方和接收方都應該能證實通信過程所涉及的另一方， 通信的另一方確實具有他們所聲稱的身份。即第三者不能冒充跟你通信的對方，能對對方的身份進行鑒別。

報文完整性

即使發送方和接收方可以互相鑒別對方，但他們還需要確保其通信的內容在傳輸過程中未被改變。

不可否認性

如果人們收到通信對方的報文後，還要證實報文確實來自所宣稱的發送方，發送方也不能在發送報文以後否認自己發送過報文。

​ 密碼體制是一個使通信雙方能進行秘密通信的協議。密碼體制由五要素組成，P（Plaintext明文集合），C（Ciphertext密文集合），K（Key密鑰集合），E（Encryption加密演算法），D（Decryption解密演算法），且滿足如下特性： 

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-1"> p ∈ P </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-2"> c ∈ C </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-3"> k1 ∈ K， k2 ∈ K </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-6"> E_{k1}(p) = c，D_{k2}(c) = p </script>

​ 無論是用手工或機械完成的古典密碼體制，還是採用計算機軟體方式或電子電路的硬體方式完成的現代密碼體制，其加解密基本原理都是一致的。都是基於對明文信息的替代或置換，或者是通過兩者的結合運用完成的。

​ 替代（substitution cipher）：有系統地將一組字母換成其他字母或符號;

​ 例如『help me』變成『ifmq nf』（每個字母用下一個字母取代）。

​ 置換（Transposition cipher）：不改變字母，將字母順序重新排列；

​ 例如『help me』變成『ehpl em』（兩兩調換位置）。

​ 密碼分析者通常利用以下幾種方法對密碼體制進行攻擊：

​ 已知明文分析法： 

知道一部分明文和其對應的密文，分析發現秘鑰。

​ 選定明文分析法： 

設法讓對手加密自己選定的一段明文，並獲得對應的密文，在此基礎上分析發現密鑰。

​ 差別比較分析法: 

設法讓對方加密一組差別細微的明文，通過比較他們加密後的結果來分析秘鑰。

​ 無條件安全： 

無論破譯者的計算能力有多強，無論截獲多少密文，都無法破譯明文。

​ 計算上安全：

​ 破譯的代價超出信息本身的價值，破譯所需的時間超出信息的有效期。

​ 任何密碼系統的應用都需要在安全性和運行效率之間做出平衡，密碼演算法只要達到計算安全要求就具備了實用條件，並不需要實現理論上的絕對安全。1945年美國數學家克勞德·E·香農在其發布的《密碼學的數學原理》中，嚴謹地證明了一次性密碼本或者稱為「弗納姆密碼」（Vernam）具有無條件安全性。但這種絕對安全的加密方式在實際操作中需要消耗大量資源，不具備大規模使用的可行性。事實上，當前得到廣泛應用的密碼系統都只具有計算安全性。

​ 一個好的密碼體制應該滿足以下兩個條件：

在已知明文和密鑰的情況下，根據加密演算法計算密文是容易的；在已知密文和解密密鑰的情況下，計算明文是容易的。

在不知道解密密鑰的情況下，無法從密文計算出明文，或者從密文計算出明文的代價超出了信息本身的價值。

常見的密碼演算法包括:

​ 對稱密碼體制也稱單鑰或私鑰密碼體制，其加密密鑰和解密密鑰相同，或實質上等同， 即從一個易於推出另一個。

​ 優點：保密性高，加密速度快，適合加密大量數據，易於通過硬體實現； 

缺點：秘鑰必須通過安全可靠的途徑傳輸，秘鑰的分發是保證安全的關鍵因素；

​ 常見對稱密碼演算法：DES (密鑰長度=56位)、3DES( 三個不同的密鑰，每個長度56位)、AES(密鑰長度128/192/256可選)、IDEA(密鑰長度128位)、RC5(密鑰長度可變)。

​ 根據加密方式的不同，對稱密碼又可以分為分組密碼和序列密碼。

​ 將明文分為固定長度的組，用同一秘鑰和演算法對每一塊加密，輸出也是固定長度的密文，解密過程也一樣。

​ 又稱為流密碼，每次加密一位或一位元組的明文，通過偽隨機數發生器產生性能優良的偽隨機序列（密鑰流），用該序列加密明文消息序列，得到密文序列，解密過程也一樣。

​ 非對稱密碼體制又稱雙鑰或公鑰密碼體制，其加密密鑰和解密密鑰不同，從一個很難推出另一個。其中的加密密鑰可以公開，稱為公開密鑰，簡稱公鑰；解密密鑰必須保密，稱為私有密鑰，簡稱私鑰。

​ 優點：密鑰交換可通過公開信道進行，無需保密。既可用於加密也可用於簽名。 

缺點：加密速度不如對稱密碼，不適合大量數據加密，加密操作難以通過硬體實現。

​ 非對稱密碼體制不但賦予了通信的保密性，還提供了消息的認證性，無需實現交換秘鑰就可通過不安全信道安全地傳遞信息，簡化了密鑰管理的工作量，適應了通信網的需要，為保密學技術應用於商業領域開辟了廣闊的前景。

​ 常見的非對稱密碼演算法：RSA(基於大整數質因子分解難題)、ECC(基於橢圓曲線離散對數難題)。

對非對稱密碼的誤解 

非對稱密碼比對稱密碼更安全？ 

任何一種演算法的安全都依賴於秘鑰的長度、破譯密碼的工作量，從抗分析的角度看，沒有哪一方更優越；

​ 非對稱密碼使對稱密碼成為過時技術？ 

公鑰演算法很慢，一般用於密鑰管理和數字簽名，對稱密碼將長期存在，實際工程中採用對稱密碼與非對稱密碼相結合。

​ 哈希函數將任意長的消息映射為一個固定長度的散列值，也稱消息摘要。消息摘要可以作為認證符，完成消息認證。 

哈希是單向函數，從消息摘要來推理原消息是極為困難的。哈希函數的安全性是由發生碰撞的概率決定的。如果攻擊者能輕易構造出兩個不同的消息具有相同的消息摘要，那麼這樣的哈希函數是不可靠的。

​ 常見的哈希函數有：MD5，SHA1，HMAC。

​ 數字簽名是公鑰密碼的典型應用，可以提供和現實中親筆簽名相似的效果，在技術上和法律上都有保證。是網路環境中提供消息完整性，確認身份，保證消息來源（抗抵賴性）的重要技術。

​ 數字簽名與驗證過程：

​ 發送方用哈希函數從報文文本中生成一個128位的散列值（或報文摘要），發送方用自己的私鑰對這個散列值進行加密來形成自己的數字簽名。然後，這個數字簽名將作為報文的附件和報文一起發送給接收方。接收方收到報文後，用同樣的哈希函數從原始報文中計算出散列值（或報文摘要），接著再用發送方的公鑰來對報文附加的數字簽名進行解密得出另一個散列值，如果兩個散列值相同，那麼接收方就能確認該數字簽名是發送方的。通過數字簽名能夠實現消息的完整性和不可抵賴性。 

​ 在網路安全中，密鑰的地位舉足輕重

。如何安全可靠、迅速高效地分配密鑰、管理密鑰一直是密碼學領域中的重要問題。

​ 密鑰生成可以通過在線或離線的交互協商方式實現，如密碼協議等 。密鑰長度應該足夠長。一般來說，密鑰長度越大，對應的密鑰空間就越大，攻擊者使用窮舉猜測密碼的難度就越大。選擇密鑰時，應該避免選擇弱密鑰，大部分密鑰生成演算法採用隨機過程或偽隨機過程生成密鑰。

​ 採用對稱加密演算法進行保密通信，需要共享同一密鑰。通常是系統中的一個成員先選擇一個秘密密鑰，然後將它傳送另一個成員或別的成員。X9.17標准描述了兩種密鑰：密鑰加密密鑰和數據密鑰。密鑰加密密鑰加密其它需要分發的密鑰；而數據密鑰只對信息流進行加密。密鑰加密密鑰一般通過手工分發。為增強保密性，也可以將密鑰分成許多不同的部分然後用不同的信道發送出去。

​ 密鑰附著一些檢錯和糾錯位來傳輸，當密鑰在傳輸中發生錯誤時，能很容易地被檢查出來，並且如果需要，密鑰可被重傳。接收端也可以驗證接收的密鑰是否正確。發送方用密鑰加密一個常量，然後把密文的前2-4位元組與密鑰一起發送。在接收端，做同樣的工作，如果接收端解密後的常數能與發端常數匹配，則傳輸無錯。

​ 當密鑰需要頻繁的改變時，頻繁進行新的密鑰分發的確是困難的事，一種更容易的解決辦法是從舊的密鑰中產生新的密鑰，有時稱為密鑰更新。可以使用單向函數進行更新密鑰。如果雙方共享同一密鑰，並用同一個單向函數進行操作，就會得到相同的結果。

​ 密鑰可以存儲在腦子、磁條卡、智能卡中。也可以把密鑰平分成兩部分，一半存入終端一半存入ROM密鑰。還可採用類似於密鑰加密密鑰的方法對難以記憶的密鑰進行加密保存。

​ 密鑰的備份可以採用密鑰託管、秘密分割、秘密共享等方式。

​ 密鑰託管：

​ 密鑰託管要求所有用戶將自己的密鑰交給密鑰託管中心，由密鑰託管中心備份保管密鑰（如鎖在某個地方的保險櫃里或用主密鑰對它們進行加密保存），一旦用戶的密鑰丟失（如用戶遺忘了密鑰或用戶意外死亡），按照一定的規章制度，可從密鑰託管中心索取該用戶的密鑰。另一個備份方案是用智能卡作為臨時密鑰託管。如Alice把密鑰存入智能卡，當Alice不在時就把它交給Bob，Bob可以利用該卡進行Alice的工作，當Alice回來後，Bob交還該卡，由於密鑰存放在卡中，所以Bob不知道密鑰是什麼。

​ 秘密分割：

​ 秘密分割把秘密分割成許多碎片，每一片本身並不代表什麼，但把這些碎片放到一塊，秘密就會重現出來。

​ 秘密共享：

​ 將密鑰K分成n塊，每部分叫做它的「影子」，知道任意m個或更多的塊就能夠計算出密鑰K，知道任意m-1個或更少的塊都不能夠計算出密鑰K。秘密共享解決了兩個問題：一是若密鑰偶然或有意地被暴露，整個系統就易受攻擊；二是若密鑰丟失或損壞，系統中的所有信息就不能用了。

​ 加密密鑰不能無限期使用，有以下有幾個原因：密鑰使用時間越長，它泄露的機會就越大；如果密鑰已泄露，那麼密鑰使用越久，損失就越大；密鑰使用越久，人們花費精力破譯它的誘惑力就越大——甚至採用窮舉攻擊法。

​ 不同密鑰應有不同有效期。數據密鑰的有效期主要依賴數據的價值和給定時間里加密數據的數量。價值與數據傳送率越大所用的密鑰更換越頻繁。如密鑰加密密鑰無需頻繁更換，因為它們只是偶爾地用作密鑰交換，密鑰加密密鑰要麼被記憶下來，要麼保存在一個安全地點，丟失該密鑰意味著丟失所有的文件加密密鑰。

​ 公開密鑰密碼應用中的私鑰的有效期是根據應用的不同而變化的。用作數字簽名和身份識別的私鑰必須持續數年（甚至終身），用作拋擲硬幣協議的私鑰在協議完成之後就應該立即銷毀。即使期望密鑰的安全性持續終身，兩年更換一次密鑰也是要考慮的。舊密鑰仍需保密，以防用戶需要驗證從前的簽名。但是新密鑰將用作新文件簽名，以減少密碼分析者所能攻擊的簽名文件數目。

​ 如果密鑰必須替換，舊鑰就必須銷毀，密鑰必須物理地銷毀。

​ PKI是一個利用公鑰加密技術為密鑰和證書的管理，所設計的組件、功能子系統、操作規程等的集合，它的主要任務是管理密鑰和證書，為網路用戶建立安全通信信任機制。

​ 數字證書是一個包含用戶身份信息、公鑰信息、證書認證中心(CA)數字簽名的文件。

​ 作用：數字證書是各類終端實體和最終用戶在網上進行信息交流及商業活動的身份證明，在電子交易的各個緩解，交易的各方都需要驗證對方數字證書的有效性，從而解決相互間的信任問題。

​ CA全稱Certificate Authentication，是具備權威性的數字證書申請及簽發機構。

​ CA作為PKI的核心部分，主要由注冊伺服器組、證書申請受理和審核機構、認證中心伺服器三者組成。

​ 注冊伺服器：通過 Web Server 建立的站點，可為客戶提供24×7 不間斷的服務。客戶在網上提出證書申請和填寫相應的證書申請表。

​ 證書申請受理和審核機構：負責證書的申請和審核。

認證中心伺服器：是數字證書生成、發放的運行實體，同時提供發放證書的管理、證書廢止列表（CRL）的生成和處理等服務。

​ 通過CA可以實現以下功能：

​ 1. 接收驗證最終用戶數字證書的申請； 

2. 確定是否接受最終用戶數字證書的申請和審批； 

3. 向申請者頒發、拒絕頒發數字證書； 

4. 接收、處理最終用戶數字證書的更新； 

5. 接受最終用戶數字證書的查詢、撤銷； 

6. 產生和發布CRL（證書廢止列表）； 

7. 數字證書的歸檔； 

8. 密鑰歸檔； 

9. 歷史數據歸檔；

五、量子密碼

5.1 量子計算

​ 由於量子計算技術取得了出人意料的快速發展，大量僅能抵禦經典計算機暴力破解的密碼演算法面臨被提前淘汰的困境 。

​ 非對稱密碼系統有效解決了對稱密碼面臨的安全密鑰交換問題，因而廣泛應用於公鑰基礎設施、數字簽名、聯合授權、公共信道密鑰交換、安全電子郵件、虛擬專用網以及安全套接層等大量網路通信活動之中。不幸的是，隨著量子計算的發展，包括RSA密碼、ECC密碼以及DH密鑰交換技術等非對稱密碼演算法已經從理論上被證明徹底喪失了安全性。相對於對稱密碼系統還可以採取升級措施應對量子威脅，非對稱密碼系統必須採取全新方法進行重建 。

5.2 量子密碼

​ 量子密碼是以量子力學和密碼學為基礎，利用量子物理學中的原理實現密碼體制的一種新型密碼體制，與當前大多使用的經典密碼體制不一樣的是，量子密碼利用信息載體的物理屬性實現。目前量子密碼用於承載信息的載體包括光子、壓縮態光信號、相干態光信號等。

​ 由於量子密碼體制的理論基礎是量子物理定理，而物理定理是物理學家經過多年的研究與論證得出的結論，有可靠的理論依據，且不論在何時都是不會改變的，因此，理論上，依賴於這些物理定理的量子密碼也是不可攻破的，量子密碼體制是一種無條件安全的密碼體制。

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