1、,新形势下密码研究的思考,2015.11,2,信息安全的基本要求,“没有信息化就没有现代化，没有信息安全就没有国家安全。”信息安全的目标：对信息的使用和处理均经过所有权人的授权、严格按所有权人要求、真实地顺畅地合理地进行。保密性、完整性、可用性、可控性、不可抵赖性 身份识别、数据加密、完整性保护、数字签名,3,3,信息安全的基本要求,信息采集：控制 信息传输：保密、真实、可靠(抗干扰) 信息处理：权限、签名 信息使用：权限、追溯,4,4,密码是信息安全保障的核心技术三个重要里程碑： 第一次世界大战，无线电通信的兴起; 第二次世界大战，密码编码与破译的对抗； DES与RSA的诞生.,5,5,密码
2、的基本概念,密码是以密钥为参数、以明文为输入、以密文为输出的可逆函数，其逆变换即为脱密。密码函数也可以称为密码变换、密码算法、密码逻辑或者密码编制。C=Sk(M)、M=Sk-1 (C)算法+密钥,6,密码的推动力,基础理论与实现技术应用需求（近三十年来尤为重要）编码与破译的对抗,7,早期密码依据的主要是经验，密码技术成为挑战人类智力的技艺，相关学科主要是语言学、组合数学。 二次世界大战中，数学的统计分析、群论等理论和方法以及大型计算引入密码破译，密码破译由纯粹的逻辑推演的智力活动发展为国家级大型研究工程。 二十世纪七十年代，随着基于数学难题的公钥密码体制的建立，数学中的代数数论和代数几何等被应
3、用的现代密码学中。,7,密码的理论基础,Shannon（1916-2001）的信息论奠定了近代和现代密码学的理论基础，主要是一次一密的理想（完美）保密思想，基于代数学和统计学的拟一次一密和伪随机性。,8,Alan Turing(1912-1954)计算理论的奠基者，密码破译专家。二战时，利用专用机Bombe破译了德军密码恩尼格玛。 第一台计算机CO-LOSSUS（巨人）机的诞生源于密码破译对大规模计算的需求。,9,计算机科学与密码学,10,10,密码的分类,现代密码的分类：序列密码与分组密码公钥密码与对称密钥基于生物学的密码技术 基于物理学的密码技术,密码：算法+密钥 密码系统：多个密码+安全
4、协议秘密途径传递密钥+密码算法 公开密钥密码保护对称密钥+对称密钥密码,密码系统,面向移动互联的密码技术移动终端-移动通信终端，手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机等等。 移动终端的处理能力有了极大提高，成为综合信息处理平台。 我们需要认真思考面向移动应用的密码技术。,当前密码研究需要关注的问题1,移动终端安全提出了新的课题-密钥没地方放了。以往的密码技术遇到了挑战、以往的安全理念遇到了挑战算法固定、公开，密钥保密重硬件、轻软件,当前密码研究需要关注的问题1,分析一下我们熟悉的身份认证密码技术：PKI OTP 固定口令 基于生物特征等等均存在问题。 条形码、二维码等等只是信息载体。SE实行有困
5、难。,当前密码研究需要关注的问题1,需要突破传统思维，创新-SOTP 新型密码体制 OTP-SOTP S- strong 、 soft、 super、 safe一种新型密码体制：密码算法与密钥融合，一人一密+一次一密 可用于分组密码、序列密码及带密钥的哈希函数,当前密码研究需要关注的问题1,SOTP包含可重构的算法和相应的一套双向认证、加密、数字签名协议，用于解决无硬件条件下的身份识别、数据加密、完整性验证和不可抵赖性检查。,当前密码研究需要关注的问题1,当前密码研究需要关注的问题1,用户密钥-算法生成服务器=客户端个性化算法 （SOTP安全插件）用户密钥+统一算法=验证服务器端单向密码函数,
6、当前密码研究需要关注的问题1,密钥和算法的融合： 算法的架构、时序、密码模块的种类和尺寸、 密码模块的参数等等。,2018/12/23,当前密码研究需要关注的问题1,利用SOTP可以进行身份认证、会话密钥同步、 数据加密、数字签名。 可以生成存储保护密钥，进行本地的数据保护。 可以进行分布式部署，建立类似PKI的层次体系。优势：系统安全性个体难度增加可定期或不定期更新,当前密码研究需要关注的问题1,SOTP解决有中心应用场景的信息安全需求； 对无中心的应用需求可用较小代价解决；,从密码技术发展轨迹看SOTP的必然性； 从HCE，已经看出迹象；,当前密码研究需要关注的问题1,主要应用：在线、离线
7、；手机本地（安全存储、信息保护）；统一身份认证；eID的问题；,当前密码研究需要关注的问题1,对密码理论、技术发展的促进； 新的科学问题：如何保证最低安全性？如何定义用户算法的安全距离？如何保证用户算法的安全距离？,24,24,当前密码研究需要关注的问题2,生物特征识别与经典密码的结合生物特征的唯一性和不可变性 本地使用与远程使用的区别,25,25,当前密码研究需要关注的问题2,F（X、Y）=F（X、Y） 当且仅当X与X匹配； 对任意的Y，由F（X、Y）得不到X的 信息。,26,26,当前密码研究需要关注的问题3,量子计算对经典密码的挑战： 什么是抗量子计算的密码？ 在量子计算成熟后，基于数学原理的密码技术是否还有效？量子密码是否是唯一解？,27,27,当前密码研究需要关注的问题4,面向大数据的密码系统，绝非仅仅是同态密码应用环境+应用模型+安全需求=安全机制、密码技术 用户多、数据量大 数据所在地不确定 操作多样 静态数据安全、数据传输和处理过程安全、结果的真实性及不可抵赖性,28,28,结束语,密码研究要紧紧围绕国家信息安全需求，面向实际应用。而当前我们的密码理论研究和密码实际应用的结合有待进一步加强,希望勇于创新。,谢 谢大家,29,
