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基于固态硬盘加密方法的研究论文

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基于固态硬盘加密方法的研究论文

每块英特尔ssd320系列硬盘出厂时都拥有一个独一无二的密钥。用户只需开始使用ssd,硬盘中的数据便会使用该唯一密钥实现加密。然而,如果用户倾向于使用新密钥,可通过在ssd上执行安全擦除或增强的安全擦除操作来生成新的密钥。为了完善物理安全保护层,加密功能需与ata用户密码(也称为硬盘密码)结合使用。硬盘密码是ata规范的一个安全特性。与英特尔ssd320系列自动启用的加密功能不同,硬盘密码必须由用户通过bios配置进行设置

电脑存储的方式可以分为本地存储和外置存储。本地存储即计算机内部的硬盘存储。外置存储是通过计算机外部的高速传输接口,如接口,将文件存储在外部的存储设备中。外置存储是一种新的存储习惯,它可以更长时间解决我们日常生活、工作中产生的碎片化数据的备份、保管、携带问题。

不论选择任何一种存储方式,我们可能还会遇到下面特殊的情况,例如企业财务报表、人事资料信息表、商业情报、科研资料等等,如何安全存储、保密交付?如何防范不被他人窃取呢?显然,普通的外置存储产品不能解决这些问题,因此,对数据进行加密存储是一个比较妥善、安全的策略。

谍密 加密U盘--DM32

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谍密加密U盘采用 AES-256硬件加密的U盘存储方案,机身自带数字按键区,内置锂电池,只有输入正确的用户密码 进行身份认证, 解锁后才能访问盘符。数据经AES主控实时加密处理,并存储高速闪存中,任何破解的手段都将不能获得真实有效的数据。产品有8-64GB容量可选,根据用户应用需求,可选择锁定版(输错5次自锁)或双分区版( 分公开区和加密区两个分区 )。

谍密加密固态硬盘--DM100

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谍密加密固态硬盘DM100 采用 AES-256硬件加密的硬盘存储方案 。铝质坚固机身,机身上自带数字按键区,连接电脑输入正确的用户密码进行身份认证, 解锁后才能访问盘符 。存储的 数据经硬件加密主控实时进入加密处理, 明文写入,密文存储,防止非法破解。产品内置有MSATA 规格的SSD存储卡,60~500GB容量、多种颜色可选。

谍密加密移动硬盘--DM200

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谍密加密移动硬盘DM200与DM100是相同加密主控方案的产品,功能相同。因产品支持英寸硬盘,所以体积比DM100大些。铝质坚固机身,抗压性好,数字按键区面积更大,输入时手感更好。产品内置有英寸机械硬盘,500GB~2TB容量、多种颜色可选。

谍密加密固态硬盘--DM23C

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谍密DM23C是新一代的加密产品,采用 Gen2 主控方案,高性能硬件加密主控,可充分发挥固态硬盘的读写优势。相比DM100,除机身自带数字按键区外,更为人性化的设计将数据线也收纳在机身之中,免除用户忘带数据线的烦恼,十分便捷。产品功能丰富,用户密码访问、数据加密存储的基础功能之上,还可以支持更多的高级功能(如:一键上锁、输错10次自锁,只读设定等)。产品内置有 SATA规格的 SSD存储卡,250GB~1TB容量、多种颜色可选。

谍密加密移动硬盘--DM360C

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谍密加密移动硬盘DM360C是新一代的加密产品,采用 Gen2 主控方案,高性能硬件加密主控,支持用户密码访问控制、数据加密存储,支持更多的高级功能(如:一键上锁、输错10次自锁,只读设定、加密狗等)。DM360C内置英寸机械硬盘,4~8TB容量可选,适合用户更长时间的安全保存数据。

谍密系列产品适合信息安全领域中,对企业和个人的重要数据、敏感数据、有价数据、商业数据进行更为妥善、更为有效的存储安全保护,防止信息泄漏。元谷 存储巴士 专注于数据存储安全,愿为用户提供一个安全的存储策略。

我们的电脑在使用中,会存储各种各样,形形色色,各式各样的文件,但是如果某一个盘符里面装了一些不想让别人看到的东西,这时我们只需对硬盘中的这个磁盘进行加密就可以了,下面分享一下给硬盘一个盘符加密的方法。1、打开电脑的计算机,然后我们找到想要加密的磁盘!如图所示:2、比如我们想要给电脑的E盘进行加密。我们在E盘上单击鼠标右键,然后选择启用Bitlocker。如图所示:3、我们选择启用密码解锁驱动器,然后下一步!如图所示:4、为了防止以后你忘了密码,出现无法访问磁盘的情况,我们最好在出现的界面上选择一个位置保存密码文件!如图所示:5、这里选择将密码文件保存在电脑上,我们选择一个其它的磁盘保存我们的密码文件,当然自己要记住密码文件的保存位置,以后忘记密码的时候可以使用密码恢复文件进行恢复!如图所示:6、Bitlocker驱动器加密过程中我们可以耐心等待,因为加密的时间和你的磁盘大小是有关系的!如图所示:7、等待一段时间后磁盘加密完成!如图所示:8、磁盘加密完成后,我们的磁盘就加了一个小锁的标志!如图所示:9、这时候我们需要输入密码才能访问磁盘,别人无法访问了!如图所示:注:加密有风险,请紧记密码!1253阅读搜索699元2t固态硬盘2t固态硬盘价格表1t固态硬盘推荐电脑设置三道密码详细500g固态硬盘价格表1t固态硬盘多少钱

硬盘加密,是指将计算机用户的硬盘进行加密,防止信息泄漏。计算机硬盘加密有五种方法:修改硬盘分区表信息、对硬盘启动加口令、对硬盘实现用户加密管理、对某个逻辑盘实现写保护、磁盘扇区数据加密。硬盘分区表信息对硬盘的启动至关重要,如果找不到有效的分区表,将不能从硬盘启动或即使从软盘启动也找不到硬盘。通常,第一个分区表项的第0字节为80H,表示C盘为活动DOS分区,硬盘能否自举就依靠它。若将该字节改为00H,则不能从硬盘启动,但从软盘启动后,硬盘仍然可以访问。分区表的第4字节是分区类型标志,第一分区的此处通常为06H,表示C盘为活动DOS分区,若对第一分区的此处进行修改可对硬盘起到一定加密作用。具体表现在:1.若将该字节改为0,则表示该分区未使用,当然不能再从C盘启动了。从软盘启动后,原来的C盘不见了,你看到的C盘是原来的D盘,D盘是原来的E盘,依此类推。2.若将此处字节改为05H,则不但不能从硬盘启动,即使从软盘启动,硬盘的每个逻辑盘都不可访问,这样等于整个硬盘被加密了。另外,硬盘主引导记录的有效标志是该扇区的最后两字节为55AAH。若将这两字节变为0,也可以实现对整个硬盘加锁而不能被访问。硬盘分区表在物理0柱面0磁头1扇区,可以用NortonforWin95中的Diskedit直接将该扇区调出并修改后存盘。

固态硬盘读写算法研究论文

关于固态硬盘的使用寿命不是用一天用电脑多少个小时来衡量的,而是看每天对硬盘的写入数据有多少。普通固态硬盘的寿命一般在3000次左右。

一、固态硬盘简介

固态硬盘(Solid State Disk)都是由主控芯片和闪存芯片组成,简单来说就是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,其接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同(),在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。存储单元负责存储数据,控制单元负责读取、写入数据。拥有速度快,耐用防震,无噪音,重量轻等优点。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

(一)SSD固态硬盘的优点:

第一,SSD不需要机械结构,完全的半导体化,不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间,数据存取速度快,读取数据的能力在400M/s以上,最高的目前可达500M/s以上。

第二,SSD全部采用闪存芯片,经久耐用,防震抗摔,即使发生与硬物碰撞,数据丢失的可能性也能够降到最小。

第三,得益于无机械部件及FLASH闪存芯片,SSD没有任何噪音,功耗低。

第四,质量轻,比常规英寸硬盘重量轻20-30克,使得便携设备搭载多块SSD成为可能。同时因其完全半导体化,无结构限制,可根据实际情况设计成各种不同接口、形状的特殊电子硬盘。

(二)SSD的缺点:

第一,固态硬盘成本高 目前SSD成本已经大幅下降。128G SSD已经在1000元级别。但是相对机械硬盘,价格还是很高的~而作为笔记本厂商,在将固态硬盘当作可选配件后,升级的费用更是要远高于实际成本,这也就导致了配备传统硬盘笔记本和固态硬盘笔记本之间千元的价差。

第二,存储容量有待提高 如今传统机械式硬盘凭借最新的垂直记录技术已经向2TB级别迈进,而固态硬盘的最高纪录仍停留几百GB(PQI推出的英寸SSD产品)左右,由于闪存成本一直居高不下,很少有厂商涉及这种高容量的SSD产品的研发,即使有相关的产品出现,离量产还有很长很长的路,现阶段可以买到的固态硬盘最实际的存储容量只有最高几百GB。但是价格高昂。

固态硬盘寿命计算公式

二、扫清误区!

1、固态硬盘速度为什么不是一直在最高速度?

答: 现在的固态硬盘厂商大多会宣称自家的固态硬盘持续读写速度超过了500MB/s云云,这相对机械硬盘的100MB/s的速度着实是相当可观的。事实上几乎没有任何程序的启动和执行过程是连续读取的,实际使用中只有进行非同盘的复制粘贴操作时,数据的源盘会进行持续读的工作。也就是说把一个文件从D盘复制粘贴到E盘时,D盘就在进行持续读写的工作。

2、 要是我的硬盘频繁读写,那么固态硬盘的使用寿命是不是会不够用,很快报废?

答:在一些固态硬盘上大家会见到“芯片标明读写只有10—100万次的读写”。那么如果我应用到数据库之类的,或许读写比较频繁的数据、不是很快就坏了吗,那我们买一块固态硬盘不是很不划算”?寿命当然不是像那样,如果不安全的话现在不会应用到航空航天、车载等特殊领域了及恶劣的环境下了!

固态硬盘在原理构造上基本上和我们应用普通机械硬盘有很多相似的地方,比如模拟扇区、模拟磁道等。在固态硬盘内部,最核心的部分就算控制器了,它是整个固态硬盘的核心,里面包括很多构架,比如读写算法、接口定义等。主要影响寿命的就是读写次数,在固态硬盘的算法定义中,修改一次才算一次真正读写。

固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题,这也是许多人诟病其寿命短的所在。闪存完全擦写一次叫做1次P/E,因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿命约是5000次P/E,而25nm的寿命约是3000次P/E。是不是看上去寿命更短了?理论上是这样没错,但随着SSD固件算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要写入量。再来一个具体的例子,一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户夸正常使用,即使每天写入50G,平均2天完成一次P/E,那么一年就有180次P/E。大家可以自行计算3000个P/E能用几年,相信到那时候,固态硬盘早就被你换成别的什么新奇玩意了。

目前BladeCenter HS21 XM刀片服务器当中提供基于闪存技术的的固态硬盘(Solid State drives,SSD),与传统的机械硬盘相比,固态硬盘更快、更可靠、有更好的能源效率、发热更少并且更安静等优点,而且可以在刀片服务器上的固态硬盘可以运行操作系统以及其他任何应用,同时也说明了寿命已经已经不在是我们关注的问题。

随着Flash芯片的擦写次数不断提高,寿命也不断的在提高,根据目前一些应用情况来看,一般一块盘的寿命可以达到6年以上,而且控制器的算法也在不断的完善,寿命也从另一个方面变相提高,相信未来寿命还会有很大的提升。三、SSD固态硬盘优化

1、刷官方最新固件

固件不单直接影响SSD的性能、稳定性,也会影响到SSD的寿命。优秀的固件包含先进的算法能减少固态硬盘不必要的写入,从而减少闪存芯片的磨损,维持性能的同时也延长了固态硬盘的寿命。因此及时更新官方发布的最新固件显得十分重要。

SSD固态硬盘优化

固态硬盘固件更新办法一般分两种:Windows环境下使用软件更新、建立启动盘(u盘、光盘)更新。OCZ等厂商采用的软件更新方式,Crucial 英睿达 m4则是采用了后者。更新过程大致是将主板BIOS的启动顺序改为光驱优先或者U盘优先,然后进入引导界面,根据提示来操作,很简单。

2、开启TRIM指令

固态硬盘会越用越慢,这和固态硬盘的工作原理有很大的关系。固态硬盘是新的,其中的NAND闪存已经预先擦除干净,因此数据可以直接写入闪存,而无需完成数据清除这一步,这时数据的写入非常快。随着时间的推移,SSD中从未使用的存储空间越来越少,很多时候必须先擦除闪存中的数据然后再写入,因此其性能就会明显下降。

Windows 7系统上,对支持Trim指令的SSD启动Trim命令后,能让操作系统在删除某个文件或者格式化后告诉SSD主控这个数据块不再需要了。当某些文件被删除或者格式化了整个分区,操作系统把Trim指令和在操作中更新的逻辑地址(Logincal Block Address)一起发给SSD主控(其中包含了无效数据地址),这样在之后的垃圾回收(Garbage collection)操作中,无效数据就能被清空了,减少了写入放大同时也提升了性能。

Windows 7默认状态下Trim指令是开启的,如果想查询目前的Trim指令状态,我们可以在管理员权限下,进入命令提示符界面,输入“fsutil behavior QUERY DisableDeleteNotify”,之后会得到相关查询状态的反馈。在这里,提示为“DisableDeleteNotify = 0”即Trim指令已启用;提示为“DisableDeleteNotify = 1”即为Trim指令未启用。另外开启主板BIOS内的AHCI模式也很重要。因为AHCI中的原生命令队列特性(NCQ)可以优化完用户发送指令的顺序,从而降低机械负荷达到提升性能的目的。

查看设备管理器-IDE ATA ATAPI控制器,如果开启了AHCI,控制器后面会有提示,如果没有就是没开。

3、安全擦除

ATA安全擦除命令可以用来清除在磁盘上的所有用户数据,这个指令会让SSD回到出厂性能(最优性能,最少写入放大)。但效果只是暂时的,因为之后的使用,写入放大又会慢慢增加回来,最后还是会回到稳定态。不过固态硬盘使用一段时间,里面文件杂乱无章,性能下降,这时做一次安全擦除还很有必要的(反正也要重装系统)。

现在有许多软件都能提供ATA安全擦除指令来重置磁盘,最著名的是HDDErase。不过对SSD来说,重置一次也相当于完成了一次P/E,所以这里不建议大家频繁的做擦除优化。操作过程大致也是将主板BIOS的启动顺序改为光驱优先或者U盘优先,然后插入存好软件的启动设备,进入引导界面,根据提示来操作。

另外英特尔固态硬盘工具箱(Intel SSD Toolbox)是英特尔官方推出的Intel SSD固态硬盘最新的管理工具,也包含的优化功能,原理类似,但因为是软件所以操作起来比较方便。

四、SSD选购

1 、看主控芯片

目前市面上占有率最高的SandForce二代主控,由于它提供了一套成熟的主控方案。硬盘厂商只需买来方案,在加入自己的PCB设计、闪存搭配、固件算法就能制造出固态硬盘。有点类似于谷歌的Android开源模式,不过其弊病也是相同的,那就是同样的主控要兼容各种不同的芯片、固件,所以各大SandForce主控的硬盘产品性能也是参差不齐的。另外还有Marvell主控和Intel主控,只是产品较少,但性能都相当给力。

2 、看闪存颗粒

前固态硬盘采用的闪存颗粒有着25/34nm制程、MLC/SLC、同步/异步、ONFI/Toggle Mode等等不同。不同闪存颗粒数据传输率有着很大的差异,异步ONFI颗粒只有50MT/s(Intel或者Micron早期颗粒),同步ONFI 颗粒则可以达到133MT/s ~ 200MT/s (Intel或者Micron颗粒),异步Toggly DDR 颗粒也可以达到133MT/s ~ 200MT/s (TOSHIBA或者Samsung颗粒)。

液晶显示器背光类型及优缺点(LCD、CCFL、LED)(一)

液晶背光显示原理 液晶不同于等离子的最大区别就是液晶必须依靠被动光源,而等离子电视属于主动发光显示设备。目前市场上主流的液晶背光技术包括LED(发光二极管)和CCFL(冷阴极荧光

灯)两类。

冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)

传统的液晶显示器都是采用CCFL(冷阴极荧光灯管)背光。CCFL的背光设计主要有两种:“侧入式”与“直落式”,不过侧入式因光导设计使得光折损率较高,进而让背光亮度受限,面板尺寸越大时亮度就越低,仅适合8英寸~15英寸的TFTLCD面板,也就是Laptop、Desktop等个人观赏之用,但在居家观赏的LCDTV大尺寸上面时,侧入式的亮度将难以满足,取而代之的是直落式。

不过,越大尺寸的LCD,其背光模组所占的成本比重就越高,所指的是正是直落式CCFL背光模组,根据统计,同样是使用直落式CCFL背光模组,在15英寸时背光模组仅占整体成本的23%,但是到30英寸时就增至37%,且推估到57英寸时,背光模组所占的成本就会达到50%。所以,直落式CCFL背光仅适合用在30英寸左右的中型尺寸LCDTV,不适合用在更大面积的设计上。同时,CCFL是运用水银气体放电来产生照明,虽然目前欧盟订立的RoHS规范,只要对“水银”剂量在标准以下仍可接受,但无人能保证日后可能将标准提高至零含量(完全不准使用),届时CCFL将无法使用,或必须改行无汞式 CCFL。

即便无汞式CCFL在技术上可行,但CCFL依旧是密闭光管性的气体放电式电子照明,光管对外力的抗受性有限,较大的冲撞将使光管破裂,使照明失效,相对的其他固体式电子照明(如LED)则无此顾虑。另外,由於直落式不需要用导光板,也较无光折损问题,所以也不需要增亮膜,特别是增亮膜属少数业者的专利技术,价格昂贵,直落式可以省去导光板与增亮膜,此有助於成本降低。

不过,直落式CCFL也有其缺点,为了提升画面亮度,必须增加光管数目,然光管过密排置的结果将不利於散热,既然左右相间的距离空间缩减,只好从厚度层面来增加散热空间,然而厚度增加也等于部分抵损LCD TV的优点:轻薄。

附带一提的是,在大寸数的LCDTV上使用CCFL光管,光管的长度也必须因应寸数增加而增长,然而较长的CCFL光管,其光管的中间位置与两端将容易产生亮度MURA与色MURA的问题,进而影响背光的光均性,为了持续保持光均,则必须用上扩散膜来强化光均度,但扩散膜也会带来光透率的折损,使亮度减低,亮度减低的结果只好以增加光管数的方式来补强,但就如前所述:增加光管将更难设计散热、增加背光模组的厚度,甚至是用电增加,根据了解,CCFL背光模组的用电已占LCDTV整体用电的90%之高。所以,改变背光技术是目前改变LCD画质的一个方向之一。

发光二极体(Light Emitting Diode;LED)

既然CCFL背光有诸多的副作用疑虑,因此业界也寻求各种新背光实现技术,而LED则是可行方案之一,如Sony的Qualia系列电视,即是高端的大尺寸(40英寸、46英寸)的LCD TV,其背光部分是用WLED所构成,称为WLED背光技术。而对LED背光技术的LCD Monitor研发目前亦已经到实质性阶段,我们在07年的CES会展上已经可以看到相关产品展示。

LED背光有多项好处,首先是固体式电子照明,对冲撞的`抗受性高于CCFL,且没有汞气体的环保法规顾虑,没有UV紫外线外泄顾虑,同时在色彩饱和度及寿命上都超越CCFL,另外LED

只要正向电压即可驱动,不似CCFL需要交流的正负向电压,即便是只论正向驱动电压,LED的需求水准也低于CCFL。再者,LED的亮度只需用脉波宽度调变(Pulse Width Modulation;PWM)方式就可调节,并可用相同方式来抑制TFTLCD显示上的残影问题,然而CCFL的亮度调节就较为复杂,且无法抑制残影,必须以另行方式才能抑制。

虽然LED背光有诸多优点,但也有其缺点,首先是发光效率,以相同的用电而言,LED并不及CCFL,因此散热问题会比CCFL严重,此外LED属点型光源,与CCFL的线型光源相较实更难控制光均性,为了达到尽可能的光均,必须对生产出来的LED进行特性上的精挑严选,将大量特性一致(波长、亮度)的 LED用於同一个背光中,此一挑选成本也相当高昂。所幸的是,LED的发光效率还在提升中,目前已可至100ml/W以上,如此色彩饱和度可以更佳,以及让背光的WLED排置更宽松,进而让用电与散热问题获得舒缓,且制造良品率持续进步成熟后,严选光亮特性一致的LED之成本也会降低。

单单改变背光技术或许还不足以引发LCD的革命,那么我们就去看看别的LCD技术发展。OLED (Organic Light EmittingDiode)即有机发光二极体。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。但是,目前它的寿命和价格是限制它在 LCD方面发展的瓶颈。

OLED是另外一个受到瞩目的面板应用技术,并且以小尺寸面板的实现期程较早。以客户的计划来看,2008~2009年会有较多的机种问世,但仍以次面板为主,而且即使机种和出货量较现在有明显的增加,市场占有率也不会超过10%。OLED原本因为本身薄,对比、视角、省电等各方面的条件都较TFT- LCD要优秀,一直受到业界的重视,认为将取代TFT-LCD,早几年也纷纷投入研发。然而一方面OLED本身技术遇到瓶颈,寿命问题有待克服;另一方面 TFT-LCD技术持续精进,现在也能够提供优异的对比和视角,致使OLED需求量始终无法大举提升,并且市场不大又供过于求,限于价格竞争;原本投入的业者也难逃解散和缩编的命运。台湾胜华科技过去则转投资成立胜园投入OLED研发,眼看OLED与TFT-LCD无法竞争,尤其成本差异大,规格方面 TFT-LCD已可轻易达到170度的视角、500:1的对比、亮度增加,也可以做薄,反应速度虽然较逊色,但达到人眼可以接受的范围即可。因此胜园也已经收掉,只留下几位研发人员回到胜华做材料的开发。未来OLED的寿命和价格若能大幅改善,仍有机会;现阶段则限於具特殊性、强调要标新立异的产品;量大的时间点还未看到。

而AMOLED(Active Matrix/Organic Light EmittingDiode)主动矩阵有机发光二极体面板(AMOLED)被称为下一代显示技术,包括三星电子、三星SDI、LG飞利浦都十分重视这项新的显示技术。目前除了三星电子与LG飞利浦以发展大尺寸AMOLED产品为主要方向外,三星SDI、友达等都是以中小尺寸为发展方向。从目前成品产品的产品性能表现来看,如果AMOLED成本能够得到有效控制的话,那么,传统的LCD面板技术将受到极大挑战。

就你的应用要求来说,卡不卡跟配置完全没关系。看剧写文档,这样的应用要求,你就算用的i3都可以保证五年不卡,更别说你这样的游戏级配置了。电脑有问题,或者系统里一堆垃圾软件,才是卡的根源。大多数卡顿,跟配置都没什么关系。

SSD固态硬盘相比传统HDD机械硬盘的优点是性能强、体积小、无噪音。固态硬盘在原理构造上基本上和我们应用普通机械硬盘有很多相似的地方,比如模拟扇区、模拟磁道等。

在固态硬盘内部,最核心的部分就算控制器了,是整个固态硬盘的核心,里面包括很多构架,比如读写算法、接口定义等。主要影响寿命的就是读写次数,在固态硬盘的算法定义中,修改一次才算一次真正读写。

以上内容意思解释:

固态硬盘内部闪存完全擦写一次叫做1次P/E,因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm的闪存芯片寿命约是5000次P/E,而25nm的寿命约是3000次P/E。随着SSD固件算法的提升,新款SSD都能提供更少的不必要写入量。

一个具体的例子,一款120G的固态硬盘,要写入120G的文件才算做一次P/E。普通用户正常使用,即使每天写入50G,平均2天完成一次P/E,那么一年就有180次P/E。

SSD闪存类型中,SLI最为高端,P/E寿命大概为5000次;MLC是目前主流,性能、寿命适中,P/E寿命大概为3000次;而TLC则相对最便宜,理论上性能和寿命最差,P/E寿命大概为1000次以上。1000个P/E估算一下有好几年的理论寿命。

中图像加密方法的研究论文

多媒体多媒体信息加密技术论文是解决网络安全问要采取的主要保密安全 措施 。我为大家整理的多媒体多媒体信息加密技术论文论文,希望你们喜欢。多媒体多媒体信息加密技术论文论文篇一 多媒体信息加密技术论文研究 摘要:随着 网络 技术的 发展 ,网络在提供给人们巨大方便的同时也带来了很多的安全隐患,病毒、黑客攻击以及 计算 机威胁事件已经司空见惯,为了使得互联网的信息能够正确有效地被人们所使用,互联网的安全就变得迫在眉睫。 关键词:网络;加密技术;安全隐患 随着 网络技术 的高速发展,互联网已经成为人们利用信息和资源共享的主要手段,面对这个互连的开放式的系统,人们在感叹 现代 网络技术的高超与便利的同时,又会面临着一系列的安全问题的困扰。如何保护 计算机信息的安全,也即信息内容的保密问题显得尤为重要。 数据加密技术是解决网络安全问要采取的主要保密安全措施。是最常用的保密安全手段,通过数据加密技术,可以在一定程度上提高数据传输的安全性,保证传输数据的完整性。 1加密技术 数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理。使其成为不可读的一段代码,通常称为“密文”传送,到达目的地后使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容,通过这样的途径达到保护数据不被人非法窃取、修改的目的。该过程的逆过程为解密,即将该编码信息转化为其原来数据的过程。数据加密技术主要分为数据传输加密和数据存储加密。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密,常用的有链路加密、节点加密和端到端加密三种方式。 2加密算法 信息加密是由各种加密算法实现的,传统的加密系统是以密钥为基础的,是一种对称加密,即用户使用同一个密钥加密和解密。而公钥则是一种非对称加密 方法 。加密者和解密者各自拥有不同的密钥,对称加密算法包括DES和IDEA;非对称加密算法包括RSA、背包密码等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。 对称加密算法 对称密码体制是一种传统密码体制,也称为私钥密码体制。在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄漏出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有n个用户的网络,需要n(n-1)/2个密钥,在用户群不是很大的情况下,对称加密系统是有效的。DES算法是目前最为典型的对称密钥密码系统算法。 DES是一种分组密码,用专门的变换函数来加密明文。方法是先把明文按组长64bit分成若干组,然后用变换函数依次加密这些组,每次输出64bit的密文,最后将所有密文串接起来即得整个密文。密钥长度56bit,由任意56位数组成,因此数量高达256个,而且可以随时更换。使破解变得不可能,因此,DES的安全性完全依赖于对密钥的保护(故称为秘密密钥算法)。DES运算速度快,适合对大量数据的加密,但缺点是密钥的安全分发困难。 非对称密钥密码体制 非对称密钥密码体制也叫公共密钥技术,该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。公共密钥技术利用两个密码取代常规的一个密码:其中一个公共密钥被用来加密数据,而另一个私人密钥被用来解密数据。这两个密钥在数字上相关,但即便使用许多计算机协同运算,要想从公共密钥中逆算出对应的私人密钥也是不可能的。这是因为两个密钥生成的基本原理根据一个数学计算的特性,即两个对位质数相乘可以轻易得到一个巨大的数字,但要是反过来将这个巨大的乘积数分解为组成它的两个质数,即使是超级计算机也要花很长的时间。此外,密钥对中任何一个都可用于加密,其另外一个用于解密,且密钥对中称为私人密钥的那一个只有密钥对的所有者才知道,从而人们可以把私人密钥作为其所有者的身份特征。根据公共密钥算法,已知公共密钥是不能推导出私人密钥的。最后使用公钥时,要安装此类加密程序,设定私人密钥,并由程序生成庞大的公共密钥。使用者与其向 联系的人发送公共密钥的拷贝,同时请他们也使用同一个加密程序。之后他人就能向最初的使用者发送用公共密钥加密成密码的信息。仅有使用者才能够解码那些信息,因为解码要求使用者知道公共密钥的口令。那是惟有使用者自己才知道的私人密钥。在这些过程当中。信息接受方获得对方公共密钥有两种方法:一是直接跟对方联系以获得对方的公共密钥;另一种方法是向第三方即可靠的验证机构(如Certification Authori-ty,CA),可靠地获取对方的公共密钥。公共密钥体制的算法中最著名的代表是RSA系统,此外还有:背包密码、椭圆曲线、EL Gamal算法等。公钥密码的优点是可以适应网络的开放性要求,且密钥 管理问题也较为简单,尤其可方便的实现数字签名和验证。但其算法复杂,加密数据的速率较低。尽管如此,随着现代 电子 技术和密码技术的发展,公钥密码算法将是一种很有前途的网络安全加密体制。 RSA算法得基本思想是:先找出两个非常大的质数P和Q,算出N=(P×Q),找到一个小于N的E,使E和(P-1)×(Q-1)互质。然后算出数D,使(D×E-1)Mod(P-1)×(Q-1)=0。则公钥为(E,N),私钥为(D,N)。在加密时,将明文划分成串,使得每串明文P落在0和N之间,这样可以通过将明文划分为每块有K位的组来实现。并且使得K满足(P-1)×(Q-1I)K3加密技术在 网络 中的 应用及 发展 实际应用中加密技术主要有链路加密、节点加密和端对端加密等三种方式,它们分别在OSI不同层次使用加密技术。链路加密通常用硬件在物理层实现,加密设备对所有通过的数据加密,这种加密方式对用户是透明的,由网络自动逐段依次进行,用户不需要了解加密技术的细节,主要用以对信道或链路中可能被截获的部分进行保护。链路加密的全部报文都以明文形式通过各节点的处理器。在节点数据容易受到非法存取的危害。节点加密是对链路加密的改进,在协议运输层上进行加密,加密算法要组合在依附于节点的加密模块中,所以明文数据只存在于保密模块中,克服了链路加密在节点处易遭非法存取的缺点。网络层以上的加密,通常称为端对端加密,端对端加密是把加密设备放在网络层和传输层之间或在表示层以上对传输的数据加密,用户数据在整个传输过程中以密文的形式存在。它不需要考虑网络低层,下层协议信息以明文形式传输,由于路由信息没有加密,易受监控分析。不同加密方式在网络层次中侧重点不同,网络应用中可以将链路加密或节点加密同端到端加密结合起来,可以弥补单一加密方式的不足,从而提高网络的安全性。针对网络不同层次的安全需求也制定出了不同的安全协议以便能够提供更好的加密和认证服务,每个协议都位于 计算 机体系结构的不同层次中。混合加密方式兼有两种密码体制的优点,从而构成了一种理想的密码方式并得到广泛的应用。在数据信息中很多时候所传输数据只是其中一小部分包含重要或关键信息,只要这部分数据安全性得到保证整个数据信息都可以认为是安全的,这种情况下可以采用部分加密方案,在数据压缩后只加密数据中的重要或关键信息部分。就可以大大减少计算时间,做到数据既能快速地传输,并且不影响准确性和完整性,尤其在实时数据传输中这种方法能起到很显著的效果。 4结语 多媒体信息加密技术论文作为网络安全技术的核心,其重要性不可忽略。随着加密算法的公开化和解密技术的发展,各个国家正不断致力于开发和设计新的加密算法和加密机制。所以我们应该不断发展和开发新的多媒体信息加密技术论文以适应纷繁变化的网络安全 环境。 多媒体多媒体信息加密技术论文论文篇二 信息数据加密技术研究 [摘 要] 随着全球经济一体化的到来,信息安全得到了越来越多的关注,而信息数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。如何实现信息数据加密,世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。 [关键字] 信息 数据加密 对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术 随着全球经济一体化的到来,信息技术的快速发展和信息交换的大量增加给整个社会带来了新的驱动力和创新意识。信息技术的高速度发展,信息传输的安全日益引起人们的关注。世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,技术上的措施分别可以从软件和硬件两方面入手。随着对信息数据安全的要求的提高,数据加密技术和物理防范技术也在不断的发展。数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。信息数据加密与解密从宏观上讲是非常简单的,很容易掌握,可以很方便的对机密数据进行加密和解密。从而实现对数据的安全保障。 1.信息数据加密技术的基本概念 信息数据加密就是通过信息的变换或编码,把原本一个较大范围的人(或者机器)都能够读懂、理解和识别的信息(这些信息可以是语音、文字、图像和符号等等)通过一定的方法(算法),使之成为难以读懂的乱码型的信息,从而达到保障信息安全,使其不被非法盗用或被非相关人员越权阅读的目的。在加密过程中原始信息被称为“明文”,明文经转换加密后得到的形式就是“密文”。那么由“明文”变成“密文”的过程称为“加密”,而把密文转变为明文的过程称为“解密”。 2. 信息数据加密技术分类 信息数据加密技术一般来说可以分为两种,对称密钥加密技术及非对称密钥加密技术。 对称密钥加密技术 对称密钥加密技术,又称专用密钥加密技术或单密钥加密技术。其加密和解密时使用同一个密钥,即同一个算法。对称密钥是一种比较传统的加密方式,是最简单方式。在进行对称密钥加密时,通信双方需要交换彼此密钥,当需要给对方发送信息数据时,用自己的加密密钥进行加密,而在需要接收方信息数据的时候,收到后用对方所给的密钥进行解密。在对称密钥中,密钥的管理极为重要,一旦密钥丢失,密文将公开于世。这种加密方式在与多方通信时变得很复杂,因为需要保存很多密钥,而且密钥本身的安全就是一个必须面对的大问题。 对称密钥加密算法主要包括:DES、3DES、IDEA、FEAL、BLOWFISH等。 DES 算法的数据分组长度为64 位,初始置换函数接受长度为64位的明文输入,密文分组长度也是64 位,末置换函数输出64位的密文;使用的密钥为64 位,有效密钥长度为56 位,有8 位用于奇偶校验。DES的解密算法与加密算法完全相同,但密钥的顺序正好相反。所以DES是一种对二元数据进行加密的算法。DES加密过程是:对给定的64 位比特的明文通过初始置换函数进行重新排列,产生一个输出;按照规则迭代,置换后的输出数据的位数要比迭代前输入的位数少;进行逆置换,得到密文。 DES 算法还是比别的加密算法具有更高的安全性,因为DES算法具有相当高的复杂性,特别是在一些保密性级别要求高的情况下使用三重DES 或3DES 系统较可靠。DES算法由于其便于掌握,经济有效,使其应用范围更为广泛。目前除了用穷举搜索法可以对DES 算法进行有效地攻击之外, 还没有发现 其它 有效的攻击办法。 IDEA算法1990年由瑞士联邦技术协会的Xuejia Lai和James Massey开发的。经历了大量的详细审查,对密码分析具有很强的抵抗能力,在多种商业产品中被使用。IDEA以64位大小的数据块加密的明文块进行分组,密匙长度为128位,它基于“相异代数群上的混合运算”设计思想算法用硬件和软件实现都很容易且比DES在实现上快的多。 IDEA算法输入的64位数据分组一般被分成4个16位子分组:A1,A2,A3和A4。这4个子分组成为算法输入的第一轮数据,总共有8轮。在每一轮中,这4个子分组相互相异或,相加,相乘,且与6个16位子密钥相异或,相加,相乘。在轮与轮间,第二和第三个子分组交换。最后在输出变换中4个子分组与4个子密钥进行运算。 FEAL算法不适用于较小的系统,它的提出是着眼于当时的DES只用硬件去实现,FEAL算法是一套类似美国DES的分组加密算法。但FEAL在每一轮的安全强度都比DES高,是比较适合通过软件来实现的。FEAL没有使用置换函数来混淆加密或解密过程中的数据。FEAL使用了异或(XOR)、旋转(Rotation)、加法与模(Modulus)运算,FEAL中子密钥的生成使用了8轮迭代循环,每轮循环产生2个16bit的子密钥,共产生16个子密钥运用于加密算法中。 非对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术又称公开密钥加密,即非对称加密算法需要两个密钥,公开密钥和私有密钥。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。使用私有密钥对数据信息进行加密,必须使用对应的公开密钥才能解密,而 公开密钥对数据信息进行加密,只有对应的私有密钥才能解密。在非对称密钥加密技术中公开密钥和私有密钥都是一组长度很大、数字上具有相关性的素数。其中的一个密钥不可能翻译出信息数据,只有使用另一个密钥才能解密,每个用户只能得到唯一的一对密钥,一个是公开密钥,一个是私有密钥,公开密钥保存在公共区域,可在用户中传递,而私有密钥则必须放在安全的地方。 非对称密钥加密技术的典型算法是RSA算法。RSA算法是世界上第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的非对称性加密算法,RSA算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美国麻省理工学院)开发的。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。 RSA算法的安全性依赖于大数分解,但现在还没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。所以是否等同于大数分解一直没有理论证明的支持。由于RSA算法进行的都是大数计算,所以无论是在软件还是硬件方面实现相对于DES算法RSA算法最快的情况也会慢上好几倍。速度一直是RSA算法的缺陷。 3. 总结 随着计算机网络的飞速发展,在实现资源共享、信息海量的同时,信息安全达到了前所未有的需要程度,多媒体信息加密技术论文也凸显了其必不可少的地位,同时也加密技术带来了前所未有的发展需求,加密技术发展空间无限。 参考文献: [1] IDEA算法 中国信息安全组织 2004-07-17. 看了“多媒体多媒体信息加密技术论文论文”的人还看: 1. ssl加密技术论文 2. 详解加密技术概念加密方法以及应用论文 3. 浅谈计算机安全技术毕业论文 4. 电子信息技术论文范文 5. 计算机网络安全结课论文

多媒体数据压缩方法分类数据的压缩实际上是一个编码过程,即把原始的数据进行编码压缩。数据的解压缩是数据压缩的逆过程,即把压缩的编码还原为原始数据。因此数据压缩方法也称为编码方法。目前数据压缩技术日臻恼,适应各种应用场合的编码方法不断产生。针对多媒体数据冗余类型的不同,相应地有不同的压缩方法。 按照压缩方法是否产生失真分类根据解码后数据与原始数据是否完全一致进行分类,压缩方法可被分为有失真编码和无失真编码两大类。 有失真压缩法会压缩了熵,会减少信息量,而损失的信息是不能再恢复的,因此这种压缩法是不可逆的。无失真压缩法掉或减少数据中的冗余,但这些冗余值是可以重新插入到数据中的,因此冗余压缩是可逆的过程。 无失真压缩是不会产生失真。从信息主义角度讲,无失真编码是泛指那种不考虑被压缩信息性质和压缩技术。它是基于平均信息量的技术,并把所有的数据当做比特序列,而不是根据压缩信息的类型来优化压缩。也就是说,平均信息量编码忽略被压缩信息主义内容。在多媒体技术中一般用于文本、数据的压缩,它能保证百分之百地恢复原始数据。但这种方法压缩比较低,如LZW编码、行程编码、霍夫曼(Huffman)编码的压缩比一般在2:1至5:1之间。 按照压缩方法的原理分类根据编码原理进行分类,大致有编码、变换编码、统计编码、分析-合成编码、混合编码和其他一些编码方法。其中统计编码是无失真的编码,其他编码方法基本上都是有失真的编码。 预测编码是针对空间冗余的压缩方法,其基本思想是利用已被编码的点的数据值,预测邻近的一个像素点的数据值。预测根据某个模型进行。如果模型选取得足够好的话,则只需存储和传输起始像素和模型参数就可代表全部数据了。按照模型的不同,预测编码又可分为线性预测、帧内预测和帧间预测。 变换编码也是针对空间冗余和时间冗余的压缩方法。其基本思想是将图像的光强矩阵(时域信号)变换到系统空间(频域)上,然后对系统进行编码压缩。在空间上具有强相关性的信号,反映在频域上是某些特定区域内的能量常常被集中在一起,或者是系数矩阵的发布具有某些规律。可以利用这些规律,分配频域上的量化比特数,从而达到压缩的目的。由于时域映射到频域总是通过某种变换进行的,因此称变换编码。因为正交变换的变换矩阵是可逆的,且逆矩阵与转换置矩阵相等,解码运算方便且保证有解,所以变换编码总是采用正交变换。 统计编码属于无失真编码。它是根据信息出现概率的分布而进行的压缩编码。编码时某种比特或字节模式的出现概率大,用较短的码字表示;出现概率小,用较长的码字表示。这样,可以保证总的平均码长最短。最常用的统计编码方法是哈夫曼编码方法。 分析-合成编码实质上都是通过对原始数据的分析,将其分解成一系列更适合于表示“基元”或从中提取若干具有更为本质意义的参数,编码仅对这些基本单元或特征参数进行。译码时则借助于一定的规则或模型,按一定的算法将这些基元或参数,“综合”成原数据的一个逼近。这种编码方法可能得到极高的数据压缩比。 混合编码综合两种以上的编码方法,这些编码方法必须针对不同的冗余进行压缩,使总的压缩性能得到加强。

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对称密码体制是一种传统密码体制,也称为私钥密码体制。在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄漏出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有n个用户的网络,需要n(n-1)/2个密钥,在用户群不是很大的情况下,对称加密系统是有效的。DES算法是目前最为典型的对称密钥密码系统算法。 DES是一种分组密码,用专门的变换函数来加密明文。方法是先把明文按组长64bit分成若干组,然后用变换函数依次加密这些组,每次输出64bit的密文,最后将所有密文串接起来即得整个密文。密钥长度56bit,由任意56位数组成,因此数量高达256个,而且可以随时更换。使破解变得不可能,因此,DES的安全性完全依赖于对密钥的保护(故称为秘密密钥算法)。DES运算速度快,适合对大量数据的加密,但缺点是密钥的安全分发困难。 非对称密钥密码体制 非对称密钥密码体制也叫公共密钥技术,该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。公共密钥技术利用两个密码取代常规的一个密码:其中一个公共密钥被用来加密数据,而另一个私人密钥被用来解密数据。这两个密钥在数字上相关,但即便使用许多计算机协同运算,要想从公共密钥中逆算出对应的私人密钥也是不可能的。这是因为两个密钥生成的基本原理根据一个数学计算的特性,即两个对位质数相乘可以轻易得到一个巨大的数字,但要是反过来将这个巨大的乘积数分解为组成它的两个质数,即使是超级计算机也要花很长的时间。此外,密钥对中任何一个都可用于加密,其另外一个用于解密,且密钥对中称为私人密钥的那一个只有密钥对的所有者才知道,从而人们可以把私人密钥作为其所有者的身份特征。根据公共密钥算法,已知公共密钥是不能推导出私人密钥的。最后使用公钥时,要安装此类加密程序,设定私人密钥,并由程序生成庞大的公共密钥。使用者与其向 联系的人发送公共密钥的拷贝,同时请他们也使用同一个加密程序。之后他人就能向最初的使用者发送用公共密钥加密成密码的信息。仅有使用者才能够解码那些信息,因为解码要求使用者知道公共密钥的口令。那是惟有使用者自己才知道的私人密钥。在这些过程当中。信息接受方获得对方公共密钥有两种方法:一是直接跟对方联系以获得对方的公共密钥;另一种方法是向第三方即可靠的验证机构(如Certification Authori-ty,CA),可靠地获取对方的公共密钥。公共密钥体制的算法中最著名的代表是RSA系统,此外还有:背包密码、椭圆曲线、EL Gamal算法等。公钥密码的优点是可以适应网络的开放性要求,且密钥 管理问题也较为简单,尤其可方便的实现数字签名和验证。但其算法复杂,加密数据的速率较低。尽管如此,随着现代 电子 技术和密码技术的发展,公钥密码算法将是一种很有前途的网络安全加密体制。 RSA算法得基本思想是:先找出两个非常大的质数P和Q,算出N=(P×Q),找到一个小于N的E,使E和(P-1)×(Q-1)互质。然后算出数D,使(D×E-1)Mod(P-1)×(Q-1)=0。则公钥为(E,N),私钥为(D,N)。在加密时,将明文划分成串,使得每串明文P落在0和N之间,这样可以通过将明文划分为每块有K位的组来实现。并且使得K满足(P-1)×(Q-1I)K3加密技术在 网络 中的 应用及 发展 实际应用中加密技术主要有链路加密、节点加密和端对端加密等三种方式,它们分别在OSI不同层次使用加密技术。链路加密通常用硬件在物理层实现,加密设备对所有通过的数据加密,这种加密方式对用户是透明的,由网络自动逐段依次进行,用户不需要了解加密技术的细节,主要用以对信道或链路中可能被截获的部分进行保护。链路加密的全部报文都以明文形式通过各节点的处理器。在节点数据容易受到非法存取的危害。节点加密是对链路加密的改进,在协议运输层上进行加密,加密算法要组合在依附于节点的加密模块中,所以明文数据只存在于保密模块中,克服了链路加密在节点处易遭非法存取的缺点。网络层以上的加密,通常称为端对端加密,端对端加密是把加密设备放在网络层和传输层之间或在表示层以上对传输的数据加密,用户数据在整个传输过程中以密文的形式存在。它不需要考虑网络低层,下层协议信息以明文形式传输,由于路由信息没有加密,易受监控分析。不同加密方式在网络层次中侧重点不同,网络应用中可以将链路加密或节点加密同端到端加密结合起来,可以弥补单一加密方式的不足,从而提高网络的安全性。针对网络不同层次的安全需求也制定出了不同的安全协议以便能够提供更好的加密和认证服务,每个协议都位于 计算 机体系结构的不同层次中。混合加密方式兼有两种密码体制的优点,从而构成了一种理想的密码方式并得到广泛的应用。在数据信息中很多时候所传输数据只是其中一小部分包含重要或关键信息,只要这部分数据安全性得到保证整个数据信息都可以认为是安全的,这种情况下可以采用部分加密方案,在数据压缩后只加密数据中的重要或关键信息部分。就可以大大减少计算时间,做到数据既能快速地传输,并且不影响准确性和完整性,尤其在实时数据传输中这种方法能起到很显著的效果。 4结语 多媒体信息加密技术论文作为网络安全技术的核心,其重要性不可忽略。随着加密算法的公开化和解密技术的发展,各个国家正不断致力于开发和设计新的加密算法和加密机制。所以我们应该不断发展和开发新的多媒体信息加密技术论文以适应纷繁变化的网络安全 环境。 多媒体多媒体信息加密技术论文论文篇二 信息数据加密技术研究 [摘 要] 随着全球经济一体化的到来,信息安全得到了越来越多的关注,而信息数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。如何实现信息数据加密,世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。 [关键字] 信息 数据加密 对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术 随着全球经济一体化的到来,信息技术的快速发展和信息交换的大量增加给整个社会带来了新的驱动力和创新意识。信息技术的高速度发展,信息传输的安全日益引起人们的关注。世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,技术上的措施分别可以从软件和硬件两方面入手。随着对信息数据安全的要求的提高,数据加密技术和物理防范技术也在不断的发展。数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。信息数据加密与解密从宏观上讲是非常简单的,很容易掌握,可以很方便的对机密数据进行加密和解密。从而实现对数据的安全保障。 1.信息数据加密技术的基本概念 信息数据加密就是通过信息的变换或编码,把原本一个较大范围的人(或者机器)都能够读懂、理解和识别的信息(这些信息可以是语音、文字、图像和符号等等)通过一定的方法(算法),使之成为难以读懂的乱码型的信息,从而达到保障信息安全,使其不被非法盗用或被非相关人员越权阅读的目的。在加密过程中原始信息被称为“明文”,明文经转换加密后得到的形式就是“密文”。那么由“明文”变成“密文”的过程称为“加密”,而把密文转变为明文的过程称为“解密”。 2. 信息数据加密技术分类 信息数据加密技术一般来说可以分为两种,对称密钥加密技术及非对称密钥加密技术。 对称密钥加密技术 对称密钥加密技术,又称专用密钥加密技术或单密钥加密技术。其加密和解密时使用同一个密钥,即同一个算法。对称密钥是一种比较传统的加密方式,是最简单方式。在进行对称密钥加密时,通信双方需要交换彼此密钥,当需要给对方发送信息数据时,用自己的加密密钥进行加密,而在需要接收方信息数据的时候,收到后用对方所给的密钥进行解密。在对称密钥中,密钥的管理极为重要,一旦密钥丢失,密文将公开于世。这种加密方式在与多方通信时变得很复杂,因为需要保存很多密钥,而且密钥本身的安全就是一个必须面对的大问题。 对称密钥加密算法主要包括:DES、3DES、IDEA、FEAL、BLOWFISH等。 DES 算法的数据分组长度为64 位,初始置换函数接受长度为64位的明文输入,密文分组长度也是64 位,末置换函数输出64位的密文;使用的密钥为64 位,有效密钥长度为56 位,有8 位用于奇偶校验。DES的解密算法与加密算法完全相同,但密钥的顺序正好相反。所以DES是一种对二元数据进行加密的算法。DES加密过程是:对给定的64 位比特的明文通过初始置换函数进行重新排列,产生一个输出;按照规则迭代,置换后的输出数据的位数要比迭代前输入的位数少;进行逆置换,得到密文。 DES 算法还是比别的加密算法具有更高的安全性,因为DES算法具有相当高的复杂性,特别是在一些保密性级别要求高的情况下使用三重DES 或3DES 系统较可靠。DES算法由于其便于掌握,经济有效,使其应用范围更为广泛。目前除了用穷举搜索法可以对DES 算法进行有效地攻击之外, 还没有发现 其它 有效的攻击办法。 IDEA算法1990年由瑞士联邦技术协会的Xuejia Lai和James Massey开发的。经历了大量的详细审查,对密码分析具有很强的抵抗能力,在多种商业产品中被使用。IDEA以64位大小的数据块加密的明文块进行分组,密匙长度为128位,它基于“相异代数群上的混合运算”设计思想算法用硬件和软件实现都很容易且比DES在实现上快的多。 IDEA算法输入的64位数据分组一般被分成4个16位子分组:A1,A2,A3和A4。这4个子分组成为算法输入的第一轮数据,总共有8轮。在每一轮中,这4个子分组相互相异或,相加,相乘,且与6个16位子密钥相异或,相加,相乘。在轮与轮间,第二和第三个子分组交换。最后在输出变换中4个子分组与4个子密钥进行运算。 FEAL算法不适用于较小的系统,它的提出是着眼于当时的DES只用硬件去实现,FEAL算法是一套类似美国DES的分组加密算法。但FEAL在每一轮的安全强度都比DES高,是比较适合通过软件来实现的。FEAL没有使用置换函数来混淆加密或解密过程中的数据。FEAL使用了异或(XOR)、旋转(Rotation)、加法与模(Modulus)运算,FEAL中子密钥的生成使用了8轮迭代循环,每轮循环产生2个16bit的子密钥,共产生16个子密钥运用于加密算法中。 非对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术又称公开密钥加密,即非对称加密算法需要两个密钥,公开密钥和私有密钥。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。使用私有密钥对数据信息进行加密,必须使用对应的公开密钥才能解密,而 公开密钥对数据信息进行加密,只有对应的私有密钥才能解密。在非对称密钥加密技术中公开密钥和私有密钥都是一组长度很大、数字上具有相关性的素数。其中的一个密钥不可能翻译出信息数据,只有使用另一个密钥才能解密,每个用户只能得到唯一的一对密钥,一个是公开密钥,一个是私有密钥,公开密钥保存在公共区域,可在用户中传递,而私有密钥则必须放在安全的地方。 非对称密钥加密技术的典型算法是RSA算法。RSA算法是世界上第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的非对称性加密算法,RSA算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美国麻省理工学院)开发的。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。 RSA算法的安全性依赖于大数分解,但现在还没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。所以是否等同于大数分解一直没有理论证明的支持。由于RSA算法进行的都是大数计算,所以无论是在软件还是硬件方面实现相对于DES算法RSA算法最快的情况也会慢上好几倍。速度一直是RSA算法的缺陷。 3. 总结 随着计算机网络的飞速发展,在实现资源共享、信息海量的同时,信息安全达到了前所未有的需要程度,多媒体信息加密技术论文也凸显了其必不可少的地位,同时也加密技术带来了前所未有的发展需求,加密技术发展空间无限。 参考文献: [1] IDEA算法 中国信息安全组织 2004-07-17. 看了“多媒体多媒体信息加密技术论文论文”的人还看: 1. ssl加密技术论文 2. 详解加密技术概念加密方法以及应用论文 3. 浅谈计算机安全技术毕业论文 4. 电子信息技术论文范文 5. 计算机网络安全结课论文

rsa加密算法的研究论文

多媒体多媒体信息加密技术论文是解决网络安全问要采取的主要保密安全 措施 。我为大家整理的多媒体多媒体信息加密技术论文论文,希望你们喜欢。多媒体多媒体信息加密技术论文论文篇一 多媒体信息加密技术论文研究 摘要:随着 网络 技术的 发展 ,网络在提供给人们巨大方便的同时也带来了很多的安全隐患,病毒、黑客攻击以及 计算 机威胁事件已经司空见惯,为了使得互联网的信息能够正确有效地被人们所使用,互联网的安全就变得迫在眉睫。 关键词:网络;加密技术;安全隐患 随着 网络技术 的高速发展,互联网已经成为人们利用信息和资源共享的主要手段,面对这个互连的开放式的系统,人们在感叹 现代 网络技术的高超与便利的同时,又会面临着一系列的安全问题的困扰。如何保护 计算机信息的安全,也即信息内容的保密问题显得尤为重要。 数据加密技术是解决网络安全问要采取的主要保密安全措施。是最常用的保密安全手段,通过数据加密技术,可以在一定程度上提高数据传输的安全性,保证传输数据的完整性。 1加密技术 数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理。使其成为不可读的一段代码,通常称为“密文”传送,到达目的地后使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容,通过这样的途径达到保护数据不被人非法窃取、修改的目的。该过程的逆过程为解密,即将该编码信息转化为其原来数据的过程。数据加密技术主要分为数据传输加密和数据存储加密。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密,常用的有链路加密、节点加密和端到端加密三种方式。 2加密算法 信息加密是由各种加密算法实现的,传统的加密系统是以密钥为基础的,是一种对称加密,即用户使用同一个密钥加密和解密。而公钥则是一种非对称加密 方法 。加密者和解密者各自拥有不同的密钥,对称加密算法包括DES和IDEA;非对称加密算法包括RSA、背包密码等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。 对称加密算法 对称密码体制是一种传统密码体制,也称为私钥密码体制。在对称加密系统中,加密和解密采用相同的密钥。因为加解密钥相同,需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥,各方必须信任对方不会将密钥泄漏出去,这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有n个用户的网络,需要n(n-1)/2个密钥,在用户群不是很大的情况下,对称加密系统是有效的。DES算法是目前最为典型的对称密钥密码系统算法。 DES是一种分组密码,用专门的变换函数来加密明文。方法是先把明文按组长64bit分成若干组,然后用变换函数依次加密这些组,每次输出64bit的密文,最后将所有密文串接起来即得整个密文。密钥长度56bit,由任意56位数组成,因此数量高达256个,而且可以随时更换。使破解变得不可能,因此,DES的安全性完全依赖于对密钥的保护(故称为秘密密钥算法)。DES运算速度快,适合对大量数据的加密,但缺点是密钥的安全分发困难。 非对称密钥密码体制 非对称密钥密码体制也叫公共密钥技术,该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。公共密钥技术利用两个密码取代常规的一个密码:其中一个公共密钥被用来加密数据,而另一个私人密钥被用来解密数据。这两个密钥在数字上相关,但即便使用许多计算机协同运算,要想从公共密钥中逆算出对应的私人密钥也是不可能的。这是因为两个密钥生成的基本原理根据一个数学计算的特性,即两个对位质数相乘可以轻易得到一个巨大的数字,但要是反过来将这个巨大的乘积数分解为组成它的两个质数,即使是超级计算机也要花很长的时间。此外,密钥对中任何一个都可用于加密,其另外一个用于解密,且密钥对中称为私人密钥的那一个只有密钥对的所有者才知道,从而人们可以把私人密钥作为其所有者的身份特征。根据公共密钥算法,已知公共密钥是不能推导出私人密钥的。最后使用公钥时,要安装此类加密程序,设定私人密钥,并由程序生成庞大的公共密钥。使用者与其向 联系的人发送公共密钥的拷贝,同时请他们也使用同一个加密程序。之后他人就能向最初的使用者发送用公共密钥加密成密码的信息。仅有使用者才能够解码那些信息,因为解码要求使用者知道公共密钥的口令。那是惟有使用者自己才知道的私人密钥。在这些过程当中。信息接受方获得对方公共密钥有两种方法:一是直接跟对方联系以获得对方的公共密钥;另一种方法是向第三方即可靠的验证机构(如Certification Authori-ty,CA),可靠地获取对方的公共密钥。公共密钥体制的算法中最著名的代表是RSA系统,此外还有:背包密码、椭圆曲线、EL Gamal算法等。公钥密码的优点是可以适应网络的开放性要求,且密钥 管理问题也较为简单,尤其可方便的实现数字签名和验证。但其算法复杂,加密数据的速率较低。尽管如此,随着现代 电子 技术和密码技术的发展,公钥密码算法将是一种很有前途的网络安全加密体制。 RSA算法得基本思想是:先找出两个非常大的质数P和Q,算出N=(P×Q),找到一个小于N的E,使E和(P-1)×(Q-1)互质。然后算出数D,使(D×E-1)Mod(P-1)×(Q-1)=0。则公钥为(E,N),私钥为(D,N)。在加密时,将明文划分成串,使得每串明文P落在0和N之间,这样可以通过将明文划分为每块有K位的组来实现。并且使得K满足(P-1)×(Q-1I)K3加密技术在 网络 中的 应用及 发展 实际应用中加密技术主要有链路加密、节点加密和端对端加密等三种方式,它们分别在OSI不同层次使用加密技术。链路加密通常用硬件在物理层实现,加密设备对所有通过的数据加密,这种加密方式对用户是透明的,由网络自动逐段依次进行,用户不需要了解加密技术的细节,主要用以对信道或链路中可能被截获的部分进行保护。链路加密的全部报文都以明文形式通过各节点的处理器。在节点数据容易受到非法存取的危害。节点加密是对链路加密的改进,在协议运输层上进行加密,加密算法要组合在依附于节点的加密模块中,所以明文数据只存在于保密模块中,克服了链路加密在节点处易遭非法存取的缺点。网络层以上的加密,通常称为端对端加密,端对端加密是把加密设备放在网络层和传输层之间或在表示层以上对传输的数据加密,用户数据在整个传输过程中以密文的形式存在。它不需要考虑网络低层,下层协议信息以明文形式传输,由于路由信息没有加密,易受监控分析。不同加密方式在网络层次中侧重点不同,网络应用中可以将链路加密或节点加密同端到端加密结合起来,可以弥补单一加密方式的不足,从而提高网络的安全性。针对网络不同层次的安全需求也制定出了不同的安全协议以便能够提供更好的加密和认证服务,每个协议都位于 计算 机体系结构的不同层次中。混合加密方式兼有两种密码体制的优点,从而构成了一种理想的密码方式并得到广泛的应用。在数据信息中很多时候所传输数据只是其中一小部分包含重要或关键信息,只要这部分数据安全性得到保证整个数据信息都可以认为是安全的,这种情况下可以采用部分加密方案,在数据压缩后只加密数据中的重要或关键信息部分。就可以大大减少计算时间,做到数据既能快速地传输,并且不影响准确性和完整性,尤其在实时数据传输中这种方法能起到很显著的效果。 4结语 多媒体信息加密技术论文作为网络安全技术的核心,其重要性不可忽略。随着加密算法的公开化和解密技术的发展,各个国家正不断致力于开发和设计新的加密算法和加密机制。所以我们应该不断发展和开发新的多媒体信息加密技术论文以适应纷繁变化的网络安全 环境。 多媒体多媒体信息加密技术论文论文篇二 信息数据加密技术研究 [摘 要] 随着全球经济一体化的到来,信息安全得到了越来越多的关注,而信息数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。如何实现信息数据加密,世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。 [关键字] 信息 数据加密 对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术 随着全球经济一体化的到来,信息技术的快速发展和信息交换的大量增加给整个社会带来了新的驱动力和创新意识。信息技术的高速度发展,信息传输的安全日益引起人们的关注。世界各个国家分别从法律上、管理上加强了对数据的安全保护,而从技术上采取措施才是有效手段,技术上的措施分别可以从软件和硬件两方面入手。随着对信息数据安全的要求的提高,数据加密技术和物理防范技术也在不断的发展。数据加密是防止数据在数据存储和和传输中失密的有效手段。信息数据加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。信息数据加密与解密从宏观上讲是非常简单的,很容易掌握,可以很方便的对机密数据进行加密和解密。从而实现对数据的安全保障。 1.信息数据加密技术的基本概念 信息数据加密就是通过信息的变换或编码,把原本一个较大范围的人(或者机器)都能够读懂、理解和识别的信息(这些信息可以是语音、文字、图像和符号等等)通过一定的方法(算法),使之成为难以读懂的乱码型的信息,从而达到保障信息安全,使其不被非法盗用或被非相关人员越权阅读的目的。在加密过程中原始信息被称为“明文”,明文经转换加密后得到的形式就是“密文”。那么由“明文”变成“密文”的过程称为“加密”,而把密文转变为明文的过程称为“解密”。 2. 信息数据加密技术分类 信息数据加密技术一般来说可以分为两种,对称密钥加密技术及非对称密钥加密技术。 对称密钥加密技术 对称密钥加密技术,又称专用密钥加密技术或单密钥加密技术。其加密和解密时使用同一个密钥,即同一个算法。对称密钥是一种比较传统的加密方式,是最简单方式。在进行对称密钥加密时,通信双方需要交换彼此密钥,当需要给对方发送信息数据时,用自己的加密密钥进行加密,而在需要接收方信息数据的时候,收到后用对方所给的密钥进行解密。在对称密钥中,密钥的管理极为重要,一旦密钥丢失,密文将公开于世。这种加密方式在与多方通信时变得很复杂,因为需要保存很多密钥,而且密钥本身的安全就是一个必须面对的大问题。 对称密钥加密算法主要包括:DES、3DES、IDEA、FEAL、BLOWFISH等。 DES 算法的数据分组长度为64 位,初始置换函数接受长度为64位的明文输入,密文分组长度也是64 位,末置换函数输出64位的密文;使用的密钥为64 位,有效密钥长度为56 位,有8 位用于奇偶校验。DES的解密算法与加密算法完全相同,但密钥的顺序正好相反。所以DES是一种对二元数据进行加密的算法。DES加密过程是:对给定的64 位比特的明文通过初始置换函数进行重新排列,产生一个输出;按照规则迭代,置换后的输出数据的位数要比迭代前输入的位数少;进行逆置换,得到密文。 DES 算法还是比别的加密算法具有更高的安全性,因为DES算法具有相当高的复杂性,特别是在一些保密性级别要求高的情况下使用三重DES 或3DES 系统较可靠。DES算法由于其便于掌握,经济有效,使其应用范围更为广泛。目前除了用穷举搜索法可以对DES 算法进行有效地攻击之外, 还没有发现 其它 有效的攻击办法。 IDEA算法1990年由瑞士联邦技术协会的Xuejia Lai和James Massey开发的。经历了大量的详细审查,对密码分析具有很强的抵抗能力,在多种商业产品中被使用。IDEA以64位大小的数据块加密的明文块进行分组,密匙长度为128位,它基于“相异代数群上的混合运算”设计思想算法用硬件和软件实现都很容易且比DES在实现上快的多。 IDEA算法输入的64位数据分组一般被分成4个16位子分组:A1,A2,A3和A4。这4个子分组成为算法输入的第一轮数据,总共有8轮。在每一轮中,这4个子分组相互相异或,相加,相乘,且与6个16位子密钥相异或,相加,相乘。在轮与轮间,第二和第三个子分组交换。最后在输出变换中4个子分组与4个子密钥进行运算。 FEAL算法不适用于较小的系统,它的提出是着眼于当时的DES只用硬件去实现,FEAL算法是一套类似美国DES的分组加密算法。但FEAL在每一轮的安全强度都比DES高,是比较适合通过软件来实现的。FEAL没有使用置换函数来混淆加密或解密过程中的数据。FEAL使用了异或(XOR)、旋转(Rotation)、加法与模(Modulus)运算,FEAL中子密钥的生成使用了8轮迭代循环,每轮循环产生2个16bit的子密钥,共产生16个子密钥运用于加密算法中。 非对称密钥加密技术 非对称密钥加密技术又称公开密钥加密,即非对称加密算法需要两个密钥,公开密钥和私有密钥。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。使用私有密钥对数据信息进行加密,必须使用对应的公开密钥才能解密,而 公开密钥对数据信息进行加密,只有对应的私有密钥才能解密。在非对称密钥加密技术中公开密钥和私有密钥都是一组长度很大、数字上具有相关性的素数。其中的一个密钥不可能翻译出信息数据,只有使用另一个密钥才能解密,每个用户只能得到唯一的一对密钥,一个是公开密钥,一个是私有密钥,公开密钥保存在公共区域,可在用户中传递,而私有密钥则必须放在安全的地方。 非对称密钥加密技术的典型算法是RSA算法。RSA算法是世界上第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的非对称性加密算法,RSA算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美国麻省理工学院)开发的。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。 RSA算法的安全性依赖于大数分解,但现在还没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。所以是否等同于大数分解一直没有理论证明的支持。由于RSA算法进行的都是大数计算,所以无论是在软件还是硬件方面实现相对于DES算法RSA算法最快的情况也会慢上好几倍。速度一直是RSA算法的缺陷。 3. 总结 随着计算机网络的飞速发展,在实现资源共享、信息海量的同时,信息安全达到了前所未有的需要程度,多媒体信息加密技术论文也凸显了其必不可少的地位,同时也加密技术带来了前所未有的发展需求,加密技术发展空间无限。 参考文献: [1] IDEA算法 中国信息安全组织 2004-07-17. 看了“多媒体多媒体信息加密技术论文论文”的人还看: 1. ssl加密技术论文 2. 详解加密技术概念加密方法以及应用论文 3. 浅谈计算机安全技术毕业论文 4. 电子信息技术论文范文 5. 计算机网络安全结课论文

在探究RSA算法的原理之前,我们先来学习一点有趣的数论知识(数学分支之一,主要研究整数的性质)。你会发现一些简单的数学知识竟然背后有如此神奇的魔力。

说起质数,想必大家不陌生了,一个大于1的整数除了其本身和1之外,不存在因数则被称为质数或者是素数。比如2、3、5、7等。在小学课堂里,我们可能只是记住了这个概念,但是这里我谈下自己的一些思考帮助大家理解,质数就好比是构成数字的基本元素,想想看,氢分子仅由两个氢原子(组成一个氢分子)构成,那么一个非质数的6=3*2 即表示为6是由两个“3”元素或3个“2”元素构成。其中“3”或者“2”是不可以继续拆分的元素(3,2都是质数)。所以对一个非质数进行因式分解过程就好比对一个物体进行深入解剖,拆分至不可拆分的元素为止。这样看来,数学家们提出这些数学概念,其实也是一种对数字世界的认识和思考的概括,和我们日常生活理解周边事物方式也是相似的。

知道了质数,我们再看看互质关系,那么什么是互质呢?就是说两个数没有相同的因数称为互质关系。我们对6进行因数分解,拆分到质数的乘积即6=3* 2而 35=5*7,这两者没有相同的因数则称6与35互质,就好像氢气分子只是由氢原子构成,而氧气分子只是由氧原子构成,这二者这间没有相同的原子就是一种互质的体现。 所以互质只是一个数和数之间有没有相同的因数关系的体现(公约数也称公因数),和两者是不是质数是没有关系的。当然质数之间必然是互质关系,因为它们都是构成数字的不同元素。数学上来表示a,b互质一般用gcd(a,b)=1来表示。即a和b的最大公约数是1.

质数和互质的关系是不是很容易理解?但是大数学家欧拉先生可绝不仅仅停步于此,数学家嘛总爱问一下抽象概括性的问题,希望找寻规律比如

如果能找到规律,无论数字如何千变万化10位数还是100000位数,我们都能根据准则轻易计算数互质关系的数量。你发现了没有,数字也是一片世界,真是一花一世界一叶一如来啊!好了回归正传,对于这个问题欧拉先生给出了他的答案。他是这样作答的: 首先呢上述问题可以简化为一个函数来描述即: \Phi(n) 这也是数学家老毛病在他们看来任何问题就是对函数的求解。既然这个函数由欧拉提出来的,那么我们就称他为 欧拉函数 .还好这个函数简单只有一个变量,即给定的正整数n。接下来就要分析这个n

n=1的时候这个问题极其简单: \Phi(n)=1 因为1与任何数包含他自身都构成互质关系。1本身也是质数且不作为其他数的因数,因为任何数乘以1都是其本身

大家想想看n是质数,其自身就不存在因数了,而那些与他非互质关系(存在公约数)的数进行因式分解后一定都会有一个因数与n相等。比如n=3为一个质数,那么6=3*2与3是非互质关系,因为存在公约数3。所以我们发现与n非互质关系的数都是n的倍数即(kn),因为kn>=n所以与n互质的数都小于n即 \Phi(n)=n-1

还记得我们前面提到的质数吗,他可是构成数字的元素呀,所以如果n不是质数,那么他一定可以被因式分解拆分成多个质数的乘积。比如24=6*4=3*8=2*2*2*3 比如6=2*3,这些质数因数相互乘积也可以形成如下情况:

我们把相同质数因数进行相乘,很容易将一个非质数分解为两个互质关系的数的乘积,比如24=6*4=2*2*2*3=3*8 从简单的情况来考虑,即n被拆分为两个互质关系的数的乘积: 即

n=p*q p与q互质,那么根据剩余定理:

\Phi \left( pq\right) =\Phi(p)*\Phi(q)

至于如何证明呢?说实话我也不清楚。在我理解看来,与24互质的数都有这样一个特点:他进行因式分解后其因数不包含有3与2(因为8=2*2*2)。所以与3互质的数定义为集合A,且个数为 \Phi \left( 3\right) 与8互质的数定义为集合B,且个数为 \Phi \left( 8\right) 这AB两组的数字可以在组与组间两两进行组合乘积,构成与24互质的数。所以两组数字个数相乘就可以知道乘积的组合个数,也就知道与24互质的个数了。这样的证明并不严谨但姑且可以先记住。 另外还需要记住欧拉函数是一个 积性函数 ,也就是n如果为多个互质的数构成即(n=a*b*c*d.... ),那么 \Phi \left( n\right)=\Phi \left( a\right) *\Phi \left( b\right)....

也就是n为某一个质数的倍数,比如27=3*3*3=3^3 27就是3的倍数。那么小于27且存在非互质关系的数一定都是3的倍数也就是:1*3、2*3,3*3...9*3 共计9个, 所以3^3 - 9 =3^3 - 3^2 .所以归纳一下也就是说如果p是质数,求与p^n 互质的数的个数,只要将如下的数 (1*p)、(2*p)、(3*p)、....(p^n-1 *p) 进行剔除,剩余的都将与p^n (切记p是质数)互质所以我们得出:

\Phi \left( p^{k}\right)=p^{k}-p^{k-1}=p^{k}(1-\dfrac {1}{p} )

当k=1的时候即 \Phi \left( p\right)=p-1 又回到了之前n为质数的情况下的表达式。这里我们也看到数学追求简洁和普适性的思想,再繁杂的规律都可以变成一个简洁抽象的表达式。

比如24=6*4=3*8=2*2*2*3,因为质数之间就是互质关系而且质数的多次方也是互质关系所以 我们把24演变一下:24=2^3 * 3即把相同的质数进行合并为质数的多次方。这样2^3 与3是互质关系( 质数的多次方之间也都是互质关系 ),于是当我们求与24互质的数的个数时候,就可以套用之前公式即:

\Phi \left(24\right)=\Phi \left( 2^{3}*3\right)=\Phi \left(2^3\right)*\Phi \left(3\right)=(2^{3}-2^{3-1})(3-1) =8

再进一步归纳因为p1、 p2...pm等都是质数且 n = p_{1}^{k_{1}}p_{2}^{k_{2}}p_{3}^{k_{3}}...p_{m}^{k_{m}}

则由于欧拉函数是积性函数,那么: \Phi \left(n\right)=\Phi \left( p_{1}^{k_{1}}p_{2}^{k_{2}}p_{3}^{k_{3}}...p_{m}^{k_{m}}\right) =\Phi \left( p_{1}^{k_{1}}\right)* \Phi \left( p_{2}^{k_{2}}\right)*...\Phi \left( p_{m}^{k_{m}}\right) 由上一小节n为质数的多次方的结论 \Phi \left( p^{k}\right)=p^{k}-p^{k-1}=p^{k}(1-\dfrac {1}{p} ) 可以得出: \Phi \left( p_{1}^{k_{1}}\right)* \Phi \left( p_{2}^{k_{2}}\right)*...\Phi \left( p_{m}^{k_{m}}\right)=p_{1}^{k_{1}}p_{2}^{k_{2}}...p_{m}^{k_{m}}*(1-\dfrac {1}{p_{1}} )*(1-\dfrac {1}{p_{2}})...(1-\dfrac {1}{p_{m}} )

则 \Phi \left(n\right)=n*(1-\dfrac {1}{p_{1}} )*(1-\dfrac {1}{p_{2}})...(1-\dfrac {1}{p_{m}}) 此时我们仍然计算24互质个数则 \Phi \left(24\right)=\Phi \left( 2^{3}*3\right)=\Phi \left(2^3\right)*\Phi \left(3\right)=24*(1-\dfrac {1}{2})(1-\dfrac {1}{3})=8

上面说的那么多其实归结起来就是这样一个道理:当我们去求小于某个数范围内与其互质的数的个数时候,无非就是把n分为质数还是非质数。

知道了欧拉函数,接下来我们再理解一个同余概念,简单来说也就是25除以3的余数为1,而1除以2的余数为1,则我们称25与1对于模3同余数,用人话来说就是25和1 除以2得到的余数都一样。求余数的过程在数学里的黑话叫取模。所以才有上面那么拗口的说法。但是不要紧,数学喜欢简单不啰嗦,于是搞出了如下的表达式来表达上述说法: 25\equiv 1\left( mod\ 3\right) 也就是说 25 \% 3 = 1\%3=1 注意到了吗?上述表达式也可以这样表述,即25除以3得到的余数为1.围绕着同余这个概念,欧拉大师结合他的欧拉函数活脱脱就搞出了个欧拉定理,我们来看看他有什么发现?

另外根据取模运算的规则: a^{b}\%p = ((a \% p)^{b}) \% p 我们还可以得出 (a^{\Phi \left(n\right)})^{k}\equiv 1\left( mod\ n\right) 因为 (a^{\Phi \left(n\right)})^{k} \% n=(a^{\Phi \left(n\right)}\%n)^{k}\%n=1^k\%n =1 我们举个例子:比如 {\Phi \left(10\right)}={\Phi \left(2*5\right)}={\Phi \left(2\right)}*{\Phi \left(5\right)}=(2-1)*(5-1)=4

所以根据欧拉定理:因为9与10互质所以 9^{\Phi \left(10\right)}=9^4\equiv 1\left( mod\ 10\right) 于是(9^4 )^k 除以10都余1。

如果a与n互质,则必然能够找到一个数使得 ab\equiv 1\left( mod\ n\right) 则b称为a的模反元素,我们可以通过欧拉定理来给予证明 a^{\Phi \left(n\right)}=1\left( mod\ n\right) a^{\Phi \left(n\right)}= a*a^{\Phi \left(n\right)-1}\equiv 1\left( mod\ n\right)

模反元素的概念对后续在已知道公钥情况下,计算合适的私钥是有很重要的意义的。 掌握了这些数学知识,你可能觉得这些东西似乎很孤立,看不到任何作用和价值,不过接下来我们来看看RSA是怎么运作的,你就会发现这些看似毫无作用的东西是如何产生价值的。

从加解密的表达式可以看出在,数学原理上公钥和私钥其实并没有什么差异。你可以用公钥加密、私钥解密,也可以用私钥加密,公钥进行解密。但是对于密码学来说,对公钥和私钥会有不同的要求。 另外需要注意的是这里 明文数值不能大于等于N ,否则解密的结果并不会等于明文。

因为加密的公式为: x^e mod n = y 而解密公式为 y^d mod n = x 从上面表达式可以看出在数学原理上公钥和私钥其实并没有什么差异。你可以用公钥加密、私钥解密,也可以用私钥加密,公钥进行解密。 所以根据: y=x^e - kn 且因为Y^D mod N = x 所以 y^D \equiv x (mod\ n) 所以确定能否加解密的过程本质就是证明: (x^e - kn)^d \equiv x (mod\ n) () 而根据二项式定理 [图片上传失败...(image-ca75c7-10)]

(x^e - kn)^d 展开后演变为 x^ed-m_{1}x^{e(d-1)}kn+m_{2}x^{e(d-2)}(kn)^2...m_{n}(kn)^{d} 你会发现二项式展开后,唯有x^ed 没有包含n,因此结合模运算加法运算规则(a + b) % p = (a % p + b % p) % p ,要想证明的表达式,则必然证明: x^{ed} \equiv x (mod\ n) 由于 ed \equiv 1 (mod\ {\Phi \left(n\right)}) 所以 ed=h{\Phi \left(n\right)})+1 则从证明 x^{ed} \equiv x (mod\ n) 演变为证明 x^{h{\Phi \left(n\right)}}*x\equiv x (mod\ n) 如果x与n 互质则根据欧拉定理 x^{{\Phi \left(n\right)}}\equiv 1 (mod\ n) 基于在欧拉定理中提及的,根据取模运算规则可以得出 x^{h{\Phi \left(n\right)}}\equiv 1 (mod\ n) 仍然是基于取模运算乘法规则,我们又可以得出 x^{h{\Phi \left(n\right)}}x\equiv x (mod\ n) 这样原式得到证明。 那么如果x与n不互质的情况下,因为n=p*q且p和q都是质数,所以n的因数只有p和q了,因为x与n不互质,那么我们可以认为: x=k_{1}p 0 < u< q 或者 x=k_{2}q 0 < k

请注意k值的取值范围,这里要牢记一点明文值必须大于0且小于n值。 这里我们先姑且定义 x=kq 0 < k< p

那么因为p与q都是质数,根据k

得出

(kq)^{h*(q-1)(p-1)} = 1+u*p 这里的u为任意整数,这时候两边都乘以kq (kq)^{h*(q-1)(p-1)}*kq = 1+u*k*q*p 因为n=pq x=kq那么 (x)^{\Phi \left(n\right)+1} = x+u*k*n 还是根据之前取模运算定义得出 (x)^{h\Phi \left(n\right)+1}\equiv x\left( mod\ n\right) 即原式得到了证明。

之所以RSA是安全的,很大程度取决于n值是否足够大以至于在已知公钥e和模数n的情况下仍然难以找出d。根据之前的谈及的密钥对计算方式: E*D \equiv 1(mod\ M) 要想算出D就必须计算出M 而M = (p-1)(q-1) ,n=p*q则要算出M就需要知道p和q,即从一个庞大的数中分离出两个也很大的质数。大数的素因数分解被认为是一个困难的问题,即使是现代的计算机也非常难于处理,所以许多加密系统的原理都是建基于此。 目前最安全的做法是选择使用rsa-2048,随着2009年12月12日,编号为RSA-768(768 bits, 232 digits)数也被成功分解。这一事件威胁了现通行的1024-bit密钥的安全性。这里的2048表示的是模数N 的二进制位为2048位。而一般公钥世面上普遍选择65535,这是安全性和计算速度之间的综合考虑下选择出来的一个比较妥当的数值。因为加解密函数都是在做大数的指数运算,所以在工程方面会尽量考虑公钥加解密的执行速度,毕竟公钥是被外部使用的。 此外还记得前面提到rsa加密的明文数值大小不能大于N,或者其位数不能超过N的位数的限制。一旦超过密文解密后和原文数据不相匹配,这时候就需要采用分段加密技术。而另一方面明文的值也不能为0或1,-1因为这样导致密文也是0,1或者-1。另外也有一个问题即如果用私钥解密一段非法数据,那么得到是解密失败还是一个毫无意义的解密内容呢?这时候需要采用 rsa padding技术。对这个概念理解可以参考 浅谈RSA Padding 这篇文章。

通过学习一些简单的数论知识即质数、欧拉函数、模反元素等概念后,我们也了解RSA算法大致过程,总的来说公私密钥对需要计算如下几个数据:

RSA的安全性不仅仅建立于大数质因数分解困难这一理论基础上,在工程上如何对上述这些数值的选取也是很大的学问。通过对rsa学习让我对工程和理论之间的关系理解上更进一步。理论确定了方向的可行性,而工程实践则要确保在有限资源下,理论结果是可以应用起来解决特定规模的问题。而在加密算法领域,一旦工程实践出现偏差,往往就容易产生安全漏洞,尽管算法理论证明是安全的。比如rsa中p q值的选择等。这里我罗列几个工程问题有兴趣的童鞋可以再进一步做探索:

密码学论文写作范例论文

随着网络空间竞争与对抗的日益尖锐复杂,安全问题以前所未有的深度与广度向传统领域延伸。随着移动互联网、下一代互联网、物联网、云计算、命名数据网、大数据等为代表的新型网络形态及网络服务的兴起,安全需求方式已经由通信双方都是单用户向至少有一方是多用户的方式转变。如果你想深入了解这方面的知识,可以看看以下密码学论文。

题目:数学在密码学中的应用浅析

摘要:密码学作为一门交叉学科,涉及学科广泛,其中应用数学占很大比例,其地位在密码学中也越来越重要,本文简单介绍密码学中涉及数学理论和方法计算的各种算法基本理论及应用,并将密码学的发展史分为现代密码学和传统密码学,列举二者具有代表性的明文加密方法,并分别对其中一种方法进行加密思想的概括和阐述。

关键词:密码学 应用数学 应用

随着信息时代的高速发展,信息的安全越来越重要,小到个人信息,大到国家安全。信息安全主要是将计算机系统和信息交流网络中的各种信息进行数学化的计算和处理,保护信息安全,而密码学在其中正是处于完成这些功能的技术核心。在初期的学习当中,高等数学、线性代数、概率论等都是必须要学习的基础学科,但是涉及密码学的实际操作,数论和近世代数的'数学知识仍然会有不同程度的涉及和应用,本文在这一基础上,讨论密码学中一些基本理论的应用。

一、密码学的含义及特点

密码学是由于保密通信所需从而发展起来的一门科学,其保密通讯的接受过程如下: 初始发送者将原始信息 ( 明文) 进行一定方式转换 ( 加密) 然后发送,接受者收到加密信息,进行还原解读 ( 脱密) ,完成保密传输信息的所有过程,但是由于传输过程是经由有线电或无线电进行信息传输,易被窃取者在信息传输过程中窃取加密信息,在算法未知的情况下恢复信息原文,称为破译。

保密信息破译的好坏程度取决于破译者的技术及经验和加密算法的好坏。实际运用的保密通信由两个重要方面构成: 第一是已知明文,对原始信息进行加密处理,达到安全传输性的效果; 第二是对截获的加密信息进行信息破译,获取有用信息。二者分别称为密码编码学和密码分析学,二者互逆,互相反映,特性又有所差别。

密码体制在密码发展史上是指加密算法和实现传输的设备,主要有五种典型密码体制,分别为: 文学替换密码体制、机械密码体制、序列密码体制、分组密码体制、公开密钥密码体制,其中密码学研究目前较为活跃的是上世纪70年代中期出现的公开密钥密码体制。

二、传统密码应用密码体制

在1949年香农的《保密系统的通信理论》发表之前,密码传输主要通过简单置换和代换字符实现,这样简单的加密形式一般属于传统密码的范畴。

置换密码通过改变明文排列顺序达到加密效果,而代换密码则涉及模运算、模逆元、欧拉函数在仿射密码当中的基本理论运用。

传统密码应用以仿射密码和Hill密码为代表,本文由于篇幅所限,就以运用线性代数思想对明文进行加密处理的Hill密码为例,简述其加密思想。

Hill密码,即希尔密码,在1929年由数学家Lester Hill在杂志《American Mathematical Monthly》

上发表文章首次提出,其基本的应用思想是运用线性代换将连续出现的n个明文字母替换为同等数目的密文字母,替换密钥是变换矩阵,只需要对加密信息做一次同样的逆变换即可。

三、现代密码应用

香农在1949年发表的《保密系统的通信理论》上将密码学的发展分为传统密码学与现代密码学,这篇论文也标志着现代密码学的兴起。

香农在这篇论文中首次将信息论引入密码学的研究当中,其中,概率统计和熵的概念对于信息源、密钥源、传输的密文和密码系统的安全性作出数学描述和定量分析,进而提出相关的密码体制的应用模型。

他的论述成果为现代密码学的发展及进行信息破译的密码分析学奠定理论基础,现代的对称密码学以及公钥密码体制思想对于香农的这一理论和数论均有不同程度的涉及。

现代密码应用的代表是以字节处理为主的AES算法、以欧拉函数为应用基础的RSA公钥算法以及运用非确定性方案选择随机数进行数字签名并验证其有效性的El Gamal签名体制,本文以AES算法为例,简述现代密码应用的基本思想。

AES算法的处理单位是计算机单位字节,用128位输入明文,然后输入密钥K将明文分为16字节,整体操作进行十轮之后,第一轮到第九轮的轮函数一样,包括字节代换、行位移、列混合和轮密钥加四个操作,最后一轮迭代不执行列混合。

而且值得一提的是在字节代换中所运用到的S盒置换是运用近世代数的相关知识完成加密计算的。

四、结语

本文通过明确密码学在不同发展阶段的加密及运作情况,然后主要介绍密码学中数学方法及理论,包括数论、概率论的应用理论。

随着现代密码学的活跃发展,数学基础作为信息加密工具与密码学联系越来越密切,密码学实际操作的各个步骤都与数学理论联系甚密,数学密码已经成为现代密码学的主流学科。

当然,本文论述的数学理论与密码学的应用还只是二者关系皮毛,也希望看到有关专家对这一问题作出更深层次的论述,以促进应用数学理论与密码学发展之间更深层次的沟通与发展。

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