密碼學(xué)課后習(xí)題集

1、第三章:3-1使用密鑰字為common的代換密碼方案，列出字母代換表解：去除后來(lái)重復(fù)的字母后，真正的密鑰字為comn明文abcdefghijklm密文COMNABDEFGHIJ明文nop:qrstuvwxyz密文KLPQRSTUVWXYZ3-2解密下面的一段愷撒密碼密文(明文單詞間留空，以便閱讀)EHVWWLPHRIWKHBHDULVVSULQJZKHQIORZHUVEORRP解：將密文字母在英文字母表上前移3個(gè)位置，即可得到這段愷撒密碼密文對(duì)應(yīng)的明文如下：besttimeoftheyearisspringwhenflowersbloom3-3利用仿射密碼算法加密下面的明文，假設(shè)k1=7,k2

2、=3(要求首先列出明文字母-密文字母代換表，然后給出對(duì)應(yīng)的密文，并以字母t的加密為例給出計(jì)算過(guò)程)：解：因?yàn)閗1=7,k2=3,因此仿射密碼的加密公式為cek(p)(pk27p3(mod26)字母t(19)被加密為ek71931366G(mod26)完整的明文字母-密文字母代換表如下表所示：明文abcdefghijklm密文DKRYFMTAHOVCj明文nopqrstuvwxyz密文QXELSZGNUBIpW3-4解密3-3題所得仿射密碼密文，并以密文字母F的解密為例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程。解：因?yàn)閗i=7,k2=3,因此，根據(jù)仿射密碼的解密公式，有1-p7(c3)15(c3)15c19(mod26)密

3、文字母F(5)解密為：15c19155197519564e(mod26)密文ABCDEFGHIJKLM明文hwlapetixmbqf密文NOPQRSTUVWXYZ明文ujyncrgvkzods3-5使用密鑰字student對(duì)明文cryptography進(jìn)行維吉尼亞密碼加密和解密,要求仿照表3-7(P51)給出其加密和解密過(guò)程，并說(shuō)明相同明文字符的加密結(jié)果。解：去除密鑰字student中后來(lái)重復(fù)的字母后，真正的密鑰為studen。因此，應(yīng)將明文、密文按照6位長(zhǎng)度進(jìn)行分組，每組使用同樣的密鑰studen加密、解密。03023-6選擇希爾密碼的加密密鑰矩陣k為：k試以明文love為例0507解：將明

4、文字符love變換為數(shù)字，分別為11、14、21、4。因?yàn)榧用苊荑€矩陣k為2階矩陣，所以應(yīng)將明文分成p1(1114)和p2(214)兩組分別進(jìn)行加密。(1)確定解密密鑰矩陣k-103023725211011050711)11mod2619(見表2-2(P21(2)C20705k1k加密P1?kP2?k02031907211121因此，明文字符14love0724(mod26)210324030305030513339902070207的加密密文為45657(103(830309120)14(mod05(2516)70)(5ZQFS。26)(ZQ)(mod26)18)(FS)(mod26)(3)

5、解密PiQ?k12516?03140905(219430)(1114)(lo)(mod26)1p2c2?k50318?091405(177160)(214)(ve)(mod26)因此，密文字符ZQFS的解密明文為love,即解密后恢復(fù)了原來(lái)的明文。3-7使用每行5個(gè)字符的格子和密鑰字money,將下面的明文置亂為密文(多余的空格內(nèi)依次填入字母a、b、c)：cryptographyisthescienceandstudyofsecretwriting提示：將密鑰字money變換為數(shù)字（字母表上最靠前的密鑰字母用0表示，然后依次遞增），即是讀出列的順序。解：置亂密碼的格紙表如下表所示:012340

6、cryPt1ograP2hyist3hesci4encea5ndstu6dyofs7ecret8writi9ngabc根據(jù)密鑰字money,得到讀出列的順序?yàn)?、3、2、0、4。按照此順序讀出各列，得至U置舌L密文如下：RGYENDYCRGPASCETFETBYRISCSORIACOHHENDEWNTPTIAUSTIC3-9用頻數(shù)法破譯下面的一段仿射密碼密文（不含空格）FMXVEDKAPHFERBNDKRXRSREFMORUDSDKDVSHVUFEDKAPRKDLYEVLRHHRH解：(1)密文字母頻數(shù)統(tǒng)計(jì)該段仿射密碼密文一共有57個(gè)密文字符，密文字母出現(xiàn)的頻數(shù)如下表所示:字母ABCDEFGH

7、IJKLMNOPQRSTUVWXYZ頻數(shù)21075405005221120830240210從上表可見頻數(shù)比較高的密文字母：R:8;D:7;E、H、K:5;F、V:4而明文字母頻數(shù)比較高的幾個(gè)英文字母依次為e、t、a、o、i、n、s、h、r。(2)假設(shè)與推論、證實(shí)第一次假設(shè)：頻數(shù)最高的密文字母R(17)對(duì)應(yīng)頻數(shù)最高的明文字母e(4),頻數(shù)次高的密文字母D(3)對(duì)應(yīng)頻數(shù)次高的明文字母t(19)。第二次假設(shè)：頻數(shù)最高的密文字母R(17)對(duì)應(yīng)頻數(shù)最高的明文字母e(4),頻數(shù)第三高的密文字母E(4)對(duì)應(yīng)頻數(shù)次高的明文字母t(19)。第三次假設(shè)：頻數(shù)最高的密文字母R(17)對(duì)應(yīng)頻數(shù)最高的明文字母e(4)

8、,頻數(shù)并列第三的密文字母H(7)對(duì)應(yīng)頻數(shù)次高的明文字母t(19)。第四次假設(shè)：頻數(shù)最高的密文字母R(17)對(duì)應(yīng)頻數(shù)最高的明文字母e(4),頻數(shù)并列第三的密文字母K(10)對(duì)應(yīng)頻數(shù)次高的明文字母t(19)。根據(jù)仿射密碼的加密公式,列出密文和明文的關(guān)系方程組如下:r174klk2(mod26)1019klk2(mod26)-得：15ki719(mod26),一1一一一一一一解得：k115197191333(mod26)由于gcd(k1,26)gcd(3,26)1,因此匕3存在乘法逆元，且k11319,說(shuō)明第四次假設(shè)正確。將K3代入式，得：k2174k117435(mod26)因此，破譯得到該仿射密

9、碼的加密密鑰為k13,k25。將它們代入仿射密碼的解、.一一.,-1.一._._._密公式，得到：pk1(ck2)9(c5)9c459c19(mod26)將密文字母代入式，得到對(duì)應(yīng)的明文字母，如下表所示:密ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ明hqzirajsbktcludmvenwfoxgPy例如，密文字母U(20)代入式，得到明文字母為9c1992019180191615f(mod26)對(duì)照題上表，將密文變換為明文，得到如下的一段具有明確意義的明文:algorithmsarequitegeneraldefinitionsofarithmeticprocesses第四章:4-

10、5分別使用（4-14）式和表4-1的S盒查找表，求16進(jìn)制數(shù)5c和e2的字節(jié)代換結(jié)果。已知5c-1=51,e2-1=d6。解由于5c-1=51=(01010001)b01000111111110'b11100011101011b21110001100000b311110001001014ab41111100010000b50111110001110b60011111011011b70001111100000而根據(jù)表4-1的S盒查找表，可以直接得到5c的字節(jié)代換結(jié)果為果相同。同理，由于e2-1=d6=（11010110），根據(jù)（4-14）式，有4a,可見二者結(jié)，.b01000111101

11、110，.b11100011111110，.b21110001110000b3111100010010198b41111100010101，一b50111110001110，一b60011111011110b70001111110101而根據(jù)表4-1果也相同。的S盒查找表，可以直接得到e2的字節(jié)代換結(jié)果為98,可見二者結(jié)4-6AES的中間態(tài)如題4-6圖所示。求AES對(duì)其執(zhí)行行移位運(yùn)算ShiftRows后的結(jié)果。d4e0b81e27bfb44111985d52aef1e530d4e0b81ebfb441275d52119830aef1e5解AES對(duì)其執(zhí)行行移位運(yùn)算ShiftRows后的結(jié)果如題4

12、-6圖2所示。4-7分別用多項(xiàng)式乘法、移位相加法和表操作法計(jì)算下列字節(jié)乘法運(yùn)算:(2)5c?e264654解(1)51(01010001)xx1,71(10010101)xxx1。多項(xiàng)式乘法計(jì)算字節(jié)乘法運(yùn)算6465451?71(x6x41)(x6x5x41)121110610984654xxxxxxxxxxx112119858/435xxxxx1x(xxx1)x18438435(xxxx1x)(xxx1)x1/43435(xxx1)(xxx1)x18754764354243.5.xxxxxxxxxxxxxxx1x18652/8438、652xxxx(xxxx1x)xxx4365265432xx

13、x1xxxxxxxxx1(01111111)7f移位相加法計(jì)算字節(jié)乘法運(yùn)算由于51?71(01010001)?(01110001),且(00000001)?(01110001)(01110001)(00000010)?(01110001)(11100010)(00000100)?(01110001)(00001000)?(01110001)(00010000)?(01110001)(00100000)?(01110001)(01000000)?(01110001)(11000100)(10111110)(01001010)(10100010)(01000100)(00011011)(00011

14、011)(00011011)(00011011)(11011111)(10100101)(01010001)(0101111)因此，有51?71(01010001)?(01110001)(00000001)?(01110001)(00010000)?(01110001)(01000000)?(01110001)(01110001)(01010001)(01011111)(01111111)7f表操作法計(jì)算字節(jié)乘法運(yùn)算查表4-2的對(duì)數(shù)表，有：5103dd,710379。因此，51?7103dd?037903dd?0322?035703ff?03570357查表4-3的反對(duì)數(shù)表，有：03577f。

15、因此，51?7103577f。4-9利用031573的已知結(jié)果，證明GF(28)域上的元素950316。解031603?031503?73(x1)(x6x5x4x1)7652654,xxxxxxxxx1742xxx21(10010101)954-10利用表操作法，計(jì)算GF(28)域上的元素5c和e2的乘法逆元。解：5c0322,e20392根據(jù)表4-2,有5c0322,e203嚴(yán),因此，5c1032203ff2203嚴(yán)e21039203ff92036d根據(jù)表4-3,得到5c103dd51e21036dd64-11分別用移位相加法和表操作法計(jì)算AES的下列字運(yùn)算：(1) 01?8701?6e02

16、?4603?a6(2) 02?5203?a401?c801?94解(1)移位相加法計(jì)算01?8701?6e02?4603?a6876e02?4602?a6a6(10000111)(01101110)(00000010)?(01000110)(00000010)?(10100110)(10100110)(11101001)(10001100)(01001100)(00011011)(10100110)(11101001)(10001100)(11110001)(10010100)94表操作法計(jì)算01?8701?6e02?4603?a6876e02?4603?a6876e0319?03ce0301

17、?0349876e03e7034a876©8cf1(10000111)(01101110)(10001100)(11110001)(10010100)94(2)移位相加法計(jì)算02?5203?a401?c801?9402?52a402?a4c894(10100100)(10100100)(0100100000011011)(11001000)(10010100)(00001111)0f表操作法計(jì)算02?5203?a401?c801?940319?03fd0301?0317c8?940317?03ff0318c8?94a4f7c894(10100100)(11110111)(110010

18、00)(10010100)(00001111)0f4-12假設(shè)128比特種子密鑰k為：k=ab7e151628aed2a6abf7158809cf4f3c試仿口表4-6列表給出輪密鑰字WoW9的密鑰擴(kuò)展過(guò)程及結(jié)果。解輪密鑰字W0W9的密鑰擴(kuò)展過(guò)程及結(jié)果如題4-12表所示。iWiiRotWord()SubWord()RconjtiWi4Wi0ab7e1516128aed2a62abf71588309cf4f3c409cf4f3ccf4f3c098a84eb0101000008b84eb0ab7e15120fafe17016520fafe128aed2a08542cb761608542cbabf7

19、158a3a33931897a3a339309cf4f3caa6c760958aa6c7606c7605aa50386bac020000052386ba20fafe172c295b50c7b972c295bb08542cb17a96b90a4-20畫出題4-20圖所示4級(jí)序列產(chǎn)生器的全狀態(tài)圖，從最小的非0狀態(tài)開始寫出一個(gè)周期的輸出序列，并說(shuō)明它是否是m序列產(chǎn)生器。題4-20圖4級(jí)序列產(chǎn)生器解：該4級(jí)序列產(chǎn)生器的全狀態(tài)圖如題4-20圖2所示。由圖可見，從最小的非0狀態(tài)開始，一個(gè)周期的輸出序列為100011110101100，其周期為15,因此它是m序列產(chǎn)生器。4-23檢驗(yàn)周期序列“1000111

20、10101100”的平衡特性、游程特性和自相關(guān)特性。其中，自相關(guān)特性直接通過(guò)（4-57）式和（4-58）式的計(jì)算來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。解：（1）平衡特性檢驗(yàn)。該序列的周期為15,且一個(gè)周期中有8個(gè)T、7個(gè)“0”，因此符合戈龍?zhí)岢龅碾S機(jī)性公設(shè)中的平衡特性。如用頻數(shù)法檢驗(yàn)，將018、n07代入2一22（0100）（87）1（4-59）式，有Xn1515顯然，它跡還小于1自由度的X2分布表中5%顯著性水平值3.84,所以通過(guò)頻數(shù)檢驗(yàn)。（2）游程特性檢驗(yàn)。該序列的一個(gè)周期中，有兩個(gè)長(zhǎng)度為1的“1”游程，有1個(gè)長(zhǎng)度為2的“1”游程，有1個(gè)長(zhǎng)度為4的“1”游程，“1”游程的總數(shù)為4。除了長(zhǎng)度為4的“1”游程外，長(zhǎng)度

21、為1的“1”游程數(shù)為“1”游程總數(shù)的1/2,長(zhǎng)度為2的“1”游程數(shù)為“1”游程總數(shù)的1/4,因此基本符合游程特性。同樣，該序列的一個(gè)周期中，有兩個(gè)長(zhǎng)度為1的“0”游程，有1個(gè)長(zhǎng)度為2的“0游程，有1個(gè)長(zhǎng)度為3的“0”游程，“0”游程的總數(shù)為4。除了長(zhǎng)度為3的“0”游程外，長(zhǎng)度為1的“0”游程數(shù)為“0”游程總數(shù)的1/2,長(zhǎng)度為2的“0”游程數(shù)為“0”游程總數(shù)白11/4,因此也基本符合游程特性。(3)自相關(guān)特性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果見題4-23表。從該表可見：該序列的自相關(guān)函數(shù)值符合(4-58)式的特性，即0時(shí)，C()C(0)1；0時(shí)，C()1/15。因此該序列具有很好的自相關(guān)特性。自相關(guān)函數(shù)具有周期性，

22、其周期與要檢驗(yàn)序列的周期相同。題4-23表自相關(guān)特性檢驗(yàn)序列相同位數(shù)A不同位數(shù)DC()APD01000111101011001501100011110101100178-1/15200111101011001078-1/15301111010110010078-1/15411110101100100078-1/15511101011001000178-1/15611010110010001178-1/15710101100100011178-1/15801011001000111178-1/15910110010001111078-1/151001100100011110178-1/15111

23、1001000111101078-1/151210010001111010178-1/151300100011110101178-1/151401000111101011078-1/15151000111101011001501第5章:5-5在RSA體制中:(1)若p19,q23,e5,求n、(n)和d。(2)若e31,n3599,求d。該計(jì)算結(jié)果說(shuō)明了什么問題?解(1)np?q1923437,(n)(p1)(q1)1822396de1mod1(n)51mod396317(2)由于n35995961p?q,因此p59,q61。(n)(p1)(q1)58603480de1mod(n)311mod

24、3963031該結(jié)果說(shuō)明，p、q太小是不安全的，攻擊者容易通過(guò)因式分解從n分解出p、q,并進(jìn)而根據(jù)(n)和e計(jì)算出私鑰d。5-6使用快速計(jì)算法計(jì)算下列模指數(shù)，要求列表給出計(jì)算過(guò)程。(2)432159mod4661解(1)b=13=(1101),a=16,n=4661,計(jì)算過(guò)程如下表所示iby(mod4661)3112161621162164096102_4096167772162277012227721682955664384713因此，16mod46613847。(2)b=59=(111011),a=4321,n=4661,計(jì)算過(guò)程如下表所示。iby(mod4661)511243214321

25、412_432143218067756816122133122132432121161531449416320一2_41631733056997111971243214074015961365701365724321577875373292551因此，432159mod46612551。5-7假設(shè)Alice和Bob采用RSA密碼體制進(jìn)行保密通信。已知Alice的公鑰為(eA,nA)=(13,115),私鑰為(dA,nA)=(62,115);Bob的公鑰為(eB,mb)=(7,119),私鑰為(db,nB)=(55,119)。(1)若Alice想將明文m7加密后傳送給Bob，試計(jì)算密文c。(2)

26、若Bob要解密密文c3,試計(jì)算明文m。解(1)cme3modnB77mod119823543mod11963(2)mcdBmodnB355mod119174449211009120179071170507nod119455-8假設(shè)Alice和Bob采用RSA密碼體制進(jìn)行保密通信。已知Alice的公鑰為(eA,nA)=(13,115),私鑰為(dA,nA)=(62,115);Bob的公鑰為(eB,nB)=(1223,2867),私鑰為(dB,mb)=(167,2867)。字符代換規(guī)則為：字母az分別用0126表不，空格用00表不。(1)若Alice想將明文"rsaalgorithm”秘

27、密地發(fā)送給Bob,幫Alice計(jì)算密文。(2)Bob收到Alice發(fā)來(lái)的密文后，幫Bob計(jì)算明文，并將明文替換回英文字符。(3)若Bob想將明文"rs”秘密地發(fā)送給Alice,幫Bob計(jì)算密文。解(1)由于Bob的模數(shù)nB=2867,因此Alice可以一次加密兩個(gè)字符。將明文“rsaalgorithm”替換為數(shù)字，并按兩個(gè)字符分組為：1819010001120715180920081300。各組明文加密如下：Gm?modmb18191223mod28672756c2皿如modnB01001223mod28672001c3m3電modMb01121223mod28670542e1223

28、C4m4modnB0715mod28670669C5m5eBmodnB18091223mod28672347C6m6e3modnB20081223mod28670408C7nVBmodnB13001223mod28671815因此，Alice力口密后的密文為：2756200105420669234704081815(2)Bob收到Alice發(fā)來(lái)的密文后，分組解密得到各組明文:m1c1dBmod2756167mod28671819m2c2dBmodnB20011223mod28670100m3c3dBmodnB0542167mod28670112m4c4dBmodnB0669167mod2867

29、0715m5c5dBmodnB2347167mod28671809m6小兔modnB0408167mod28672008mbc1dBmodnB1815167mod28671300因此，Bob解密后的明文為：1819010001120715180920081300。替換回英文字符后，明文為：rsaalgorithm。(3)由于Alice的模數(shù)nA=115,因此Bob只能一次加密一個(gè)字符。將明文“rs”替換為數(shù)字，為：1819。各組明文加密如下：eA13c1m1AmodnA18mod11548c2m2eAmodnA1913mod11599因此，Bob加密后的密文為：4899。5-9假設(shè)Alice采

30、用EIGamal密碼體制，并選擇素?cái)?shù)p2579,私鑰x567,且已知GF(p)的一個(gè)生成元g2。(1) 計(jì)算Alice的公鑰V。(2)若Bob想秘密發(fā)送消息m1234給Alice,且他選擇的隨機(jī)數(shù)r359,試給出Bob和Alice的加密和解密過(guò)程。(3)若Bob發(fā)送上述密文時(shí)，不慎將密文g、c2交換了位置，會(huì)出現(xiàn)什么問題？解(1) Alice的公鑰ygxmodp2567mod2579633。(2) Bob和Alice的加密和解密過(guò)程Bob加密：r359cigmodp2mod25791514c2myrmodp1234633359mod25791478Alice解密：mg(gx)1modp1478

31、(1514567)1mod25791478(1623)1mod25791478116mod2579171448mod25791234(3)若Bob發(fā)送上述密文時(shí)，不慎將密文G、c2交換了位置，Alice將無(wú)法正確解密。此時(shí)，Alice的解密結(jié)果為:,X、1mC2(Ci)modp1514(1478567)1mod25791514(1997)1mod257915141644mod25792489016mod25792815-10說(shuō)明實(shí)數(shù)域上的橢圓曲線E(3,2)能否構(gòu)成一個(gè)阿貝爾群。解由于a3、b2,因此4a327b24(3)327220,不滿足(5-37)32式關(guān)于4a27b0的要求，所以實(shí)數(shù)域

32、上的橢圓曲線E(3,2)不能構(gòu)成一個(gè)阿貝爾群。235-11找出素域GF(11)上的橢圓曲線En(1,6)即yxx6上的所有點(diǎn)。解對(duì)于x、y的所有可能值010,列一張方表如題5-11表所示，逐對(duì)驗(yàn)證x、y23值是否素域GF(11)上橢圓曲線Eii(1,6)即yxx6上的點(diǎn)(注意，數(shù)值運(yùn)算時(shí)要進(jìn)行mod11運(yùn)算)。若是，對(duì)應(yīng)表格內(nèi)劃，；若不是，對(duì)應(yīng)表格內(nèi)不做記號(hào)。題5-11表尋找素域GF(11)上橢圓曲線En(1,6)即y2x3x6上的所有點(diǎn)012345678910012VV3VV45VV67Va/8a/a/910Va/23根據(jù)題5-11表，得到素域GF(11)上橢圓曲線Eii(1,6)即yxx6

33、上的所有點(diǎn)(不含無(wú)窮遠(yuǎn)點(diǎn))為：(2,4),(2,7),(3,5),(3,6),(5,2),(5,9),(7,2),(7,9),(8,3),(8,(8) ,(10,2),(10,9)。5-13由不可約多項(xiàng)式m(x)x4x1定義的有限域GF(24)有一個(gè)生成元gx(0010)2,非0元素與生成元g的關(guān)系參見表5-4。已知GF(24)上的橢圓曲線一.40、234253、e24(g,g)為yxyxgx1,其上的兩個(gè)點(diǎn)分別為p(g,g)和614Q(g6,g)。計(jì)算：(1) QR(2)PQS(3) 2PU(4)5PV解ag4(0011),bg0(0001),xpg5(0110),yg3(1000),xqg

34、6(1100),vqg14(1001)。(1)由于QR,因此Q與R為互逆點(diǎn)。根據(jù)互逆點(diǎn)規(guī)則和(5-61)式，有6xrxqgVrxqVqg6g14(1100)(1001)(0101)g8因此，有61468、Q(g,g)R(g,g)。(2) PQSP(Q)PR。因?yàn)閤PxR,所以P、R是非互逆點(diǎn)。根據(jù)(5-65)式，有yRvpg8g3(0101)(1000)(1101)g13xRxPg6g5(1100)(0110)(1010)g9g將代入(5-63)、(5-64)式,得到2xsxpxra4X24564(g)gggg84564ggggg(0101)(0011)(0110)(1100)(0011)(1

35、111)12gyS(xPxs)xsyP4,512,123g(gg)gg916123gggg91123gggg(1010)(0010)(1111)(1000)(1111)因此，有5361453681212、P(g,g)Q(g,g)P(g,g)R(g,g)s(g,g)(3) 2PUo根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則，有25X23318xpVp(g)g5gg5g三g丁xpgggg5g13(0110)(1101)(1011)g7將代入（5-67）和（5-68）式，得到Xu/7、2741474a(g)ggggg(1001)(1011)(0011)(0001)1g025270107yuXp(1)xu(g)(g1)ggg1_1

36、3(0111)(1011)(0001)(1101)g因此，有2P(g5,g3)U(1,g13)(4) 5PV2UPWPo首先計(jì)算2UWo根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則，有2/13Xu血L1g13(0001)(1101)(1100)g6Xu1將代入(5-67)和(5-68)式，得到2/6、2641264Xwa(g)ggggg(1111)(1100)(0011)(0000)0ywXu2(1)xw12(g61)01(0001)g0因此，有132U(1,g)W(0,1)再計(jì)算5PV2UPWP。因?yàn)閄pXw,所以P、W是非互逆點(diǎn)。根據(jù)(5-65)式，有314ywyp1g(0001)(1000)(1001)g9555-5-

37、gXwXp0gggg將代入（5-63）、（5-64）式，得到XvXpXwa/9、2954(g)ggog18954gggg3954gggg(1000) (1010)(0110)(0011)(0111)10gyv(xpxv)xvyp9/510、103g(gg)gg1419103gggg144103gggg(1001) (0011)(0111)(1000)(0101)8g因此，有5P(g5,g3)W(0,1)P(g5,g3)V(g10,g8)5-15由不可約多項(xiàng)式m(x)x4x1定義的有限域GF(24)有一個(gè)生成元gx(0010)2,非0元素與生成元g的關(guān)系參見表5-4。已知GF(24)上的橢圓曲線

38、E24(g4,g0)為y2Xx3g4x21,以其上階h8的點(diǎn)Glg;g11)構(gòu)造橢圓曲線E24(g4,g0)的子群E23(g4,g°)。假設(shè)Alice和Bob使用基于上述參數(shù)的橢圓曲線密碼體制進(jìn)行保密通信。(1) 若Bob選擇私鑰dB31,7,計(jì)算Bob的公鑰Qb。(2) 若Alice要秘密發(fā)送消息m=(01101011)給Bob,給出Alice的加密過(guò)程。假設(shè)她隨機(jī)選擇整數(shù)k2,滿足k1,7o(3) 給出Bob的解密過(guò)程。(4) 該題的參數(shù)選擇是否有問題？為什么？解ag4(0011),xgg5(0110),yg11(1110)。(5) 計(jì)算Bob的公鑰Qb:根據(jù)(5-80)式，Bo

39、b的公鑰Qb為：QbdBG3G(Xg,Yg)假設(shè)：2G(xG,yG)P(Xp,yP)則有：QbdBG3G(xG,yG)P(xpNp)G(Xg"g)現(xiàn)在，首先計(jì)算2G(Xg4g)P(Xp,yp)。根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則，有255211_包(g)5gg5g6(0110)(1100)(1010)g9Xgg將代入(5-67)和(5-68)式，得到2,9、29418943g4Xpa(g)gggggggg(1000)(1010)(0011)(0001)1g025、290109ypXg(1)Xp(g)(g1)ggg1(0111)(1010)(0001)(1100)g6因此，有2G(g5,g11)P(1,g6

40、)然后，計(jì)算Bob的公鑰QbP(xp,yp)G(Xg,Yg)°由于XpXg,因此P(Xp,Yp)點(diǎn)與G(Xg,Yg)點(diǎn)不是互逆點(diǎn)。根據(jù)(5-65)式，有YpYgXpXg611ggig2*51(1100)(1110)(0010)g1(0001)(0110)(0111)g1016tg6(1100)g將代入(5-63)、(5-64)式,得到2XqbXgXpa/62654(g)gg1g12654ggg1g(1111)(1100)(0110)(0001)(0011)(0111)10gYQb(XGXQb)XQbyG65101011g(gg)gg11161011gggg1111011gggg(11

41、10)(0010)(0111)(1110)(0101)8g因此，有3G(g將消息m劃分為域兀素mi,滿足mGF(2)：,g11)P(1,g6)G(g5,g11)QB(g10,g8)mi(0110)m2(1011)g7隨機(jī)選擇一個(gè)整數(shù)k2,滿足k1,7。計(jì)算密文:首先計(jì)算R(xR,yR)2G。根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則，有2xNgXg/52(g)5g11rg5(0110)(1100)(1010)將代入(5-67)和(5-68)式，得到因此，有2Xr(1000)929a(g)gg18g(1010)(0011)(0001)2/、，5、2,9yRXg(1)xr(g)(g4g0g01)g(0111)(1010)(00

42、01)(1100)10g6gG(g5,g11)R(1,g6)然后計(jì)算S(xs,ys)k2Qb。根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則,2XQbyQB/102(g)10g10g23g10g10g13g(0111)(1101)_9(1010)g將代入(5-67)和(5-68)式，得到2Xs/9294a(g)gg18g(1000)(1010)(0011)(0001)4g0g2/ysxqb(10、2/91)xs(g)(g1)g0(0110)(1010)(0001)(1101)g209gg13因此，有_101_132QB(g,g)S(1,g)最后計(jì)算a,m,Xs:amXsg51g5(0110)C2mbXsg71g7(1011)將

43、(Xr，Yr)和密文C1、C2按下面的數(shù)據(jù)格式：657_(xR,yR,c1,C2)(1,g,g,g)(0001),(1100),(0110),(1011)發(fā)送給Bob。(3)Bob的解密過(guò)程當(dāng)Bob收到Alice發(fā)送來(lái)的密文(Xr,yR,G)時(shí)，按如下過(guò)程進(jìn)行解密操作：用Bob自己的私鑰dB3,計(jì)算：S(xs,ys)dBR(xR,yR)3R(1,g6)假設(shè)：2R(Xr,yR)T(xT,yT)則有：S(xs,ys)dBR(xR,yR)3R(Xr,yR)T(x-yT)R(Xr,yR)現(xiàn)在，首先計(jì)算2R(Xr,yR)T(xT,yT)。根據(jù)倍點(diǎn)規(guī)則，有226yR1-1g6(0001)(1100)(11

44、01)g13Xr1將代入（5-67）和（5-68）式，得到2/13、21342613411134xta(g)gggggggg(1110)(1101)(0011)(0000)0YtXr2(1)Xt12(g131)01因此，有2R(1,g6)T(0,1)然后，計(jì)算S(Xs,Ys)cIbR(Xr,Yr)3R(Xr,Yr)T(Xt,Yt)R(Xr,Yr)。由于XtXr,因此T(Xt,Yt)點(diǎn)與R(Xr,Yr)點(diǎn)不是互逆點(diǎn)。(0001)(1100)(1101)g13根據(jù)(5-65)式，有6YtYr1g16XtXr01g將代入(5-63)、(5-64)式,得到a1g42XsXtXr/13、213c(g)g02613,4gg1g111344gg1g(1110)(1101)(0001)(0011)(0001)