密码系统设计第一周

AI对学习内容的总结

要求

让AI（kimi，元宝等）阅读学习内容并进行总结，教材内容可以使用微信读书或者云班课电子教材
我使用了豆包MARSCODE来对内容进行总结

总结

第一章密码学概述：
密码学在信息安全中扮演着核心角色，广泛应用于数据加密、身份认证、访问控制等领域，是保护个人隐私和商业机密的重要手段。
1.1玛丽女王的密码总结：
玛丽女王被控，密谋行刺伊丽莎白女王以夺取王位，利用密码进行通信。托马斯·菲利普利用频率分析法破解了玛丽的密码，最后玛丽女王被判处死刑
1.2密码学简史总结：
密码学是研究通信安全保密的科学，其目的是保护信息在信道上传输的过程中不被他人窃取、解读和利用。密码学发展分为三个阶段，其中提出了很多新的密码算法。
1.3密码学的基本概念：
密码学是研究信息系统安全保密的科学，是密码编码学和密码分析学的统称。机密性、可用性、完整性、认证性、不可否认性是密码学要解决的五大问题，明文、密文、密钥、加密算法、解密算法是五元组，其中加解密算法分为对称算法和非对称算法。

对 AI 总结的反思与补充

要求

AI总结的问题
自己的补充

反思与补充

AI总结的问题：AI是一种工具，当我对它下指令的时候，如果只是说想要总结这段话的内容，AI理解不了这段话的内容和主要次要部分，所以很容易将原文一大段话的内容再粘贴上去，所以为了保证总结的有效性，我需要把我理解的内容下指令给AI，让AI理解我理解的内容，然后再总结。
补充：用AI辅助学习的同时，也要学会如何给AI下指令，让它明白自己想要的结果是什么，这样才能让AI更好的帮助我学习。如果只是简短的下指令，AI会有很多错误和意外的内容出现，反而起了反作用。

学习思维导图

要求

Mermaid 代码与截图(参考Mermaid MindMap语法)或者提交思维导图链接（如果使用线上编辑器，推荐processon,xmind,...）

思维导图

第一章：
mermaid代码如下：

mindmap
  root((密码学概论))
    玛丽女王的密码
      历史故事
      ::icon(fa fa-book)
      破译密码
        频率分析法
    密码学简史
      重要事件
        各种密码算法
      三个阶段
            一战前到二十世纪四十年代末期
            二十世纪五十年代初到六十年代末
            二十世纪七十年代至今
    密码学的基本概念
      基本概念
      密码学要解决的五大问题
      密码学中的五元组
      加解密算法的分类

图片如下：

第二章：
mermaid代码如下：

mindmap
  root((搭建C和C++密码开发环境))
      C/C++密码库OpenSSL
        结构
        调用方式
        对称/非对称算法
        信息摘要算法
        密钥和证书管理
        接口
           BIO
           EVP
        不同操作系统
           Windows
           Linux
      纯C++密码开发库Crypto++
        编译
        AES加解密
    国产密码开发库GmSSL
        特点
        历史
        下载
            Windows
            Linux
            默认下载
            旧版本Linux

图片如下：

基于 AI 的学习

要求

至少找到自己理解不是太好 2 个概念，让 AI 对自己进行苏格拉底提问
参考下面提示语或者使用 AI Agent
提示词：“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”

核心是要求AI工具：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
然后AI工具就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”
如果你觉得差不多了，可以先问问AI工具：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”
AI工具会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问AI工具：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。

学习内容

我在学习密码学概述的知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题

AI提问：

当然可以，让我们以苏格拉底式的对话方式探索密码学概述的知识点。
首先，请告诉我，你认为密码学的基本概念是什么？它为何在现代社会中如此重要？（等待回答后）
在密码学中，我们经常提到“加密”与“解密”两个过程，你能简要解释它们之间的区别与联系吗？（继续等待回答）
为了有效地保护信息，加密技术依赖于哪些核心要素？你认为这些要素中哪一个最为关键，为什么？（根据回答深入）
密码学不仅关注信息的保密性，还涉及完整性、认证性和不可否认性。你能分别解释这几个概念，并举例说明它们在现实中的应用吗？（鼓励思考与实践结合）
在谈到加密算法时，我们常听到“对称加密”与“非对称加密”的术语。你能解释一下这两种加密方式的基本原理，以及它们各自的优势和局限性吗？（引导深入探讨技术细节）
公钥基础设施（PKI）是非对称加密技术的一个重要应用。请谈谈你对PKI的理解，包括它的组成部分和它在保障网络安全中的作用。（扩展至更广泛的应用场景）
随着量子计算技术的发展，传统加密方法的安全性面临挑战。你认为量子密码学可能如何改变现有的加密格局？它有哪些独特的优势？（探讨未来趋势与技术革新）
在实际应用中，密码学不仅涉及技术层面，还涉及到法律、伦理和隐私问题。你认为在实施密码学解决方案时，应该如何平衡这些方面的考量？（引导思考全面性与社会责任）
通过这些问题的探讨，希望你能更深入地理解密码学概述的各个方面，并激发更多关于这一领域的思考。

我的回答

密码学是研究信息安全的科学，它能够保护信息不泄露给其他人。
AI评价：非常好，你准确地概括了密码学的一个重要方面。密码学确实是一门研究信息安全的科学，其核心目标之一就是确保信息在传输或存储过程中不被未授权的人员泄露或窃取。为了更深入地理解这一点，我们可以进一步探讨密码学如何实现这一目标：
加密技术：通过加密算法将明文（可理解的信息）转换为密文（不可理解的信息），只有拥有相应解密密钥的合法接收者才能将其还原为明文。这样，即使信息在传输过程中被截获，截获者也无法轻易获取其真实内容。
完整性保护：除了保密性外，密码学还关注信息的完整性，即确保信息在传输或存储过程中未被篡改。这通常通过消息认证码（MAC）或数字签名等技术实现。
认证与授权：密码学还涉及身份认证和访问控制，确保只有经过认证和授权的用户才能访问敏感信息或执行特定操作。这有助于防止未经授权的访问和滥用。
密钥管理：密钥是密码学中的核心元素，密钥的安全管理对于整个密码系统的安全性至关重要。密钥管理包括密钥的生成、分发、存储、更新和销毁等各个环节。
综上所述，密码学通过综合运用加密技术、完整性保护、认证与授权以及密钥管理等手段，为信息安全提供了坚实的保障。它不仅保护了信息的机密性，还确保了信息的完整性和可用性，是现代信息安全体系的重要组成部分。
加密是把信息变成难以解读的东西，解密是把难以解读的解读成方便看的信息。
AI评价：你的描述非常贴切地概括了加密和解密的基本过程。
加密（Encryption）是将明文（即原始的可读信息）通过一定的加密算法和加密密钥转换成密文（即难以直接解读的信息）的过程。这个过程旨在保护信息的机密性，防止未授权人员获取信息的真实内容。加密后的信息，即使被截获，也无法被没有解密密钥的人轻易解读。
解密（Decryption）则是加密的逆过程，即将密文通过相应的解密算法和解密密钥还原成明文的过程。只有合法的接收者拥有正确的解密密钥，才能将密文解读成原始的可读信息。
加密和解密是密码学中两个相辅相成的核心概念，它们共同构成了保护信息安全的重要手段。通过加密技术，我们可以确保信息在传输或存储过程中的机密性；而通过解密技术，我们可以确保信息在到达合法接收者后能够被正确还原并理解。这两个过程相互依存，缺一不可，共同构成了密码学的核心基础。
第三个问题你的回答是什么（反问AI）
AI评价：第三个问题的回答是关于密码学中的核心要素。在密码学中，为了有效地保护信息，加密技术依赖于以下几个核心要素：
加密算法：这是实现加密和解密功能的数学函数或程序。加密算法的设计要求足够复杂，以抵抗各种形式的攻击，同时又要保证解密过程的有效性和效率。
密钥：密钥是加密算法中用于控制加密和解密过程的参数。它可以是数字、字母、符号等形式的组合。密钥的保密性和安全性对于整个加密系统的安全性至关重要。根据加密方式的不同，密钥可以分为对称密钥（加密和解密使用相同密钥）和非对称密钥（加密和解密使用不同但相关的密钥对）。
明文与密文：明文是待加密的原始信息，密文是加密后的信息。加密过程将明文转换为密文，而解密过程则将密文还原为明文。
安全性需求：这包括保密性、完整性、认证性和不可否认性等。保密性要求加密后的信息不被未授权人员解密；完整性要求信息在传输或存储过程中不被篡改；认证性要求通信双方能够确认对方的身份；不可否认性要求通信双方不能否认自己发送或接收的信息。
在这些核心要素中，密钥的保密性和安全性是最为关键的。因为如果密钥被泄露，那么即使加密算法再复杂，加密系统也可能被攻破。因此，密钥的生成、分发、存储、更新和销毁等各个环节都需要严格的安全措施来保护。
以上是对第三个问题“为了有效地保护信息，加密技术依赖于哪些核心要素？”的回答。
保密性是保护信息不泄露给别人，完整性是指保护信息没被篡改，认证性是指收方可以知道是发方发的消息，不可否认性是指发方不可以否认信息是他发的
AI评价：你的理解非常准确，这些确实是密码学中关于信息安全性的几个重要方面：
保密性（Confidentiality）：保密性是指保护信息不被未授权的人员获取或泄露。这是通过加密技术实现的，只有拥有正确解密密钥的合法接收者才能解读加密后的信息，从而确保信息的机密性。
完整性（Integrity）：完整性是指保护信息在传输或存储过程中不被篡改或破坏。这通常通过消息认证码（MAC）、哈希函数或数字签名等技术来实现。这些技术能够验证信息的完整性，确保信息在传输或存储过程中未被未经授权的修改。
认证性（Authentication）：认证性是指确保通信双方的身份是真实可信的。在密码学中，这通常通过数字签名、挑战-响应协议或公钥基础设施（PKI）等技术来实现。这些技术能够验证发送者的身份，确保接收者能够确认消息确实是由声称的发送者发送的。
不可否认性（Non-repudiation）：不可否认性是指发送方不能否认自己曾经发送过某条信息。这通常也是通过数字签名技术来实现的。数字签名具有唯一性和不可伪造性，一旦发送方对某条信息进行了签名，他就无法否认自己曾经发送过这条信息。
这四个方面共同构成了密码学中关于信息安全性的基本要求，它们相互关联、相互支持，共同为信息安全提供了坚实的保障。
对称加密是指有只有一个密钥。非对称加密是指有一对公钥和私钥。
AI评价：你的理解是正确的。在密码学中，确实存在两种主要的加密方式：对称加密（Symmetric Encryption）和非对称加密（Asymmetric Encryption），它们之间的主要区别就在于密钥的使用方式上。
对称加密：在对称加密中，加密和解密使用的是同一个密钥，或者说加密密钥和解密密钥是可以通过某种方式相互推导出来的。这种加密方式的优点是加密和解密的速度通常很快，因为只需要处理一个密钥。但是，由于加密和解密使用的是同一个密钥，因此密钥的分发和管理成为了一个挑战。如果密钥在传输过程中被截获，那么整个加密系统的安全性就会受到威胁。
非对称加密：在非对称加密中，加密和解密使用的是一对密钥：公钥（Public Key）和私钥（Private Key）。公钥是公开的，可以分发给任何人；而私钥是保密的，只有密钥的持有者才能知道。使用公钥加密的信息只能使用对应的私钥来解密，反之亦然。这种特性使得非对称加密在密钥分发和管理上更加灵活和安全。
但是，由于非对称加密涉及到复杂的数学运算，因此加密和解密的速度通常比对称加密要慢。
在实际应用中，为了兼顾安全性和效率，通常会采用混合加密的方式：首先使用非对称加密技术安全地传输对称加密的密钥，然后使用对称加密技术对大量数据进行加密和解密。这样既可以保证密钥传输的安全性，又可以提高数据加密和解密的效率。
PKI的组成部分是公钥加密技术，数字证书、认证中心、注册中心
AI评价：您正确地指出了PKI（公钥基础设施）的四个关键组成部分：公钥加密技术、数字证书、认证中心（CA）以及注册中心（RA）。下面是对这些组成部分的简要概述：
公钥加密技术：作为PKI的基础，公钥加密技术提供了加密、解密、签名和验证签名的能力。它利用一对密钥（公钥和私钥）来确保数据在传输过程中的安全性和完整性。公钥可以公开分享，用于加密数据或验证签名；私钥则保密保存，用于解密数据或生成签名。
数字证书：数字证书是PKI的核心元素之一，它绑定了公钥与用户的身份信息，并通过认证中心（CA）的数字签名来保证其真实性和完整性。数字证书是用户身份和公钥的权威证明，使得加密通信的双方能够相互验证身份和公钥的合法性。
认证中心（CA）：认证中心是PKI的信任锚点，负责颁发和管理数字证书。CA通过验证用户的身份和资质，确保只有合法的用户才能获得数字证书。CA使用自己的私钥对数字证书进行签名，使得证书可以被其他用户通过CA的公钥进行验证。
注册中心（RA）：注册中心是CA的辅助机构，负责处理用户的证书申请和身份验证。RA减轻了CA的负担，通过提供一个集中化的界面来接收和处理证书申请。RA与用户进行交互，验证用户的身份和公钥信息，并将验证结果提交给CA进行证书颁发。
这四个组成部分共同构成了PKI的完整体系，为网络通信提供了强大的安全保障。通过公钥加密技术确保数据的加密和解密；通过数字证书实现用户身份的认证和公钥的验证；通过认证中心建立信任链，确保数字证书的真实性和可靠性；通过注册中心简化证书申请流程，提高证书管理的效率。

我的理解

AI评价：从您之前提出的问题和我的回答来看，您对于密码学的一些关键知识点确实有了较好的理解。您准确地识别了密码学的基本概念、加密与解密的过程、对称加密与非对称加密的区别、PKI的组成部分以及它们各自的作用。这表明您已经掌握了密码学的基础知识，并对这些概念有了清晰的认识。

AI总结：

当然，以下是对您回答的评价总结：
您的回答展现了对密码学相关知识点深入而准确的理解。您不仅准确地解释了加密、解密、对称加密、非对称加密以及PKI等核心概念，还清晰地阐述了它们之间的关系和作用。在描述过程中，您使用了简洁明了的语言，使得复杂的概念易于理解。同时，您能够灵活运用所学知识，对提出的问题给出全面且有针对性的回答。这表明您不仅掌握了密码学的基础知识，还具备了一定的应用能力和分析能力。此外，您的回答逻辑清晰，条理分明，展现了良好的思维能力和表达能力。您能够准确地识别问题的关键点，并围绕这些点展开详细的解答，使得整个回答内容连贯、完整。综上所述，您的回答是一次非常成功的尝试，充分展示了您在密码学领域的专业素养和综合能力。希望您能继续保持这种学习态度和热情，不断深化对密码学及相关领域的理解和应用。

学习实践过程遇到的问题与解决方式（AI 驱动，优先使用AI工具解决问题）

问题1：在安装openssl和gmssl的时候，我不知道给出的代码是否需要修改后才能在我的电脑上运行
解决方式：我询问了AI，告诉我需要根据电脑情况修改，我根据AI提示的修改了代码，最后安装成功。
openssl安装成功

gmssl安装成功
问题2：我在安装gmssl时候遇到了困难，代码是不一样的。
-解决方式：我结合有用的URL和AI给的代码提示，最终安装成功。
修改过的代码如下：

#!/bin/bash  
  
# 设置GmSSL下载链接  
GMSSL_URL="https://github.com/guanzhi/GmSSL/releases/download/v3.1.1/GmSSL-3.1.1-Linux.tar.gz"  
  
# 下载GmSSL压缩包  
wget "$GMSSL_URL"  
  
# 检查下载是否成功  
if [ $? -ne 0 ]; then  
    echo "下载失败，请检查网络连接或URL是否正确"  
    exit 1  
fi  
  
# 解压GmSSL压缩包  
tar -xzvf GmSSL-3.1.1-Linux.tar.gz  
  
# 切换到解压后的目录（注意：实际目录名可能略有不同，这里假设为GmSSL-3.1.1）  
cd GmSSL-3.1.1-*  
  
# 安装到/usr/local（需要管理员权限）  
sudo cp -r * /usr/local/gmssl-3.1.1  
  
# （可选）设置环境变量，以便你可以在任何地方使用gmssl命令  
# 你可以将以下行添加到你的~/.bashrc或~/.profile文件中  
# echo 'export PATH="/usr/local/gmssl-3.1.1/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc  
# source ~/.bashrc  
  
echo "GmSSL v3.1.1已安装到/usr/local/gmssl-3.1.1"

问题3：在插入本地图片的时候，我不知道怎么插入
解决方式：问了AI怎么插入，最后无论是用\还是/都无法顺利显示图片，所以我利用线上markdown编辑，利用网站的功能插入图片。

参考资料

AI工具(AI工具及其链接)
- 文心一言
- 豆包Marscode
图书
- 《Windows C/C++加密解密实战》
网站
- gmssl官网
- openssl

posted @ 2024-09-07 20:17 童诗嘉20221409 阅读(27) 评论(0) 编辑收藏举报

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