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基于口令短语的PGP破解研究与实现

作　者: 邓惠洁
导　师: 邱卫东；张孙燕
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机技术
关键词: 混合加密私有密钥会话密钥口令短语暴力破解
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着信息技术的不断发展,信息安全逐渐受到人们的重视。PGP作为目前流通最广的加密软件产品之一,经过十多年的研究与更新,形成了应用于保护电子邮件等的一系列标准,产品在服务器级和桌面级都能够满足一定用户的安全性需求。然而随着PGP加密技术的应用范围增加,作为保障PGP密钥安全的口令,被用户遗忘的现象也与日俱增,有时还会出现口令被人恶意篡改的情况。另外,犯罪手段的不断提高,利用PGP对信息的传递和存储加密,不利于调查过程中的犯罪取证。目前,国外有一些基于口令的PGP解密产品,且在性能上具有优势,但是由于收费较高在国内并没有广泛使用,而国内也未看到有自主的解密算法提出。因此,针对PGP口令的破解进行研究,在国内的密钥恢复和犯罪取证中都具有一定的意义。本文首先介绍了文件加密技术、动态加密技术的定义及其分类,明确了PGP中使用的动态加密技术及相关的密码算法。在此基础上,以现有PGP系统的邮件加密和磁盘加密功能为对象,PGP SDK为参考依据,对PGP使用的各类密码技术及内部加密过程进行了全面的分析,包括PGP的工作模式以及PGP邮件加密、磁盘加密、密钥管理等的工作原理和函数实现。基于暴力破解技术,提出了针对口令的PGP破解算法。在PGP破解算法的设计与实现中,重点分析了PGP加密口令使用的S2K算法和哈希算法对口令的循环处理过程,以RSA算法为例分析了私钥对口令的验证过程。使用Visual C++的开发环境,自主设计并实现了基于口令短语的PGP加密文件的暴力破解算法。通过对自主算法的性能分析与比较,肯定了研究的可行性和效率。最后对口令加密技术和PGP暴力破解技术的进一步研究做了展望。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章、绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 课题研究的现状  10-12
  1.3 论文的主要工作  12
  1.4 论文的结构安排  12-14
第二章、PGP 加密技术概述  14-33
  2.1 基本概念  14
  2.2 文件加密技术  14-18
    2.2.1 静态加密技术概述  14-15
    2.2.2 动态加密技术概述  15-17
    2.2.3 动态加密技术分析  17-18
  2.3. PGP 的加密技术  18-21
    2.3.1 PGP Mail 的加密技术  19-20
    2.3.2 PGP Disk 的加密技术  20-21
  2.4 密码技术概述  21-26
    2.4.1 对称加密算法  22-24
    2.4.2 非对称加密算法  24-25
    2.4.3 数字签名技术  25-26
  2.5 PGP 中使用的密码技术  26-32
    2.5.1 PGP 的混合加密算法  26-27
    2.5.2 AES（Advanced Encryption Standard）  27-28
    2.5.3 CAST-128 (CAST5)  28
    2.5.4 Twofish-256  28-29
    2.5.5 RSA  29-30
    2.5.6 SHA-1  30-31
    2.5.7 随机数算法  31-32
  2.6 本章小结  32-33
第三章、PGP 加密系统  33-54
  3.1 PGP Universal 模式  33-34
  3.2 PGP Desktop 模式  34-35
  3.3 PGP 的程序程序接口实现  35-38
    3.3.1 PGP 的高层加密接口  36-37
    3.3.2 PGP 的底层加密接口  37-38
  3.4 PGP 邮件加密、解密工作原理  38-45
    3.4.1 PGP 在邮件系统中的工作  38-39
    3.4.2 PGP 邮件的信息格式  39-40
    3.4.3 PGP 邮件的加密签名工作原理  40-43
    3.4.4 PGP 邮件的解密认证工作原理  43-45
  3.5 PGP DISK 的加密、解密工作原理  45-50
    3.5.1 PGP 在磁盘加密中的作用  45
    3.5.2 PGP Disk 创建加密卷的过程  45-49
    3.5.3 PGP Disk 挂载与反挂载的转换过程  49-50
  3.6 PGP 的密钥管理  50-53
    3.6.1 公钥环和私钥环  50-52
    3.6.2 会话密钥  52-53
    3.6.3 口令短语  53
  3.7 本章小结  53-54
第四章、基于口令短语的PGP 破解设计  54-65
  4.1 暴力破解的概念  54
  4.2 PGP 的口令短语  54-60
    4.2.1 PGP 的口令短语  54-55
    4.2.2 口令短语在 PGP 中的使用  55-57
    4.2.3 口令短语的有效性验证  57-60
  4.3 基于口令短语的 PGP 加密实现  60-62
    4.3.1 口令短语的加密  60-61
    4.3.2 口令短语加密私钥的过程  61-62
    4.3.3 加密的会话密钥  62
  4.4 基于口令短语的 PGP 破解设计  62-64
    4.4.1 PGP 口令破解的关键  62-63
    4.4.2 PGP 口令破解的流程设计  63-64
    4.4.3 PGP 口令破解私钥的验证条件  64
  4.5 本章小结  64-65
第五章、基于口令短语的PGP 破解实现  65-79
  5.1 系统开发环境  65-66
    5.1.1 PGP 破解程序的界面实现  65-66
    5.1.2 PGP 破解程序的结构组成  66
  5.2 PGP 口令短语破解的函数实现  66-71
  5.3 基于口令短语的PGP 加密邮件的破解实现  71-72
  5.4 基于口令短语的PGP 加密磁盘的破解实现  72
  5.5 口令破解的性能  72-76
    5.5.1 口令破解的性能分析  72-75
    5.5.2 口令破解的性能比较  75-76
  5.6 PGP 的安全性  76-78
    5.6.1 PGP 的密钥和口令的安全性  76-77
    5.6.2 PGP 的其它安全性问题  77-78
  5.7 PGP 安全性的提高  78
  5.8 本章小结  78-79
第六章、总结与展望  79-81
  6.1 论文的主要成果  79-80
  6.2 工作的展望  80-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
攻读学位期间发表的学术论文目录  85-87

基于口令短语的PGP破解研究与实现

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