2025年本科信息安全（密码学应用）试题及答案

2025年本科信息安全（密码学应用）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.以下哪种密码体制不属于对称密码体制？（）A.DESB.AESC.RSAD.3DES2.密码学中的Hash函数主要用于（）A.加密B.解密C.数字签名D.消息认证和完整性验证3.在公钥密码体制中，用于加密的密钥是（）A.私钥B.公钥C.对称密钥D.哈希密钥4.以下关于数字签名的说法，正确的是（）A.数字签名只能由发送方生成B.数字签名不能验证消息的完整性C.数字签名不需要私钥D.数字签名可以防止消息被篡改，但不能防止抵赖5.以下哪种攻击方式不属于针对密码体制的主动攻击？（）A.穷举攻击B.中间人攻击C.重放攻击D.伪造消息攻击6.密码学中的置换密码是通过（）来实现加密的。A.改变字母的顺序B.替换字母C.增加冗余信息D.对消息进行编码7.以下哪种算法是用于生成伪随机数的密码学安全的伪随机数生成器？（）A.RC4B.MD5C.SHA-1D.AES8.在密码学中，密钥管理不包括以下哪个方面？（）A.密钥的生成B.密钥的分发C.密钥的存储D.消息的加密9.以下关于椭圆曲线密码体制的说法，错误的是（）A.椭圆曲线密码体制比RSA密码体制更安全B.椭圆曲线密码体制的密钥长度较短C.椭圆曲线密码体制的计算效率较低D.椭圆曲线密码体制主要用于数字签名和密钥交换10.密码学中的混淆和扩散是由哪位密码学家提出的概念？（）A.香农B.图灵C.冯·诺依曼D.迪菲第II卷（非选择题共70分）答题要求：请根据题目要求，在答题区域内作答，字迹要清晰，书写要工整。二、填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1.对称密码体制的加密和解密使用______密钥。2.Hash函数的特点包括______、______和______。（写出三个特点即可）3.公钥密码体制的安全性基于______问题。4.数字签名的实现过程包括______、______和______。（写出三个步骤即可）5.密码学中的密钥长度越长，安全性越______。三、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1.简述对称密码体制和公钥密码体制的优缺点。2.解释什么是数字签名，并说明数字签名在信息安全中的作用。3.说明密码学中混淆和扩散的含义及其作用。四、材料分析题（本大题共1小题，20分）材料：在一个电子商务系统中，用户A要向商家B购买商品。为了保证交易的安全性，采用了数字签名和加密技术。用户A使用自己的私钥对交易信息进行签名，然后将签名后的信息和公钥一起发送给商家B。商家B使用用户A的公钥验证签名的有效性，然后使用对称密钥对交易信息进行加密，再将加密后的信息发送给用户A。用户A使用对称密钥对加密信息进行解密，得到交易信息。问题：1.请分析数字签名在这个交易过程中的作用。（10分）2.说明对称密钥加密在这个交易过程中的作用。（10分）五、综合应用题（本大题共1小题，20分）假设你负责设计一个小型的加密通信系统，用于两个用户之间的信息传输。要求使用对称密码体制和数字签名技术。请描述该系统的工作流程，并说明如何保证通信的安全性。答案：第I卷答案1.C2.D3.B4.A5.A6.A7.A8.D9.C10.A第II卷答案1.相同2.单向性、抗碰撞性、雪崩效应3.数学难题4.生成签名、验证签名、使用签名5.高三、简答题答案1.对称密码体制优点：加密和解密速度快，效率高，适用于对大量数据的加密。缺点：密钥管理困难，安全性依赖于密钥的保密性，密钥分发过程存在安全隐患。公钥密码体制优点：密钥管理方便，可实现数字签名和身份认证。缺点：加密和解密速度慢，计算开销大。2.数字签名是一种用于验证消息来源和完整性的技术。它使用发送方的私钥对消息进行签名，接收方使用发送方的公钥验证签名。作用：保证消息的真实性和完整性，防止消息被篡改和抵赖。3.混淆是通过使密文与密钥之间的关系变得复杂，使得攻击者难以从密文中分析出密钥。扩散是通过将明文的统计特性散布到密文中，使得密文中任何一位的改变都会影响到密文的多个位。作用：增加密码体制的安全性，抵抗各种攻击。四、材料分析题答案1.数字签名在这个交易过程中的作用是保证交易信息的真实性和完整性。用户A使用自己的私钥对交易信息进行签名，商家B使用用户A的公钥验证签名。如果签名验证成功，说明交易信息确实是用户A发送的，并且没有被篡改。2.对称密钥加密在这个交易过程中的作用是保证交易信息的保密性。商家B使用对称密钥对交易信息进行加密，用户A使用对称密钥对加密信息进行解密。只有拥有正确对称密钥的双方才能读取交易信息，从而防止信息在传输过程中被窃取。五、综合应用题答案系统工作流程：1.用户A和用户B协商生成一个对称密钥K。2.用户A使用对称密钥K对要发送的消息M进行加密，得到密文C。3.用户A使用自己的私钥对对称密钥K进行签名，得到签名S。4.用户A将密文C和签名S发送给用户B。5.用户B使用用户A的公钥验证签名S的有效性。6