2025年信息安全工程师加密算法应用实践试题及答案

2025年信息安全工程师加密算法应用实践试题及答案考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2025年信息安全工程师加密算法应用实践试题考核对象：信息安全工程师备考人员题型分值分布：-判断题（20分）-单选题（20分）-多选题（20分）-案例分析（18分）-论述题（22分）总分：100分---###一、判断题（每题2分，共20分）请判断下列说法的正误。1.AES-256加密算法的密钥长度为256位，比AES-128更安全。2.RSA加密算法属于对称加密算法，加密和解密使用相同密钥。3.SHA-256哈希算法可以抵抗碰撞攻击，但无法防止重放攻击。4.DES加密算法的密钥长度为56位，容易受到暴力破解攻击。5.公钥基础设施（PKI）可以解决公钥的分发和认证问题。6.对称加密算法的加解密速度通常比非对称加密算法更快。7.HMAC-SHA256结合了哈希算法和密钥，可用于消息认证。8.ECC（椭圆曲线密码）算法的密钥长度与RSA相同时，安全性更高。9.数字签名使用私钥生成，公钥用于验证签名的真实性。10.TLS协议中，对称加密算法用于传输层的数据加密。---###二、单选题（每题2分，共20分）请选择最符合题意的选项。1.以下哪种加密算法属于流密码？A.AESB.DESC.RC4D.RSA2.SHA-3算法的输出长度是多少位？A.128B.256C.512D.10243.在公钥加密中，密钥对包括哪两种密钥？A.DES密钥和RSA密钥B.公钥和私钥C.对称密钥和非对称密钥D.哈希密钥和签名密钥4.以下哪种攻击针对DES算法的56位密钥空间？A.穷举攻击B.中间人攻击C.重放攻击D.碰撞攻击5.HMAC算法使用哪种哈希函数？A.MD5B.SHA-1C.SHA-256D.DES6.以下哪种算法属于非对称加密？A.AESB.BlowfishC.ECCD.DES7.PKI的核心组件不包括以下哪项？A.CA（证书颁发机构）B.RA（注册审批机构）C.KDC（密钥分发中心）D.PKI服务器8.TLS协议中，哪种算法用于密钥交换？A.RSAB.Diffie-HellmanC.AESD.SHA-2569.以下哪种哈希算法具有碰撞抵抗性？A.MD5B.SHA-1C.SHA-256D.CRC3210.数字签名的主要目的是什么？A.加密数据B.防止数据篡改C.加快传输速度D.简化密钥管理---###三、多选题（每题2分，共20分）请选择所有符合题意的选项。1.对称加密算法的优点包括哪些？A.加解密速度快B.密钥管理简单C.安全性高D.适用于大量数据加密2.哈希算法的主要特性包括哪些？A.单向性B.抗碰撞性C.可逆性D.雪崩效应3.公钥基础设施（PKI）的功能包括哪些？A.证书管理B.密钥分发C.身份认证D.数据加密4.TLS协议的握手阶段包括哪些步骤？A.密钥交换B.认证C.密钥确认D.数据传输5.以下哪些攻击针对非对称加密算法？A.穷举攻击B.随机攻击C.时序攻击D.中间人攻击6.HMAC算法的用途包括哪些？A.消息认证B.数据完整性C.防止重放攻击D.加密数据7.ECC算法的优点包括哪些？A.密钥长度短B.安全性高C.计算效率高D.适用于移动设备8.数字签名的应用场景包括哪些？A.电子合同B.身份认证C.数据加密D.版权保护9.以下哪些哈希算法属于SHA家族？A.SHA-1B.SHA-256C.SHA-512D.MD510.对称加密算法的缺点包括哪些？A.密钥分发困难B.安全性较低C.适用于小数据量D.加解密速度慢---###四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：某公司使用AES-256算法加密内部文件，密钥长度为32字节。现发现部分文件在传输过程中被篡改，但未发现密钥泄露。请分析可能的原因并提出解决方案。案例2：某银行采用RSA-2048算法进行交易签名，公钥modulus=3583,public_exponent=65537。客户发送交易数据"123456"，请计算签名值（假设使用SHA-256哈希）。案例3：某系统使用HMAC-SHA256进行消息认证，密钥为"secretkey"。发送方发送消息"HelloWorld"，请计算HMAC值（提示：使用Python或类似工具可辅助计算，但需说明步骤）。---###五、论述题（每题11分，共22分）请结合实际场景，论述以下问题。1.对称加密与非对称加密的优缺点及适用场景。2.PKI在信息安全中的作用及面临的挑战。---###标准答案及解析---###一、判断题答案1.√2.×（RSA是非对称加密）3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.√解析：-2.RSA使用公钥和私钥，对称加密使用相同密钥。-4.DES密钥长度为56位，较易被暴力破解。-8.TLS握手阶段包括密钥交换、认证、密钥确认。---###二、单选题答案1.C2.B3.B4.A5.C6.C7.C8.B9.C10.B解析：-1.RC4属于流密码，AES、DES、Blowfish属于分组密码。-3.公钥加密使用公钥和私钥。-9.SHA-256是常用的安全哈希算法。-10.数字签名的核心是防止数据篡改。---###三、多选题答案1.A,D2.A,B,D3.A,B,C4.A,B,C5.C,D6.A,B,C7.A,B,C8.A,B,D9.A,B,C10.A,B解析：-1.对称加密速度快，适合大量数据。-5.时序攻击和中间人攻击针对非对称加密。-9.MD5已被认为不安全，SHA家族包括SHA-1、SHA-256、SHA-512。---###四、案例分析答案案例1：原因：-文件传输过程中可能未使用完整性校验（如HMAC或数字签名），导致篡改未被检测。-网络传输可能存在中间人攻击，篡改了未加密的明文。解决方案：1.使用HMAC或数字签名确保文件完整性。2.采用TLS/SSL加密传输层，防止中间人攻击。3.定期更新密钥，避免密钥泄露。案例2：计算步骤：1.计算SHA-256("123456")=8C0F8B8FD58CEFF8C2F6F8B5E9F8F8F8F8F8F8F8F8F8F8F8F8F8F2.计算签名：SHA-256(public_exponent||SHA-256(modulus||"123456"))-public_exponent=65537(0x10001)-modulus=3583(0x16A3)-签名值=9C7B6A5B4C3D2E1F0D9C8B7A6Z5X4V3U2T1S0R9P8N7M6L5K4J3I2H1G0F9E8D7C6B5A4（注：实际计算需编程实现，此处为示例）案例3：计算步骤：1.计算SHA-256("HelloWorld")=2FD7E6C4F8D1E3B6E8C1D4F6B2A8B9C0D1E2F3A4B5C6D7E8F9A0B1C22.对结果进行异或运算（HMAC-SHA256使用异或，但实际应用中需密钥扩展）：-HMAC="secretkey"XOR2FD7E6C4F8D1E3B6E8C1D4F6B2A8B9C0D1E2F3A4B5C6D7E8F9A0B1C2-最终HMAC=8B7C6D5E4F3A2B1C0D9E8F7G6H5I4J3K2L1M0N9O8P7Q6R5S4T3U2V1W0X9Y8Z7（注：实际计算需编程实现，此处为示例）---###五、论述题答案1.对称加密与非对称加密的优缺点及适用场景对称加密：-优点：加解密速度快，适合大量数据。-缺点：密钥分发困难，安全性较低（密钥泄露则全系统不安全）。-适用场景：文件加密、数据库加密、传输层加密（如TLS中的对称阶段）。非对称加密：-优点：密钥管理简单，安全性高。-缺点：加解密速度慢，密钥长度较长。-适用场景：数字签名、SSL/TLS握手阶段（密钥交换）、安全通信初始化。2.PKI在信息安全中的作用及面