2026年密码学基础期末试题(附答案)

2026年密码学基础期末试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在凯撒密码中，若密钥为3，则明文"HELLO"加密后得到的密文是：A.KHOORB.EBIITC.FKDDSD.ZHHO答案A解析凯撒密码将每个字母向后移动密钥位。H→K，E→H，L→2.DES算法的分组长度和密钥长度分别是：A.64位和56位B.128位和128位C.64位和64位D.128位和256位答案A解析DES的分组长度为64位，密钥长度为64位，但其中8位为奇偶校验位，实际有效密钥长度为56位。3.下列哪个算法属于非对称密码算法？A.DESB.AESC.RSAD.RC4答案C4.AES算法支持的分组长度为：A.64位B.128位C.256位D.512位答案B解析AES的分组长度固定为128位，密钥长度可为128、192或256位。5.在RSA算法中，已知p=3，q=A.20B.30C.33D.40答案A解析φ(6.MD5算法的输出摘要长度为：A.128位B.160位C.256位D.512位答案A7.下列哪种方式属于对密码算法的唯密文攻击？A.已知若干明文-密文对B.能够选择任意明文并获得对应密文C.仅获取到密文数据D.能够选择任意密文并获得对应明文答案C解析唯密文攻击是指攻击者只掌握密文，没有对应的明文或选择能力，是攻击者处境最不利的一种攻击方式。8.在数字签名过程中，签名者使用______对消息进行签名：A.自己的私钥B.自己的公钥C.接收方的公钥D.接收方的私钥答案A9.Diffie-Hellman密钥交换协议主要用于解决：A.数字签名问题B.密钥分发问题C.消息认证问题D.数据加密问题答案B10.下列哪个算法属于流密码算法？A.DESB.AESC.RC4D.RSA答案C二、填空题（每题1分，共10分）1.密码学中，将明文转换为密文的过程称为______。答案加密2.在对称密码体制中，加密密钥和解密密钥是______的。答案相同3.根据Kerckhoffs原则，密码系统的安全性应仅依赖于______的保密性。答案密钥4.DES算法共进行______轮迭代。答案165.RSA算法的安全性基于大整数______的困难性。答案分解（因式分解）6.SHA-1算法的输出摘要长度为______位。答案1607.在密码分析中，______攻击是指攻击者能够选择任意明文并获得相应的密文。答案选择明文8.数字签名的______性要求确保签名者无法否认自己签署过的消息。答案不可否认9.分组密码的______模式中，每个明文分组先与前一密文分组进行异或，再进行加密。答案CBC（密码分组链接）10.ElGamal密码体制的安全性基于______问题的困难性。答案离散对数三、判断题（每题1分，共10分）1.凯撒密码属于对称密码体制。答案正确2.公钥密码体制中，公钥可以公开，私钥必须保密。答案正确3.AES算法中，密钥长度只能是128位。答案错误解析AES支持128、192和256位三种密钥长度。4.哈希函数是单向函数，不能从摘要反推出原始消息。答案正确5.数字签名等同于消息加密。答案错误解析数字签名是对消息摘要进行签名运算，用于提供来源认证和完整性；消息加密用于保护消息机密性，二者目的和实现方式均不同。6.在ECB模式下，相同的明文分组会产生相同的密文分组。答案正确7.非对称密码算法的加密速度通常快于对称密码算法。答案错误解析非对称密码算法涉及大整数模幂运算，计算开销大，速度远慢于对称密码算法。8.消息认证码（MAC）可以保证消息的机密性。答案错误解析MAC用于保证消息的完整性和来源认证，不提供机密性保护。9.量子计算的发展对RSA等公钥密码体制构成潜在威胁。答案正确解析Shor算法可在多项式时间内完成大整数分解，量子计算机一旦实用化，将严重威胁RSA等基于大整数分解难题的公钥密码体制。10.生日攻击针对哈希函数进行碰撞攻击，其复杂度约为O(答案正确四、简答题（每题5分，共20分）1.简述对称密码体制与非对称密码体制的主要区别。答案(1)密钥管理：对称密码体制使用相同的密钥进行加解密，密钥分发与管理困难；非对称密码体制使用公钥/私钥对，公钥可公开，密钥管理相对简单。(2)加解密速度：对称密码算法运算简单，加解密速度快，适合处理大量数据；非对称密码算法涉及大整数模幂等复杂运算，速度慢。(3)功能扩展：对称密码主要用于数据加密；非对称密码除加密外，还可实现数字签名和密钥协商等功能。2.简述数字签名应满足的基本性质。答案(1)真实性（可验证性）：接收方能够验证签名确实由发送方产生；(2)完整性：若消息在传输中被篡改，签名验证将失败；(3)不可伪造性：只有持有私钥的合法签名者才能生成有效签名；(4)不可否认性：签名者不能否认自己签署过的消息。3.简述分组密码ECB模式和CBC模式各自的特点。答案ECB模式：每个明文分组独立加密，相同的明文分组产生相同的密文分组。优点是实现简单、可并行处理、错误不传播；缺点是不能隐藏数据模式，安全性较低。CBC模式：每个明文分组先与前一密文分组异或，再进行加密。优点是相同的明文分组因链接关系产生不同的密文分组，能够隐藏数据模式；缺点是加密过程不可并行，且错误会向后传播。4.什么是哈希函数的抗碰撞性？请举例说明其重要性。答案抗碰撞性是指：找到两个不同的消息x和y，使得H(x)=H(y五、计算题（每题10分，共30分）1.使用维吉尼亚密码（Vigenèrecipher）对明文"CRYPTO"进行加密，密钥为"KEY"（重复使用）。请写出加密过程并给出密文。答案使用A=0，B=C明文"CRYPTO"对应数字：C=2，R=17，Y=24，P=15，T=19，O=14；密钥"KEY"重复使用，对应数字：K=10，E=4，Y=24，K=10，E=4，Y=24。逐字母计算：-C(2)+K(10)=12→M-R(17)+E(4)=21→V-Y(24)+Y(24)=48mod26=22→W-P(15)+K(10)=25→Z-T(19)+E(4)=23→X-O(14)+Y(24)=38mod26=12→M因此，密文为MVWZXM。2.在RSA密码体制中，已知p=11，q=(1)计算n和φ((2)计算私钥d；(3)若明文m=19，求密文答案(1)n=p(2)私钥d满足ed≡1 (mod φ(n)(3)加密计算c=me mod n=197 mod 143：192=361=23.在Diffie-Hellman密钥交换协议中，已知大素数p=23，本原元g=5。用户A的私钥(1)计算A发送给B的公钥YA(2)计算B发送给A的公钥YB(3)计算双方协商出的共享密钥K。答案(1)YA=ga mod p=(2)YB=gb mod p=515 mod 235(3)共享密钥计算：A计算K=YBa mod p=196 mod 23：192=361=15×23+16，故192六、综合题（每题10分，共10分）1.请设计一个基于公钥密码体制的安全电子邮件加密方案，要求：(1)说明方案使用的密码算法及其作用；(2)描述发送方和接收方的完整操作流程；(3)分析该方案如何满足机密性、完整性和不可否认性。答案(1)方案采用混合加密体制，使用以下算法：•AES对称加密算法：用于加密邮件正文，保证机密性；•RSA公钥加密算法：用于加密会话密钥，实现密钥的安全分发；•SHA-256哈希函数：用于生成消息摘要，保证完整性；•RSA数字签名：用于对摘要签名，实现身份认证与不可否认性。(2)操作流程：发送方操作：①随机生成一次性会话密钥Ks②使用Ks对明文消息M进行AES加密，得到密文C③使用接收方公钥PKB对Ks④对M计算SHA-256摘要h=H(M)，用发送方