密码学基础(对称/非对称/哈希/签名/证书)

共 21 题
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1. 对称加密与非对称加密的核心区别是什么(密钥管理、加解密性能、适用场景),典型算法各举一例?

A 非对称加密解决了密钥分发问题,但性能低,常用于加密少量数据 ✓ 正确答案
B 对称加密比非对称加密性能低,但密钥分发更简单
C 对称加密的公钥可以公开分发
D 非对称加密只用一把密钥完成加解密
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2. 公钥密码体制中公钥与私钥的数学关系是什么,为什么公钥可以公开分发而不会泄露私钥?

A 公钥是私钥的简单加密结果,知道公钥即可算出私钥
B RSA 中 n 是公开的安全素数,无需保密
C 公钥与私钥通过单向陷门函数耦合,由公钥反推私钥在计算上不可行 ✓ 正确答案
D ECC 中公钥 Q 与私钥 k 满足 Q=k-k,可轻易反解
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3. 混合加密(数字信封)如何工作,为什么 HTTPS 用非对称协商/传递对称密钥、用对称加密数据?

A 用非对称加密传递或协商对称密钥,用对称加密加密实际数据 ✓ 正确答案
B 用对称加密协商密钥,用非对称加密加密数据
C 只使用非对称加密即可满足性能要求
D 数字信封不需要随机数参与
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4. 数字签名为什么能同时提供完整性、身份认证与不可否认性,签名与加密使用公私钥的方向有何不同?

A 加密用私钥加密、公钥解密,签名用公钥签名、私钥验签
B 加密用公钥加密、私钥解密,签名用私钥签名、公钥验签 ✓ 正确答案
C 加密和签名都使用私钥加密、公钥解密
D 签名只提供机密性,不提供完整性
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5. 哈希函数的抗原像、抗第二原像、抗碰撞三种安全性如何定义,分别支撑完整性、口令存储与数字签名?

A 抗碰撞比抗原像更弱,攻击更容易
B 抗第二原像攻击的复杂度约为 2^(n/2)
C 口令存储只需抗碰撞,不需要抗原像
D 抗碰撞攻击的复杂度约为 2^(n/2),是三者中最难满足的 ✓ 正确答案
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6. 数字证书与 PKI 信任链,CA 如何签发证书,浏览器验证证书链、吊销状态(CRL/OCSP)的过程是什么?

A 浏览器从叶子证书逐级回溯到信任锚根证书,并检查有效期、域名与吊销状态 ✓ 正确答案
B 浏览器只需验证叶子证书的签名,无需检查上级证书
C CRL 是实时在线查询,OCSP 是离线列表
D 根 CA 的私钥是公开的,任何人都能签发证书
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7. 分组密码与流密码的加密模式差异是什么,AES 属于哪类,ChaCha20 为什么是流密码?

A AES 是流密码,ChaCha20 是分组密码
B 流密码必须对固定长度块加密
C 分组密码需要工作模式处理任意长度数据,流密码通过密钥流异或所以无需填充 ✓ 正确答案
D ChaCha20 属于分组密码,因为它按 512 位块运算
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8. 分组密码工作模式 ECB/CBC/CTR/GCM 各自特点是什么,为什么 ECB 不安全、GCM 成为现代推荐?

A GCM 是 CTR 模式加认证标签,同时提供机密性与完整性,成为现代推荐 ✓ 正确答案
B ECB 相同明文块产生不同密文块,安全性最高
C CBC 支持并行加密且已内置认证
D CTR 模式提供完整性保护
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9. 加密、编码与哈希的本质区别是什么(可逆性、是否需要密钥、能否保证完整性)?

A 加密可逆且需密钥,编码可逆但无需密钥,哈希不可逆 ✓ 正确答案
B 哈希是可逆的,可用密钥还原明文
C Base64 是加密算法,因为需要密钥
D 编码可以提供机密性保护
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10. Diffie-Hellman 密钥交换如何在不安全信道上协商共享密钥,中间人攻击为何需要证书体系解决?

A DH 本身提供身份认证,无需证书
B 窃听者能由 g^a 直接算出 a
C DH 让双方在公开信道协商出共享密钥,但无法认证对方身份,需证书体系解决中间人攻击 ✓ 正确答案
D DH 交换后双方得到不同的密钥
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11. 前向保密(PFS)的含义是什么,为什么 ECDHE 每次会话生成临时密钥能让历史流量不被解密?

A 前向保密指会话密钥在会话结束后被销毁,长期私钥泄露不影响历史会话 ✓ 正确答案
B ECDHE 用长期私钥参与会话密钥派生,泄露后历史流量可解
C 前向保密只在 TLS 1.2 中可选,TLS 1.3 不支持
D 前向保密要长期保存会话密钥
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12. 彩虹表攻击与加盐的作用是什么,为什么口令哈希要使用 bcrypt/scrypt/Argon2 等慢哈希?

A 加盐使同一口令的哈希相同,便于彩虹表复用
B 普通 SHA-256 比 Argon2 更适合口令存储
C bcrypt 是很快速的哈希,适合口令存储
D 彩虹表依赖预计算好的哈希到明文映射,加盐使每条哈希不同从而破坏彩虹表 ✓ 正确答案
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13. 为什么加密密钥与签名密钥必须分离使用,把 RSA 同一对密钥既用于加密又用于签名有何风险?

A 加密与签名语义不同,共用密钥可能被利用结构攻击破坏安全边界,应分离使用 ✓ 正确答案
B 可以用同一对密钥加密和签名,节省管理成本
C 签名密钥可以公开,加密密钥必须保密
D 只有 RSA 需要分离,ECC 无需
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14. 量子计算对密码学的威胁,Shor 算法为什么威胁 RSA/ECC,Grover 算法为什么只是降低对称加密安全强度?

A Shor 算法只是平方加速,只是降低安全强度
B Shor 算法威胁 RSA/ECC 等非对称算法,Grover 算法对对称加密只是平方加速,可用 AES-256 缓解 ✓ 正确答案
C Grover 算法能多项式时间破解 RSA
D 量子计算对对称加密是彻底破解
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15. HMAC 与 MAC 的作用,为什么"哈希+密钥"不能直接当作 MAC,HMAC 的构造与防长度扩展攻击,以及与数字签名的区别?

A HMAC 使用非对称密钥,可公开验证
B H(key||msg) 是安全的 MAC 构造
C HMAC 通过 ipad/opad 双重哈希抵抗长度扩展攻击,且用共享密钥,无法提供不可否认性 ✓ 正确答案
D 数字签名用共享密钥,双方都能验证
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16. AEAD 与 nonce 管理,GCM/ChaCha20-Poly1305 的 nonce 复用为何致命,认证加密如何同时保证机密性与完整性?

A GCM 的 nonce 复用只影响机密性,不影响认证
B AEAD 只提供机密性,不提供完整性
C 同一密钥下 nonce 复用会导致密钥流重用,同时破坏机密性与完整性,因此必须保证 nonce 唯一 ✓ 正确答案
D ChaCha20-Poly1305 不需要 nonce
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17. 端到端加密与密钥交换协议,Signal 协议(X3DH/双棘轮)如何实现前向保密与后向保密,与 TLS 的差异如何?

A TLS 是端到端加密,服务器无法解密
B Signal 只有前向保密,没有后向保密
C X3DH 用于每次消息的密钥更新
D Signal 双棘轮通过对称棘轮与 DH 棘轮持续更新密钥,实现前向与后向保密 ✓ 正确答案
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18. 后量子密码(PQC),NIST 标准化的 ML-KEM/ML-DSA 与现有 RSA/ECC 的过渡策略(混合模式)如何?

A 混合模式同时使用经典与后量子算法,安全性取两者取强,便于平滑过渡 ✓ 正确答案
B 混合模式要求只用后量子算法,完全弃用经典算法
C ML-DSA 是 KEM,ML-KEM 是签名
D 混合模式会降低安全性,不如纯后量子
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19. 密钥生命周期管理(生成、分发、存储、轮换、吊销)的工程要点是什么,HSM/KMS 在其中扮演什么角色?

A 密钥生成可以用普通随机数生成器
B 密钥轮换会降低安全性
C HSM 在硬件内保管密钥且密钥不离开硬件,KMS 基于 HSM 提供密钥管理、轮换与审计能力 ✓ 正确答案
D 密钥泄露后无需吊销,直接换新密钥即可
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20. 为什么密码学随机数必须使用 CSPRNG,用普通随机数或时间种子生成密钥/Nonce 会导致什么后果?

A 普通随机数与 CSPRNG 在安全性上没有区别
B 用时间种子生成密钥可被攻击者枚举重建,Nonce 可预测会导致密钥流重用,因此必须用 CSPRNG ✓ 正确答案
C CSPRNG 的输出可以预测
D 密钥生成可用 rand() 替代
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21. 密码学算法的工程陷阱,ECB 误用、CBC padding oracle、常量时间比较(防止时序侧信道)等经典实现漏洞如何规避?

A ECB 误用不会泄露明文模式
B CBC padding oracle 攻击利用解密 padding 错误提示逐字节恢复明文 ✓ 正确答案
C 普通逐字节比较与常量时间比较在安全性上等价
D nonce 复用不构成安全问题