examination/topics/cybersecurity/crypto-basics/single_choice.json

{
  "topic": "crypto-basics",
  "type": "single_choice",
  "schema_version": "1.0.0",
  "generated": "2026-09-17T00:00:00+08:00",
  "questions": [
    {
      "id": "sc-001",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "以下哪种加密算法属于对称加密？",
      "options": {
        "A": "AES",
        "B": "RSA",
        "C": "ECC",
        "D": "Diffie-Hellman"
      },
      "answer": "A",
      "explanation": "AES（Advanced Encryption Standard）是对称加密算法，加密和解密使用相同的密钥。RSA 和 ECC 都是非对称加密算法，使用公钥/私钥对。Diffie-Hellman 是密钥交换协议，本身不是加密算法，但属于非对称密码学范畴。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-002",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "AES 支持的密钥长度不包括以下哪一项？",
      "options": {
        "A": "128 位",
        "B": "192 位",
        "C": "256 位",
        "D": "512 位"
      },
      "answer": "D",
      "explanation": "AES 标准支持三种密钥长度：128 位、192 位和 256 位，分别对应 AES-128、AES-192 和 AES-256。512 位不是 AES 标准定义的密钥长度。更长的密钥通常意味着更高的安全性，但 AES 最高只定义到 256 位。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-003",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "关于 DES 和 3DES，以下说法正确的是？",
      "options": {
        "A": "DES 使用 128 位密钥，安全性很高",
        "B": "3DES 通过对数据执行三次 DES 加密来提升安全性",
        "C": "DES 目前仍被认为是最安全的对称加密标准",
        "D": "3DES 的密钥有效长度为 168 位，不存在任何已知弱点"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "3DES（Triple DES）通过对数据执行三次 DES 加密（通常使用加密-解密-加密 EDE 模式）来提升安全性。DES 实际使用 56 位密钥（加 8 位校验），已被证明不够安全。3DES 的有效密钥长度为 112 位（两密钥模式）或 168 位（三密钥模式），但存在中间相遇攻击等弱点，NIST 已在 2023 年正式废弃 3DES。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-004",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "RSA 算法的安全性基于以下哪个数学难题？",
      "options": {
        "A": "离散对数问题",
        "B": "大整数质因数分解问题",
        "C": "背包问题",
        "D": "椭圆曲线离散对数问题"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "RSA 的安全性基于大整数质因数分解的困难性：将两个大素数相乘很容易，但将乘积分解回原来的两个素数在计算上极其困难。离散对数问题对应的是 Diffie-Hellman 和 DSA 等算法的基础。椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）是 ECC 算法的安全性基础。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-005",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "与 RSA 相比，ECC（椭圆曲线密码学）的主要优势是什么？",
      "options": {
        "A": "加解密速度更快，但需要更长的密钥",
        "B": "在相同安全强度下，所需密钥长度更短",
        "C": "ECC 不依赖任何数学难题，因此绝对安全",
        "D": "ECC 只能用于签名，不能用于加密"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "ECC 最大的优势是在提供相同安全强度的情况下，所需的密钥长度远小于 RSA。例如 256 位 ECC 密钥的安全强度约等于 3072 位 RSA 密钥，这意味着更小的存储空间、更快的计算和更低的带宽消耗。ECC 的安全性基于椭圆曲线离散对数问题，并非绝对安全，且 ECC 既可用于密钥交换和加密，也可用于数字签名。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-006",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "哈希"
      ],
      "question": "以下关于哈希函数的描述，正确的是？",
      "options": {
        "A": "哈希函数是可逆的，可以从哈希值恢复原始数据",
        "B": "哈希函数将任意长度的输入映射为固定长度的输出",
        "C": "哈希函数的输出长度随输入长度线性增长",
        "D": "不同的输入一定产生不同的哈希值"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "哈希函数的核心特性是将任意长度的输入映射为固定长度的输出，例如 SHA-256 始终输出 256 位。哈希函数是单向函数，不可从哈希值逆向恢复原始数据。由于输出空间有限而输入空间无限，理论上不同的输入可能产生相同的哈希值（碰撞），所以\"不同输入一定产生不同哈希值\"是错误的。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-007",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "哈希"
      ],
      "question": "MD5 算法目前被认为不安全的主要原因是什么？",
      "options": {
        "A": "MD5 的输出长度只有 32 位，太短",
        "B": "MD5 已被发现存在实际可行的碰撞攻击",
        "C": "MD5 是对称加密算法，密钥太短",
        "D": "MD5 的计算速度太慢，不适合实际应用"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "MD5 的输出长度实际是 128 位（通常以 32 位十六进制字符串表示），不是 32 位。MD5 不是加密算法而是哈希函数，不存在密钥的概念。MD5 的计算速度其实很快，但这反而有利于碰撞攻击。MD5 不安全的根本原因是 2004 年王小云教授等人展示了实际可行的碰撞攻击，此后碰撞实例不断被构造出来，因此不应再用于安全场景。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-008",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "哈希"
      ],
      "question": "SHA-256 产生的哈希值长度是多少位？",
      "options": {
        "A": "128 位",
        "B": "160 位",
        "C": "256 位",
        "D": "512 位"
      },
      "answer": "C",
      "explanation": "SHA-256 是 SHA-2 家族的成员，顾名思义，它产生 256 位（32 字节）的哈希值，通常用 64 个十六进制字符表示。SHA-1 产生 160 位输出，SHA-512 产生 512 位输出。128 位是 MD5 的输出长度。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-009",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "数字签名"
      ],
      "question": "数字签名的主要功能不包括以下哪一项？",
      "options": {
        "A": "身份认证",
        "B": "数据完整性保护",
        "C": "数据加密",
        "D": "不可否认性"
      },
      "answer": "C",
      "explanation": "数字签名的三大核心功能是：身份认证（确认签名者身份）、数据完整性（确保数据未被篡改）和不可否认性（签名者不能否认签名行为）。数字签名本身不提供数据加密功能，虽然签名过程中会用到非对称加密技术，但签名结果并不对原始数据进行保密处理。若需同时加密，通常需要将数字签名与加密机制结合使用。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-010",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "数字签名"
      ],
      "question": "在数字签名过程中，发送方用什么密钥对消息摘要进行签名？",
      "options": {
        "A": "接收方的公钥",
        "B": "接收方的私钥",
        "C": "发送方的公钥",
        "D": "发送方的私钥"
      },
      "answer": "D",
      "explanation": "数字签名的基本流程是：发送方先对消息计算哈希得到消息摘要，然后用自己的私钥对摘要进行加密（签名）。接收方收到后用发送方的公钥解密（验签），再与自己计算的摘要比对。使用发送方的私钥签名可以确保只有持有私钥的人才能生成该签名，从而实现身份认证和不可否认性。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-011",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "PKI",
        "证书"
      ],
      "question": "PKI（公钥基础设施）中，CA 的主要职责是什么？",
      "options": {
        "A": "生成对称加密密钥",
        "B": "颁发和管理数字证书",
        "C": "对所有网络流量进行加密",
        "D": "存储用户的私钥"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "CA（Certificate Authority，证书颁发机构）是 PKI 的核心组件，主要负责颁发、续期、吊销和管理数字证书。CA 通过验证实体（个人、组织、服务器等）的身份后，将其公钥与身份信息绑定在数字证书中。CA 不负责生成对称密钥或加密所有网络流量，而用户的私钥应由用户自己安全保管，不应存储在 CA 端。",
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      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-012",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "PKI",
        "证书"
      ],
      "question": "X.509 数字证书中通常不包含以下哪项信息？",
      "options": {
        "A": "证书持有者的公钥",
        "B": "证书持有者的私钥",
        "C": "颁发该证书的 CA 信息",
        "D": "证书的有效期"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "X.509 证书包含持有者的公钥、持有者的身份信息（如域名、组织名）、颁发机构（CA）的信息、有效期、序列号以及 CA 的数字签名等内容。证书中绝对不包含持有者的私钥，私钥必须由持有者自行秘密保管。证书的本质是将公钥与身份信息绑定的可信声明，如果包含私钥就会导致严重的安全问题。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-013",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "PKI",
        "证书"
      ],
      "question": "当浏览器访问 HTTPS 网站时发现证书已过期，这违反了以下哪项证书检查？",
      "options": {
        "A": "证书链验证",
        "B": "有效期检查",
        "C": "证书吊销检查",
        "D": "域名匹配检查"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "证书包含一个明确的有效期（notBefore 和 notAfter 字段），浏览器在验证证书时会检查当前时间是否在有效期内。如果证书已过期，说明有效期检查失败。证书链验证是检查证书是否由受信任的 CA 签发；吊销检查是通过 CRL 或 OCSP 确认证书是否被提前撤销；域名匹配检查是确认证书中的域名与实际访问的域名一致。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-014",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 3,
      "tags": [
        "密码学",
        "PKI"
      ],
      "question": "以下哪种机制用于实时查询证书是否已被吊销？",
      "options": {
        "A": "CRL（证书吊销列表）",
        "B": "OCSP（在线证书状态协议）",
        "C": "TLS 握手",
        "D": "DNS 解析"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "OCSP（Online Certificate Status Protocol，在线证书状态协议）允许客户端实时向 OCSP 响应器查询单个证书的吊销状态，相比 CRL 更加即时和高效。CRL 虽然也用于检查证书吊销状态，但它是周期性发布的完整列表，实时性较差。TLS 握手是建立加密连接的过程，DNS 解析是域名到 IP 的映射，两者都不是证书吊销检查机制。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-015",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 2,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "关于分组密码的工作模式，以下哪项说法正确？",
      "options": {
        "A": "ECB 模式对相同明文块总是产生相同的密文块，因此模式安全性较差",
        "B": "所有工作模式都能完全防止重放攻击",
        "C": "CBC 模式不需要初始化向量（IV）",
        "D": "CTR 模式将分组密码转换为流密码，因此不需要密钥"
      },
      "answer": "A",
      "explanation": "ECB（Electronic Codebook）模式对每个明文块独立加密，相同明文块总是产生相同密文块，这会泄露数据模式，因此安全性较差，不适合加密大量数据。CBC 模式需要一个随机的初始化向量（IV）来确保相同明文产生不同密文。CTR 模式虽然将分组密码转换为类似流密码的模式，但仍需要密钥来驱动分组加密运算。工作模式本身并不能防止重放攻击。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-016",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 3,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "Diffie-Hellman 密钥交换协议容易受到以下哪种攻击？",
      "options": {
        "A": "已知明文攻击",
        "B": "中间人攻击",
        "C": "差分密码分析",
        "D": "线性密码分析"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "原始的 Diffie-Hellman 密钥交换协议不包含身份认证机制，因此容易受到中间人攻击（MITM）。攻击者可以分别与通信双方建立独立的密钥交换，从而拦截和篡改所有通信内容。已知明文攻击、差分密码分析和线性密码分析主要针对分组密码，不是 DH 密钥交换的主要威胁。实际应用中通常结合数字证书或数字签名来抵御中间人攻击。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-017",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 3,
      "tags": [
        "密码学",
        "哈希"
      ],
      "question": "HMAC（基于哈希的消息认证码）相比普通哈希函数多了什么安全特性？",
      "options": {
        "A": "更快的计算速度",
        "B": "更长的输出长度",
        "C": "消息认证，能验证消息来源和完整性",
        "D": "数据加密能力"
      },
      "answer": "C",
      "explanation": "HMAC 将密钥与哈希函数结合使用，能够同时验证消息的完整性和来源真实性（消息认证）。只有持有正确密钥的人才能生成有效的 HMAC 值，而普通哈希函数不涉及密钥，任何人计算同一消息的哈希值都相同，因此无法验证消息来源。HMAC 并不提供加密能力，其输出长度与所使用的哈希函数相同，计算速度也与底层哈希函数相当。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-018",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 3,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "以下哪种攻击方式针对的是密钥交换过程而非加密算法本身？",
      "options": {
        "A": "暴力破解",
        "B": "生日攻击",
        "C": "中间人攻击",
        "D": "彩虹表攻击"
      },
      "answer": "C",
      "explanation": "中间人攻击针对的是密钥交换或通信建立过程，攻击者在通信双方之间插入自己，分别与双方建立独立连接。暴力破解是尝试所有可能的密钥来破解加密算法；生日攻击是针对哈希函数碰撞的攻击方法；彩虹表攻击是针对密码哈希的预计算表攻击。这三种攻击都不是直接针对密钥交换过程的。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-019",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 3,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密",
        "密钥管理"
      ],
      "question": "在密钥管理的最佳实践中，以下哪项做法是正确的？",
      "options": {
        "A": "将加密密钥硬编码在源代码中以便于使用",
        "B": "所有系统共享同一个密钥以简化管理",
        "C": "定期轮换密钥，并安全销毁不再使用的旧密钥",
        "D": "将密钥与加密数据存储在同一个数据库中"
      },
      "answer": "C",
      "explanation": "定期轮换密钥是密钥管理的核心最佳实践，可以限制单个密钥泄露造成的影响范围。旧密钥不再使用时应安全销毁，防止被攻击者获取。将密钥硬编码在源代码中会导致密钥随代码泄露；所有系统共享同一密钥违反最小权限原则，且一旦泄露影响范围巨大；密钥与加密数据存储在同一位置违反了密钥分离原则，攻击者获取数据的同时也会获取解密密钥。",
      "source": null,
      "related": []
    },
    {
      "id": "sc-020",
      "type": "single_choice",
      "difficulty": 1,
      "tags": [
        "密码学",
        "加密"
      ],
      "question": "对称加密和非对称加密的根本区别是什么？",
      "options": {
        "A": "对称加密速度慢，非对称加密速度快",
        "B": "对称加密使用同一密钥加密和解密，非对称加密使用不同的密钥",
        "C": "对称加密不安全，非对称加密绝对安全",
        "D": "对称加密只能加密文本，非对称加密可以加密任何数据"
      },
      "answer": "B",
      "explanation": "对称加密和非对称加密的根本区别在于密钥的使用方式：对称加密使用同一个密钥进行加密和解密，通信双方必须安全地共享该密钥；非对称加密使用一对密钥（公钥和私钥），公钥加密的数据只有对应私钥才能解密。实际上对称加密通常比非对称加密速度更快，两者都能加密各种类型的数据，且两者都不是绝对安全的。",
      "source": null,
      "related": []
    }
  ]
}