《計算機網絡與信息安全技術》電子課件ch04加密與認證-文庫吧
2025-01-15 17:08 本頁面
【正文】 2 加密技術概述 2．非對稱密鑰密碼體制 若加密密鑰和解密密鑰不相同，從其中一個難以推出另一個，則稱為非對稱密鑰或雙鑰密碼體制。 采用雙鑰密碼體制的主要特點是將加密和解密功能分開，因而可以實現多個用戶加密的消息只能由一個用戶解讀，或只能由一個用戶加密消息而使多個用戶可以解讀。 在使用雙鑰體制時，每個用戶都有一對預先選定的密鑰：一個是可以公開的，以 kl表示，另一個則是秘密的，以 k2表示，公開的密鑰 k1可以像電話號碼一樣進行注冊公布，因此雙鑰體制又稱作 公鑰體制 (Public Key System) 。 最有名的雙鑰密碼體制是 1977年由 Rivest、 Shamir和 Adleman等三人提出的 RSA密碼算法。 13 加密技術概述 圖 43 雙鑰密碼體制的通信模型 14 加密技術概述 雙鑰密碼體制既可用于實現公共通信網的保密通信，也可用于認證系統(tǒng)中對消息進行數字簽名。為了同時實現保密性和對消息進行確認，在明文消息空間和密文消息空間等價，且加密、解密運算次序可換，即 Ekl(Dk2(m))=Dk2(Ek1(m))=m。 圖 44 雙鑰保密和認證體制 15 加密技術概述 3．混合加密體制 實際網絡多采用雙鑰和單鑰密碼相結合的混合加密體制，即加解密時采用單鑰密碼，密鑰傳送則采用雙鑰密碼。這樣既解決了密鑰管理的困難，又解決了加、解密速度的問題。 16 加密技術概述 密碼學的作用 密碼學主要的應用形式有數字簽名、身份認證、消息認證（也稱數字指紋）、數字水印等幾種，這幾種應用的關鍵是密鑰的傳送，網絡中一般采用混合加密體制來實現。密碼學的應用主要體現了以下幾個方面的功能。 （ 1） 維持機密性 （ 2） 用于鑒別 （ 3） 保證完整性 （ 4） 用于抗抵賴 17 信息加密方式 網絡數據加密常見的方式有鏈路加密、節(jié)點加密和端到端加密三種。 鏈路加密 鏈路加密方式中，所有消息在被傳輸之前進行加密，不但對數據報文正文加密，而且把路由信息、校驗和等控制信息也進行加密。在每一個節(jié)點接收到數據報文后，必須進行解密以獲得路由信息和校驗和，進行路由選擇、差錯檢測，然后使用下一個鏈路的密鑰對報文進行加密，再進行傳輸。 在每一個網絡節(jié)點中，消息以明文形式存在 18 信息加密方式 節(jié)點加密 節(jié)點加密是指在信息傳輸路過的節(jié)點處進行解密和加密。盡管節(jié)點加密能給網絡數據提供較高的安全性，但它 在操作方式上與鏈路加密是類似的 ：兩者均在通信鏈路上為傳輸的消息提供安全性，都在中間節(jié)點先對消息進行解密，然后進行加密。因為要對所有傳輸的數據進行加密，所以加密過程對用戶是透明的。然而， 與鏈路加密不同的是，節(jié)點加密不允許消息在網絡節(jié)點以明文形式存在，它先把收到的消息進行解密，然后采用另一個不同的密鑰進行加密，這一過程是在節(jié)點上的一個安全模塊中進行。 節(jié)點加密要求報頭和路由信息以明文形式傳輸。 不能有效 防止攻擊者分析通信業(yè)務。節(jié)點加密與鏈路加密有共同的缺點：需要網絡提供者修改交換節(jié)點，增加安全模塊或保護裝置。 19 信息加密方式 端到端加密 端到端加密允許數據在從源點到終點的傳輸過程中始終以密文形式存在。采用端到端加密，消息在被傳輸時到達終點之前不進行解密，因為消息在整個傳輸過程中均受到保護，所以即使有節(jié)點被損壞也不會使消息泄露。 端到端加密系統(tǒng)通常不允許對消息的目的地址進行加密，這是因為每一個消息所經過的節(jié)點都要用此地址來確定如何傳輸消息。由于這種加密方法不能掩蓋被傳輸消息的源點與終點，因此它對于防止攻擊者分析通信業(yè)務是脆弱的。 20 常用加密算法 古典密碼算法 1．代碼加密 它使用通信雙方預先設定的一組有確切含義的如日常詞匯、專有名詞、特殊用語等的代碼來發(fā)送消息，一般只能用于傳送一組預先約定的消息。 2．替換加密 將明文字母表 M中的每個字母替換成密文字母表 C中的字母。這一類密碼包括移位密碼、替換密碼、仿射密碼、乘數密碼、多項式代替密碼、密鑰短語密碼等。這種方法可以用來傳送任何信息，但安全性不及代碼加密。因為每一種語言都有其特定的統(tǒng)計規(guī)律，如英文字母中各字母出現的頻度相對基本固定，根據這些規(guī)律可以很容易地對替換加密進行破解。典型的有 凱撒密碼 。 21 常用加密算法 古典密碼算法 (續(xù) ) 3．變位加密 變位加密不隱藏明文的字符，即明文的字母保持相同，但其順序被打亂重新排列成另一種不同的格式。 1） 簡單變位加密 。 預先約定好一組數字表示密鑰 ， 將文字依次寫在密鑰下 ， 再按數字次序重新組織文字實現加密 ， 也有人喜歡將明文逆序輸出作為密文 。 例如 密鑰： 5 2 4 1 6 3 (密文排列次序 ) 明文：信息安全技術 密文：技息全信術安 2） 列變位法 。 將明文字符分割成個數固定的分組 （ 如 5個一組 ， 5即為密鑰 ！ ） ， 按一組一行的次序整齊排列 ， 最后不足一組用任意字符填充 ， 完成后按列讀取即成密文 。 22 常用加密算法 古典密碼算法 (續(xù) ) 3） 矩陣變位加密 。 將明文中的字母按給定的順序安排在一個矩陣中 ， 然后用另一種順序選出矩陣的字母來產生密文 。 一般為按列變換次序 ， 如原列次序為 1234， 現為 2413。 明文 Netwo
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