信息認證技術概述(已修改)
2025-02-28 18:04 本頁面
【正文】 第 3章 信息認證技術第三章 信息認證技術 ? 概述 ? 哈希函數(shù) ? 消息認證技術 ? 數(shù)字簽名 ? 身份認證 第 3章 信息認證技術 概述? 在網(wǎng)絡通信和電子商務中很容易發(fā)生如下問題。1．否認，發(fā)送信息的一方不承認自己發(fā)送過某一信息。2．偽造，接收方偽造一份文件，并聲稱它來自某發(fā)送方的。3．冒充，網(wǎng)絡上的某個用戶冒充另一個用戶接收或發(fā)送信息。4．篡改，信息在網(wǎng)絡傳輸過程中已被篡改，或接收方對收到的信息進行篡改。用數(shù)字簽名（ Digital Signature）可以有效地解決這些問題。數(shù)字簽名就是主要用于對數(shù)字信息進行的簽名，以防止信息被偽造或篡改等。 第 3章 信息認證技術 概述? 一個安全的認證系統(tǒng)應滿足以下條件：（ 1）合法的接收者能夠檢驗所接收消息的合法性和真實性。（ 2）合法的發(fā)送方對所發(fā)送的消息無法進行否認。（ 3）除了合法的發(fā)送方之外，任何人都無法偽造、篡改消息。 第 3章 信息認證技術 哈希函數(shù) ? 哈希函數(shù)， 單向散列函數(shù)? 基本思想– 輸入任意長度的消息 M，產(chǎn)生固定長度的數(shù)據(jù)輸出。向 hash函數(shù)輸入一任意長度的信息 M時， hash函數(shù)將輸出一固定長度為 m的散列值 h。即： h = H(M) 第 3章 信息認證技術性質(zhì)：– 固定長度輸出散列值 h。– 給定 M，很容易計算 h。– 給定 h，根據(jù) H(M)＝ h計算 M很難。– 給定 M，找到另一消息 M’，滿足 H(M)＝ H(M’)，在計算上是不可行的 弱抗碰撞性。– 對于任意兩個不同的消息 M ≠M’，它們的散列值不可能相同 強抗碰撞性。注：碰撞性是指對于兩個不同的消息 M和 M’ ，如果它們的摘要值相同，則發(fā)生了碰撞。 哈希函數(shù) 第 3章 信息認證技術安全散列函數(shù)的一般結(jié)構(gòu) 與分組對稱密碼的 CBC模式非常相似。函數(shù)的輸入 M被分為 b位的 L個分組 Y0,Y1,..YL1，以及 n位鏈接變量初值 V0，通常 bn。 反復調(diào)用壓縮函數(shù) f： Vi=f(Yi1,Vi1) ， i=1,2,..L。 f輸出 Vi仍然是 n位。 M的散列值 H(M, V0)=VL 算法的核心是壓縮函數(shù) f 在對 M的分組中，最后一組 YL1不足 b位時填充 0或者 1將其補足。通常還將 M的長度填充到最后一個分組中。fY0V0 fY1V1fYL1VL1 VL安全散列函數(shù)的一般結(jié)構(gòu) 第 3章 信息認證技術? 常用的哈希函數(shù)–MD5–SHA1–RIPEMD160– 等等 第 3章 信息認證技術MD5算法? 麻省理工學院 Ron Rivest提出，可將任意長度的消息經(jīng)過變換得到一個 128位的散列值。? MD5算法：– MD5以 512位分組來處理輸入的信息，每一分組又被劃分為 16個 32位子分組，經(jīng)過了一系列的處理后，算法的輸出由四個 32位分組組成，將這四個 32位分組級聯(lián)后生成 128位散列值。 MD5產(chǎn)生消息摘要的過程 第 3章 信息認證技術MD5算法實現(xiàn)邏輯由 4個步驟組成：S1：消息分組與填充。（ 1）將輸入信息 M按順序每 512位一組進行分組： M = M1， M2， … ， Mn1， Mn（ 2）將信息 M的 Mn長度填充為 448位。 當 Mn長度 L（ bit為單位） 448時，在信息 Mn后加一個 “1”，然后再填充447L個 “0”，使最后的信息 Mn長度為 448位。 當 Mn長度 L 448時，在信息 Mn后加一個 “1”，然后再填充 512L+447個 “0”，使最后的信息 Mn長度為 512位， Mn+1長度為 448位 最后一個分組的后 64位為 M的位長度（低字節(jié)優(yōu)先）。S2：緩沖區(qū)初始化。 MD5算法使用 128位緩沖區(qū)存放處理過程的中間結(jié)果和最后的消息摘要值。這128位緩沖分為 4個 32位邏輯寄存器 A、 B、 C、 D。每個寄存器以 LittleEndian存放數(shù)據(jù)，其初始值為： A=0x1234567， B=0x89abcdef， C=0xfedcba98， D=0x7543210 這四個 32位變量被稱為鏈接變量，它們始終參與運算并形成最終的散列值。 第 3章 信息認證技術S3：對每個分組 Mi進行壓縮處理 HMD5。 HMD5是算法核心。 HMD5內(nèi)部有 4輪處理過程。每輪處理結(jié)構(gòu)一樣，但使用的位邏輯函數(shù)不同，分別表示為 F、 G、 H、 I。每輪處理的輸入是當前正在處理的 512位分組、 128位緩沖區(qū) (A、 B、 C、 D)
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