數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)第9章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全(文件)
【正文】 三重 DES (Triple DES) ? 三重 DES 使用兩個(gè)密鑰，執(zhí)行三次 DES 算法。 ? 公開(kāi)密鑰密碼體制的產(chǎn)生主要是因?yàn)閮蓚€(gè)方面的原因，一是由于常規(guī)密鑰密碼體制的密鑰分配問(wèn)題，另一是由于對(duì)數(shù)字簽名的需求。 ? 雖然秘密密鑰 SK 是由公開(kāi)密鑰 PK 決定的，但卻不能根據(jù) PK 計(jì)算出 SK。公開(kāi)密鑰還需要密鑰分配協(xié)議，具體的分配過(guò)程并不比采用傳統(tǒng)加密方法時(shí)更為簡(jiǎn)單。 (5) 加密和解密算法都是公開(kāi)的。 ? N 為兩個(gè)大素?cái)?shù) p 和 q 之積（素?cái)?shù) p 和 q 一般為 100 位以上的十進(jìn)數(shù)）， e 和 d 滿(mǎn)足一定的關(guān)系。 n 稱(chēng)為 RSA算法的模數(shù)。用戶(hù)再計(jì)算出 n 的歐拉函數(shù) ?(n) ? (p ? 1)(q ? 1) (99) ?(n) 定義為不超過(guò) n 并與 n 互素的數(shù)的個(gè)數(shù)。用戶(hù)計(jì)算出滿(mǎn)足下式的 d ed ? 1 mod ?(n) (910) 作為解密指數(shù)。 從 [0, 95]中選擇一個(gè)與 96 互素的數(shù) e。 于是，公開(kāi)密鑰 PK ? (e, n) ? {5, 119}, 秘密密鑰 SK ? {77, 119}。用公開(kāi)密鑰加密時(shí)，先計(jì)算 Xe ? 195 ? 2476099。 再除以 119，得出商為 ...? 10138，余數(shù)為 19。但采用公開(kāi)密鑰算法要比采用常規(guī)密鑰算法更容易實(shí)現(xiàn)。 ? 若 A 要抵賴(lài)曾發(fā)送報(bào)文給 B， B 可將 X 及 DSKA(X)出示給第三者。 具有保密性的數(shù)字簽名 D SKA PKA 用公開(kāi)密鑰 核實(shí)簽名 用秘密密鑰 簽名 X 發(fā)送者 A 接收者 B DSKA(X) X E E PKB 用公開(kāi)密鑰 加密 EPKB(DSKA(X)) D SKB 用秘密密鑰 解密 DSKA(X) 密文 報(bào)文鑒別 (message authentication) ? 在信息的安全領(lǐng)域中，對(duì)付被動(dòng)攻擊的重要措施是加密，而對(duì)付主動(dòng)攻擊中的篡改和偽造則要用報(bào)文鑒別。應(yīng)當(dāng)使接收者能用很簡(jiǎn)單的方法鑒別報(bào)文的真?zhèn)巍? ? 如不一樣，則可斷定收到的報(bào)文不是發(fā)送端產(chǎn)生的。 ? 若想找到任意兩個(gè)報(bào)文 x 和 y，使得 H(x) = H(y)，則在計(jì)算上是不可行的。密鑰必須通過(guò)最安全的通路進(jìn)行分配。 ? 雖然 PGP 已被廣泛使用，但 PGP 并不是因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)?？梢允褂? RSA 或三重 DES。通常對(duì)每條鏈路使用不同的加密密鑰。 ? 所有的中間結(jié)點(diǎn) (包括可能經(jīng)過(guò)的路由器 )未必都是安全的。 端到端加密 ? 端到端加密是在源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)中對(duì)傳送的 PDU 進(jìn)行加密和解密，報(bào)文的安全性不會(huì)因中間結(jié)點(diǎn)的不可靠而受到影響。 ? 在聯(lián)絡(luò)階段完成之后，所有傳送的數(shù)據(jù)都使用在聯(lián)絡(luò)階段商定的會(huì)話(huà)密鑰。 SSL 提供以下三個(gè)功能 (1) SSL 服務(wù)器鑒別 允許用戶(hù)證實(shí)服務(wù)器的身份。 安全電子交易 SET (Secure Electronic Transaction) ? 安全電子交易 SET 是專(zhuān)為在因特網(wǎng)上進(jìn)行安全支付卡交易的協(xié)議。 (3) SET 要求這三方都有證書(shū)。此外，網(wǎng)絡(luò)層還應(yīng)提供源站鑒別 ，即當(dāng)目的站收到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，能確信這是從該數(shù)據(jù)報(bào)的源 IP地址的主機(jī)發(fā)來(lái)的。此邏輯連接叫做安全關(guān)聯(lián) SA。通過(guò)此 SA 的所有數(shù)據(jù)報(bào)都使用同樣的 SPI 值。 IP 首部 AH 首部 TCP/UDP 報(bào)文段 協(xié)議 = 51 可鑒別的 IP 數(shù)據(jù)報(bào) 原 數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分 AH 首部 (1) 下一個(gè)首部 (8 bit)。標(biāo)志安全關(guān)聯(lián)。為今后用。 3. 封裝安全有效載荷 ESP ? 在 ESP 首部中有標(biāo)識(shí)一個(gè)安全關(guān)聯(lián)的安全參數(shù)索引 SPI (32 bit)，和序號(hào) (32 bit)。因此，用 ESP 封裝的數(shù)據(jù)報(bào)既有鑒別源站和檢查數(shù)據(jù)報(bào)完整性的功能，又能提供保密。 ? 防火墻可用來(lái)解決內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和外聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題。 ? 防火墻必須能夠識(shí)別通信量的各種類(lèi)型。前者檢查所有流入本網(wǎng)絡(luò)的信息，然后拒絕不符合事先制訂好的一套準(zhǔn)則的數(shù)據(jù)，而后者則是檢查用戶(hù)的登錄是否合法。 。通常使用應(yīng)用網(wǎng)關(guān)或代理服務(wù)器來(lái)區(qū)分各種應(yīng)用。 防火墻技術(shù)一般分為兩類(lèi) (1) 網(wǎng)絡(luò)級(jí)防火墻 —— 用來(lái)防止整個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)外來(lái)非法的入侵。 ? “阻止”就是阻止某種類(lèi)型的通信量通過(guò)防火墻（從外部網(wǎng)絡(luò)到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，或反過(guò)來(lái)）。接入控制策略是由使用防火墻的單位自行制訂的，為的是可以最適合本單位的需要。 ESP 尾部和原來(lái)數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分一起進(jìn)行加密，因此攻擊者無(wú)法得知所使用的運(yùn)輸層協(xié)議。為 32 bit 字的整數(shù)倍，它包含了經(jīng)數(shù)字簽名的報(bào)文摘要。鑒別數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度，以 32 bit字為單位。 (2) 有效載荷長(zhǎng)度 (8 bit)，即鑒別數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度，以 32 bit 字為單位。 ? 在傳輸過(guò)程中，中間的路由器都不查看 AH 首部。 2. 安全關(guān)聯(lián) ? 安全關(guān)聯(lián)是一個(gè)單向連接。 ? 封裝安全有效載荷 ESP (Encapsulation Security Payload)： ESP 比 AH 復(fù)雜得多，它提供源站鑒別、數(shù)據(jù)完整性和保密。 因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層安全協(xié)議族 IPsec 1. IPsec 與安全關(guān)聯(lián) SA ? IPsec 就是“ IP安全 (Security)協(xié)議”的縮寫(xiě)。 (2) SET 協(xié)議涉及到三方，即顧客、商家和商業(yè)銀行。 (2) 加密的 SSL 會(huì)話(huà) 客戶(hù)和服務(wù)器交互的所有數(shù)據(jù)都在發(fā)送方加密，在接收方解密。 安全插口層 SSL 的位置 TCP 應(yīng)用層 安全插口層 運(yùn)輸層 HTTP IMAP SSL 功能 標(biāo)準(zhǔn)插口 在發(fā)送方 ， SSL 接收應(yīng)用層的數(shù)據(jù) （ 如 HTTP 或 IMAP 報(bào)文 ） ， 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密 ， 然后將加了密的數(shù)據(jù)送往 TCP 插口 。 因特網(wǎng)商務(wù)中的加密 安全插口層 SSL ? SSL 又稱(chēng)為 安全套接層 (Secure Socket Layer)，可對(duì)萬(wàn)維網(wǎng)客戶(hù)與服務(wù)器之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和鑒別。 ? 鏈路加密的最大缺點(diǎn)是在中間結(jié)點(diǎn)暴露了信息的內(nèi)容。 鏈路加密對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是透明的 ， 因?yàn)榧用艿墓δ苁怯赏ㄐ抛泳W(wǎng)提供的 。由證書(shū)管理機(jī)構(gòu) (Certificate Authority)發(fā)布證書(shū)。 ? 每個(gè)報(bào)文都是使用一次一密的方法進(jìn)行加密，并且密鑰也是放在報(bào)文中一起在網(wǎng)絡(luò)上傳送。 常規(guī)密鑰分配協(xié)議 用戶(hù) B 用戶(hù) 主密鑰 A KA B KB … … 用戶(hù)私有主密鑰文件 KDC 用戶(hù) A A 和 B 用密鑰 R1 通信 ③ EKB(A, R1) B 知道了 密鑰 R1 ① EKA(A, B) ② EKA (R1, EKB(A, R1)) A 知道了 密鑰 R1 電子郵件的加密 PGP (Pretty Good Privacy) ? PGP 是一個(gè)完整的電子郵件安全軟件包，包括加密、鑒別、電子簽名和壓縮等技術(shù)。本節(jié)只討論密鑰的分配。 ? M 和 EK(H(m)) 合在一起是不可偽造的，是可檢驗(yàn)的和不可抵賴(lài)的。然后對(duì) H(m) 進(jìn)行加密，得出EK(H(m))，并將其追加在報(bào)文 m 后面發(fā)送出去。 ? 使用加密就可達(dá)到報(bào)文鑒別的目的。反之，若 B 將 X 偽造成 X‘，則 B 不能在第三者前出示 DSKA(X’)。因?yàn)槌? A 外沒(méi)有別人能具有 A 的解密密鑰 SKA，所以除 A 外沒(méi)有別人能產(chǎn)生密文 DSKA(X)。 RSA 算法舉例 明文 19 19 = = 20807 公開(kāi)密鑰
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