第18章網(wǎng)絡安全i—密碼學基礎-1-預覽頁
【正文】 務拒絕 ) 結合使用，攻擊者利用 IP欺騙隱瞞自己的真實地址。 ? “ ping A”是向主機 A發(fā)送 ICMP的“回答請求”報文，它封裝在 IP數(shù)據(jù)報中。這就是“ Ping O’ Death”。這就是“ SYN泛濫(flooding)”攻擊。 密碼學基礎 1 ? 概念 ? 傳統(tǒng)密碼體系 (conventional cryptography) ? 傳統(tǒng)密碼的經(jīng)典技術 ? 傳統(tǒng)加密的現(xiàn)代技術 密碼學基礎 — 概念 ? 迄今為止，網(wǎng)絡和通信安全的最重要的工具是加密。 ? 加密 (encryption)：從明文變換成密文的過程。同一明文用相同算法，不同的密鑰將產(chǎn)生不同的密文。 傳統(tǒng)密碼體系 (續(xù) ) ? 加密算法基于兩個基本原理： 替代 (substitution)：明文中每個元素 (比特、字母、比特組、字符組 ) 被映射為另一個元素； 置換 (transposition)：明文中的元素被重 排列 。 ? 明文的每個字母用 (字母表中 )其后第 3個字母來替換，注意字母循環(huán)排列， Z后是 A。它對 頻率分析攻擊 很脆弱。 ? 設密鑰 K=k1k2…k n，明文 P= p1p2…p n，其中 ki， pi 都是字母， 字母 a~z 編碼為 0~25， 編碼后還是記作 ki， pi，則密文 C= c1c2…c n，其中 ci = (pi+ki ) mod 26 ? 注意密鑰的長短與明文長短沒有關系。 多字母表密碼方法的共同特點是 ： ? 使用一組相關的單字母表替代規(guī)則。知道密文和加密 /解密算法，不知道密鑰，要破譯出明文是不現(xiàn)實的。若計算機每秒能對密鑰空間進行1億次搜索，全部搜索一遍需 1061年以上。 通常使用的塊大小是 64位。 ? Shannon提出用 擾亂 (confusion)和 擴散(diffusion)交替的方法構造密碼，目的是挫敗基于統(tǒng)計分析的密碼破譯。 ? Feistel 基于 Shannon的設想，提出用替代和置換交替方式構造密碼，提出 Feistel 塊密碼結構 。 64比特或更短的密鑰長度現(xiàn)在廣泛認為不夠安全， 128比特是常用的密鑰長度 。 在密碼設計中還要考慮： ? 快速的軟件加密 /解密 ：在很多情況下加密被嵌入到應用程序中，以至無法用硬件實現(xiàn)，所以要考慮算法執(zhí)行速度。 Feistel解密算法 Feistel解密過程和加密過程實質是相同的。 這個特點使得 加密 /解密使用同一算法 ， 相反的密鑰次序 就行。 ? 批評者擔心 56位密鑰不足以抵御窮舉式攻擊。 DES算法 初始排列 IP 排列 PC1 迭代 1 迭代 1 迭代 16 迭代 16 ... ... 32位交換 逆初始排列 ... ... ... 64位明文 56位密鑰 64位密文 K1 K16 (1) (3) (2) (4) (5) DES算法 (續(xù) ) DES加密算法： (1) 對 64位明文進行初始排列 IP： 第 1位是原來的第 58位，第 2位是原來的第50位等，按 IP表 進行。 (4) 將 16次迭代后 64位輸出值的 左、右 32位交換 。 ? 第 (i1) 次迭代既產(chǎn)生 56位的密鑰，記為 CiDi，其中 Ci、 Di 分別是密鑰的左 28位和右 28位；也產(chǎn)生 48位的子密鑰記為 Ki。此運算不僅重排列，也從中選擇，稱排列選擇。這個運算有兩個目的：產(chǎn)生和子密鑰相同長度數(shù)據(jù)進行異或；在 S 替換運算時進行壓縮。在 替換 Si 中，設 6 位 輸入為 A = a1 a2 a3 a4 a5 a6，令 c = a2 a3 a4 a5， r = a1 a6，作為十進制數(shù)，0≤ c≤ 15， 0≤ r≤ 3。 DES算法 — F運算 (續(xù) ) 1 6 7 2 0 2 1 2 9 1 2 2 8 1 7 1 1 5 2 3 2 6 5 1 8 3 1 1 0 2 8 2 4 1 4 3 2 2 7 3 9 1 9 1 3 3 0 6 2 2 1 1 4 2 5(4) P 排列 ：將 S替換后的 32位結果按下表再排列。 ? 例設 兩個明文塊只差 1位 ，一個 64位全 0，一個首位為 1 其余全為 0。Rocke Verser 編了一個窮舉式程序，并通過Inter 分發(fā)，這個項目連接了 Inter上超過 7萬個系統(tǒng)。為了在各種應用中使用 DES，定義了四種操作模式：電子密碼本 ECB(electronic codebook)，密碼塊鏈接 CBC(cipher block chaining)， 密碼反饋 CFB(cipher feedback)和輸出反饋OFB(output feedback)，后兩種用于流密碼。 ? 采用 DESCBC，在不同位置的相同明文塊將產(chǎn)生不同的密文塊。 稱為三重 DES
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