信息安全原理與技術(shù)ch05hash函數(shù)和數(shù)字簽名(存儲版)
【正文】 類： – 加密函數(shù) ：使用消息發(fā)送方和消息接收方共享的密鑰對整個消息進(jìn)行加密，則整個消息的密文作為認(rèn)證符。給定 M1, MAC1＝ CK(M1) 平均來講 ， 若k=a?n,則需 a次循環(huán) 2022/2/8 12 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 針對 MAC算法的攻擊 ? 攻擊者針對下面的 MAC算法，則不需要使用窮舉攻擊即可獲得密鑰信息。這個輸出串 h稱為該消息的散列值（或消息摘要，或雜湊值）。 但是建立在生日悖論上的生日攻擊法 ， 則會更有效 。根據(jù)“生日悖論”理論，能找到這樣一對消息的概率是非常大的。同樣的，任意產(chǎn)生 232個不同的 Y，對每個 Y計算 DY[G]， D是相對應(yīng) E的解密函數(shù)。給出了一個非常高效的尋找碰撞的方法，可以在數(shù)個小時內(nèi)找到 MD5的碰撞。MD5對每個分組進(jìn)行散列處理。填充部分由一個 1和后續(xù)的 0組成。 2022/2/8 42 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 數(shù)字簽名 ? 數(shù)字簽名需要滿足以下條件： –簽名的結(jié)果必須是與被簽名的消息相關(guān)的二進(jìn)制位串； –簽名必須使用發(fā)送方某些獨有的信息（發(fā)送者的私鑰），以防偽造和否認(rèn)； –產(chǎn)生數(shù)字簽名比較容易； –識別和驗證簽名比較容易； –給定數(shù)字簽名和被簽名的消息，偽造數(shù)字簽名在計算上是不可行的。簽名者將 M 連同 (r, s)一起存放，或發(fā)送給驗證者。簽名者將 M 連同 (r, s)一起存放，或發(fā)送給驗證者。 ? 盲簽名允許消息發(fā)送者先將消息盲化，而后讓簽名者對盲化的消息進(jìn)行簽名，最后消息擁有者對簽名除去盲因子，得到簽名者關(guān)于原消息的簽名。 2022/2/8 56 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 代理簽名 ? 代理簽名的目的是當(dāng)某簽名人因某種原因不能行使簽名權(quán)力時，將簽名權(quán)委派給其他人替自己行使簽名權(quán)。 2022/2/8 60 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 盲簽名的條件 ? 假設(shè) A委托 B進(jìn)行代理簽名，則簽名必須滿足三個最基本的條件： ? （ 1）簽名接收方能夠像驗證 A的簽名那樣驗證 B的簽名； ? （ 2） A的簽名和 B的簽名應(yīng)當(dāng)完全不同，并且容易區(qū)分； ? （ 3） A和 B對簽名事實不可否認(rèn)。 ? 盲性 ：簽名者雖然對某個消息進(jìn)行了簽名，但他不可能得到消息的具體內(nèi)容。 2022/2/8 51 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 仲裁數(shù)字簽名 ? (1) A?T： M || EKAT[IDA || H(M)] ? (2) T?B： EKTB[IDA || M || EKAT[IDA || H(M)] || T] ? (1) A?T： IDA || EPRA[IDA || EPUB(EPRA[M])] ? (2) T?B： EPRT[IDA || EPUB[EPRA[M]] || T] 2022/2/8 52 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 盲簽名 ? 盲簽名是 Chaum在 1982年首次提出的，并利用盲簽名技術(shù)提出了第一個電子現(xiàn)金方案。 2022/2/8 48 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 DSS ? 簽名 –設(shè)要簽名的消息為 M， 0Mp。 2022/2/8 44 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 Schnorr數(shù)字簽名 ? 系統(tǒng)參數(shù)的選擇 – p， q：滿足 q|p1， q?2160， q ?2512 – g： g?Zp，滿足 gq = 1 mod p， g ? 1 – H：散列函數(shù) – x：用戶的私鑰， 1xq – y：用戶的公鑰， y = gx mod p 2022/2/8 45 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 Schnorr數(shù)字簽名 ? 簽名 –設(shè)要簽名的消息為 M， 0Mp。 2022/2/8 39 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 HMAC的結(jié)構(gòu) SiY0Y1YL 1K+i p a dx o rb 位 b 位b 位? HI VH ( Si| | M )nSoK+o p a dx o rHI VnnH M A C ( K | | M )n2022/2/8 40 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 HMAC的實現(xiàn)方案 2022/2/8 41 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 數(shù)字簽名 ? 數(shù)字簽名也是一種認(rèn)證機制，它是公鑰密碼學(xué)發(fā)展過程中的一個重要組成部分，是公鑰密碼算法的典型應(yīng)用。 2022/2/8 33 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 SHA512算法步驟 ? 對消息進(jìn)行填充 ：對原始消息進(jìn)行填充使其長度與 896模 1024同余 (即填充后的消息長度 ?896 mod 1024)。首先將其分別初始化為為： A=0x01234567， B=0x89abcdef，C=0xfedcba98， D=0x76543210。其中， MD2是為 8位機器做過設(shè)計優(yōu)化的，而 MD4和 MD5卻是面向 32位的計算機。Hash函數(shù)的壓縮算法為： hi=EQi[hi1]， 1?i?N2。然后，攻擊者再偽造一條具有不同意義的新的消息，并產(chǎn)生出該偽造消息的 2m/2種變化。 2022/2/8 21 Ch5消息認(rèn)證與數(shù)字簽名 生日攻擊（ Birthday Attack） ? 如果攻擊者希望偽造消息 M的簽名來欺騙接收者 ，則他需要找到滿足 H(M’)=H(M)的 M’來替代 M。 – 設(shè) M’是 M 的某個已知的變換，即 M’=f(M)，則Ck(M)= Ck(M’)的概率為 2n。匹配數(shù) ?2(k2n) 。 ? 在基于算法的加密函數(shù)中 ， 攻擊者可以嘗試所有可能的密鑰以進(jìn)行窮舉攻擊 ， 一般對 k位的密鑰 ， 窮舉攻擊需要 2(k1)步 。在面向連接的應(yīng)用中，攻擊者可能延遲或重放以前某合法會話中的消息序列，也可能會延遲或重放是消息序列中的某一條消息。 – 計時修改： 對消息的延遲和重放。若 A向 B發(fā)送消息 M時，則 A使用消息 M和密鑰 K，計算 MA
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