【文章內容簡介】 IV異或，這樣同樣的明文將不再映射到同樣的密文了，初始向量 IV（明文）隨密文一起傳輸，如 DES鏈就屬于這種加密模式 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 45 / 107 加密模式 3 ? 密碼反饋模式 （ Cipher Feedback Mode） ：DES鏈的缺點在于解密前必須完整地收到 64位的密文， CFM用于按字節(jié)加密 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 64BIT移位寄存器 Tnbm P748 Fig. 813 密碼反饋模式 (a) 加密 加密盒 選擇最左面的字節(jié) 異或 密鑰 P10 C10 C10 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 46 / 107 加密模式 4 ? 流加密模式（ Stream Cipher Mode）：塊加密中， 1位傳輸錯誤將影響整個塊，而流加密模式中， 1位傳輸錯誤只影響 1位 Tnbm P749 Fig. 814 流加密模式 (a) 加密 初始向量 加密盒 密鑰 異或 明文 密文 密鑰流 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 47 / 107 加密模式 5 ? 計數器模式（ Counter Mode）：除了電子代碼本模式外，上述的其他模式都有一個共同的問題 —不能隨機訪問密文，必須順序訪問才能解密，在 CM中，初始化向量加上計數器的值被加密，然后與明文塊異或，結果為密文 初始向量 加密 密鑰 異或 P0 C0 初始向量 +1 加密 密鑰 異或 P1 C1 初始向量 +2 加密 密鑰 異或 P2 C2 Tnbm P750 Fig. 815 計數加密模式 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 48 / 107 本章將討論： ? 密碼學 ? 對稱密鑰算法 ? 公開密鑰算法 ? 數字簽名 ? 公鑰管理 ? 通信安全 ? 認證協(xié)議 ? Email的安全 ? Web安全 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 49 / 107 公開密鑰算法 ? 密鑰是成對產生的 ? 加密密鑰不能用來解密 DSK ( EPK ( P ) ) = P 但 DPK ( EPK ( P ) ) ? P ? 加密密鑰和算法是公開的，解密密鑰是保密的 ? 從 PK(加密密鑰 )導出 SK(解密密鑰 )極其困難 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 50 / 107 公開密鑰算法模型 ? 公開密鑰算法中 RSA算法最有代表性 ? RSA算法：基于數論 E 加密算法 D 解密算法 密鑰對產生源 明文 P 明文 P 密文 C=EPk(P) 解密密鑰SK 加密密鑰 PK 發(fā)送者 接收者 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 51 / 107 密鑰的選取 ? 選擇兩個大質數， p和 q（典型地為 1024 bit） ? 計算 n = p * q和 z =（ p 1） *（ q 1） ? 選擇一個與 z互質的數 d , (d, n)為解密密鑰 ? 找出 e, 使 e * d（ mod z） = 1 (e,n)為加密密鑰 公開密鑰（加密密鑰 ）為（ e、 n） 私有密鑰（解密密鑰 ）為（ d、 n） 加密密鑰和解密密鑰可互換 n為可編碼的最大數 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 52 / 107 加密和解密算法 ? 把明文看成一個 bit串，并劃分成每塊 k個 bit，滿足 2k n， P =2k ? 對原始信息 P加密： 使用公開密鑰為（ e、 n），計算密文 C = Pe（ mod n） ? 對加密信息 C解密： 使用私有密鑰為（ d、 n），計算明文 P = Cd（ mod n） 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 53 / 107 加密和解密算法舉例 ? 選擇 p = 3， q = 11（實際中 p、 q為大質數） （ Tnbm P754） n = p * q = 33， z =（ p 1） *（ q 1） = 20 因為 7與 20互質，所以選擇 d = 7 7e（ mod 20） = 1的數有 2 4 6 8 101…… 可選 e = 3 對原始信息 P加密： 即計算密文 C = P3（ mod 33）使用的公開密鑰為（ 33） 對加密信息 C解密： 即計算明文 P = C7（ mod 33）使用的私有密鑰為（ 33） 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 54 / 107 加密和解密算法舉例 ? P = 2k 33， k = 5即用 5bit表示一個信息，有 32種表示 ? 分別用其中的 1 – 26表示 26個英文字母 A Z 如明文為 SUZANNE可表示為 19 21 26 01 14 14 05 明文 (P) 密文 (C) 解密后 符號 數值 P3 P3(mod 33) C7 C7(mod 33) 符號 S 19 6859 28 13492928512 19 S U 21 9261 21 1801088541 21 U Z 26 17576 20 1280000000 26 Z A 01 1 1 1 1 A N 14 2744 5 78125 14 N N 14 2744 5 78125 14 N E 05 125 26 8031810176 5 E 發(fā)送者的計算 接收者的計算 Tnbm P754 Fig. 817 RSA算法舉例 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 55 / 107 本章將討論： ? 密碼學 ? 對稱密鑰算法 ? 公開密鑰算法 ? 數字簽名 ? 公鑰管理 ? 通信安全 ? 認證協(xié)議 ? Email的安全 ? Web安全 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 56 / 107 數字簽名 ? 接收方能夠驗證發(fā)送方所宣稱的身份 ? 發(fā)送方以后不能否認報文是他發(fā)的 ? 接收方不能偽造該報文 數字簽名的目的并非要求將整個文件加密 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 57 / 107 采用對稱密鑰的數字簽名 ? 一個公認的信任機構 BB，負責給每個人分配密碼 ? 傳輸時，也必須通過該信任機構，如 A發(fā)一消息給 B，A必須先用自己的密鑰加密后發(fā)給信任機構 BB，信任機構 BB解密，然后 BB用 B的密鑰加密后發(fā)給 B A,KA(B,RA,t,P) KB(A,RA,t,P,KBB(A,t,P)) Alice BB Bob 明文信息 時間戳 隨機數RA Bob的名字 Alice的密鑰 Tnbm P757 Fig. 818 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 58 / 107 采用公開密鑰的數字簽名 ? 對稱密鑰加密的問題：需要有公認的信任機構，但有時難以找到這樣的機構 ? 公開密鑰加密不需要有公認的信任機構 Tnbm P758 Fig. 819 公開密鑰的數字簽名 P Alice 的私鑰DA Bob 的公鑰EB P Alice 的公鑰EA Bob 的私鑰DB Alice的計算機 Bob的計算機 通信線路 DA(P) DA(P) EB(DA(P)) 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 59 / 107 報文摘要 （ Message Digest） ? 用于對文件的認證，保證文件的完整性、正確性 ? 不需要對完整的信息進行加密 ? 報文摘要 (MD)是基于一個單向的 hash函數，從明文中取出任意長的部分，從中計算出一個定長的 bit串 ? 報文摘要的特性 ? 給定明文 P，很容易就能計算出 MD(P) ? 給定 MD(P)，不可能推算出 P ? 給定 P，不可能發(fā)現(xiàn)一個 P’ 并使得 MD(P) = MD(P’) ? 當輸入改變時，甚至改變一個 bit，都將產生不同的輸出 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 60 / 107 報文摘要 （續(xù)） ? 利用報文摘要進行簽名 ? 用對稱密鑰 ? 用非對稱密鑰 ? 簽名后的摘要隨明文一起發(fā)送 ? 最常用的報文摘要是 MD5和 SHA1 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 61 / 107 本章將討論： ? 密碼學 ? 對稱密鑰算法 ? 公開密鑰算法 ? 數字簽名 ? 公鑰管理 ? 通信安全 ? 認證協(xié)議 ? Email的安全 ? Web安全 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 62 / 107 公鑰管理 ? 公鑰獲取中的安全問題 ? 證書 ? ? PKI（公鑰基礎設施） 討論兩個互不相識的人如何通過公鑰機制來通信，如何能得到對方的公鑰 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 63 / 107 公鑰獲取中的安全問題 Alice Bob 讀 Bob的網頁 返回 Bob的公鑰 用 Bob的公鑰加密通信 正常情況下的通信 有非法者的情況下的通信 Alice Bob 讀 Bob的網頁 返回 Trudy偽造的公鑰 用 Trudy的公鑰加密通信 Trudy 用 Bob的公鑰加密通信 Tnbm P765 Fig. 823 Trudy 破壞公開密鑰加密的一種方法 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 64 / 107 公鑰管理 ? 公鑰獲取中的安全問題 ? 證書 ? ? PKI（公鑰基礎設施） 討論兩個互不相識的人如何通過公鑰機制來通信，如何能得到對方的公鑰 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 65 / 107 證書 ? 設置一個機構 CA（ Certification Authority）證明某些公鑰是屬于某個人或某個機構，這個證明稱作為證書 ? 證書用 SHA1做摘要，該摘要用 CA的私鑰加密 ? 證書的擁有者可將證書放在網上，供希望與他通信的人下載 ? 證書可解決偽造者的問題 ? 如偽造者用自己的證書替換 Bob的證書：由于證書中有持有者姓名， Alice馬上就可發(fā)現(xiàn)有人偽造 ? 如偽造者用自己的公鑰替換 Bob的證書中的公鑰：由于證書是作過摘要，并用 CA的私鑰加密，通過摘要可檢查出證書被修改 《 Computer Networks V4》 2022/8/17 第 8章 網絡安全 66 / 107 公鑰管理 ? 公鑰獲取中的安全