計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密與認(rèn)證技術(shù)(編輯修改稿)
2025-02-24 20:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， xi， ? ，劃分為長(zhǎng)為 m的組 x=(xo， xl， ? ， xm1)，各組 (長(zhǎng)為 m的矢量 )，分別在密鑰 k=(ko，k1， ? ， kL1)控制下變換成等長(zhǎng)的輸出數(shù)字序列 y=(yo， y1， ? ， yn1)(長(zhǎng)為 n的矢量 )，其加密函數(shù) E： Vn K→Vn ， Vn是 n維矢量空間， K為密鑰空間。 實(shí)質(zhì)上是字長(zhǎng)為 m的數(shù)字序列的代替密碼。 24 常用加密算法 單鑰加密算法 (續(xù) ) 圖 49 56位 DES加密算法的框圖 DES算法是一種對(duì)二元數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的分組密碼，數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度為 64bit(8byte)，密文分組長(zhǎng)度也是 64bit，沒(méi)有數(shù)據(jù)擴(kuò)展。密鑰長(zhǎng)度為 64bit，其中有效密鑰長(zhǎng)度 56bit，其余 8bit為奇偶校驗(yàn)。DES的整個(gè)體制是公開(kāi)的，系統(tǒng)的安全性主要依賴(lài)密鑰的保密。 25 常用加密算法 雙鑰加密算法 雙鑰密碼體制的加密密鑰和解密密鑰不相同，它們的值不等，屬性也不同，一個(gè)是可公開(kāi)的公鑰，另一個(gè)則是需要保密的私鑰。雙鑰密碼體制的特點(diǎn)是加密能力和解密能力是分開(kāi)的，即加密與解密的密鑰不同，或從一個(gè)難以推出另一個(gè)。 它可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)用公鑰加密的消息只能由一個(gè)用戶(hù)用私鑰解讀，或反過(guò)來(lái)，由一個(gè)用戶(hù)用私鑰加密的消息可被多個(gè)用戶(hù)用公鑰解讀。其中 前一種方式可用于在公共網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)保密通信 ； 后一種方式可用于在認(rèn)證系統(tǒng)中對(duì)消息進(jìn)行數(shù)字簽名 。 26 常用加密算法 雙鑰加密算法的主要特點(diǎn)如下： 1） 用加密密鑰 PK對(duì)明文 m加密后得到密文 ， 再用解密密鑰 SK對(duì)密文解密 ， 即可恢復(fù)出明文 m， 即 DSK(EPK(m))＝ m 2） 加密密鑰不能用來(lái)解密 ， 即： DPK(EPK(m))≠m ； DSK(ESK(m))≠m 3） 用 SK加密的信息只能用 PK解密；用 PK加密的信息只能用 SK解密 。 4） 從已知的 PK不可能推導(dǎo)出 SK。 5） 加密和解密的運(yùn)算可對(duì)調(diào) ， 即 EPK(DSK(m))＝ m 雙鑰密碼體制大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的密鑰分配管理問(wèn)題，但公鑰算法要比私鑰算法慢得多 (約 1000倍 )。 27 常用加密算法 RSA算法 RSA體制是由 、 構(gòu)造雙鑰的方法，它既可用于加密，也可用于數(shù)字簽名。 RSA得到了世界上的最廣泛應(yīng)用， ISO在 1992年頒布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ，將RSA算法正式納入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 1999年，美國(guó)參議院已經(jīng)通過(guò)了立法，規(guī)定電子數(shù)字簽名與手寫(xiě)簽名的文件、郵件在美國(guó)具有同等的法律效力。在 Inter中廣泛使用的電子郵件和文件加密軟件PGP(Pretty Good Privacy)也將 RSA作為傳送會(huì)話密鑰和數(shù)字簽名的標(biāo)準(zhǔn)算法。 RSA算法的安全性建立在數(shù)論中 “大數(shù)分解和素?cái)?shù)檢測(cè) ”的理論基礎(chǔ)上。 28 常用加密算法 RSA算法表述 假定用戶(hù) A欲送消息 m給用戶(hù) B， 則 RSA算法的加／解密過(guò)程為： 1） 首先用戶(hù) B產(chǎn)生兩個(gè)大素?cái)?shù) p和 q(p、 q是保密的 )。 2） 用戶(hù) B計(jì)算 n=pq和 φ (n)=(p1)(q1)(φ (n)是保密的 )。 3） 用戶(hù) B選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù) e(0eφ (n))， 使得 (e， φ (n))=1， 即 e和 φ 互素 。 4） 用戶(hù) B通過(guò)計(jì)算得出 d， 使得 de mod φ (n)=1(即在與 n互素的數(shù)中選取與 φ (n)互素的數(shù) ， 可以通過(guò) Euclidean算法得出 。 d是用戶(hù) B自留且保密的 ， 用作解密密鑰 )。 5） 用戶(hù) B將 n及 e作為公鑰公開(kāi) 。 6） 用戶(hù) A通過(guò)公開(kāi)渠道查到 n和 e。 7） 對(duì) m施行加密變換 ， 即 EB(m)=me mod n=c。 8） 用戶(hù) B收到密文 c后 ， 施行解密變換 DB(c)=cd mod n=(me mod n)d mod n=med mod n=m mod n 29 數(shù)論運(yùn)算法則： 常用加密算法 a=b mod n ，則 b=a mod n a=b mod n ， b=c mod n，則 a=c mod n a mod n=b mod n ，則 (ab) mod n=0 [(a mod n) +(b mod n)] mod n =(a+b) mod n [(a mod n)(b mod n)] mod n =(ab) mod n [(a mod n) *(b mod n)] mod n =(a*b) mod n 例： 計(jì)算 8744 mod 12 30 常用加密算法 例： 明文 m為“ inclub”。則操作過(guò)程如下： 設(shè)計(jì)密鑰公鑰 (e,n)和私鑰 (d,n) 令 p=3， q=11。取 e=3，計(jì)算： n=p*q=33，求出 φ (n)=(p1)(q1)=20 計(jì)算： e d mod φ (n) =1,即在與 55互素的數(shù)中選取與 40互素的數(shù) 得： d=7(保密數(shù) )。因此：公鑰對(duì)為 (3,33)，私鑰對(duì)為 (7,33)。 加密： 按 126的次序排列字母，用公鑰 (3,55)加密： 令 a00， b01， … ， y24， z25。 用戶(hù) A查到 n和 e后，將消息 m加密： EB(i)=083 mod 33= 17, EB(n)=133 mod 33= 19, EB(c)=023 mod 33= 8, EB(l)=113 mod 33= 11, EB(u)=203 mod 33= 14, EB(b)=013 mod 33= 1, c= EB(m) = 17 19 08 11 14 01,它對(duì)應(yīng)的密文為 c=rtilob 。 解密： DB(r) = 177 mod 33= 8，即明文 i，依次計(jì)算即可 還原成功。 31 認(rèn)證技術(shù) 認(rèn)證的目的有三個(gè)：一是消息完整性認(rèn)證，即驗(yàn)證信息在傳送或存儲(chǔ)過(guò)程中是否被篡改；二是身份認(rèn)證，即驗(yàn)證消息的收發(fā)者是否持有正確的身份認(rèn)證符，如口令或密鑰等；三是消息的序號(hào)和操作時(shí)間（時(shí)間性）等的認(rèn)證，其目的是防止消息重放或延遲等攻擊。認(rèn)證技術(shù)是防止不法分子對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)攻擊的一種重要技術(shù)。 認(rèn)證技術(shù)的分層模型 認(rèn)證技術(shù)一般可以分為三個(gè)層次：安全管理協(xié)議、認(rèn)證體制和密碼體制。安全管理協(xié)議的主要任務(wù)是在安全體制的支持下，建立、強(qiáng)化和實(shí)施整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
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