計算機網(wǎng)絡加密與認證技術(shù)(編輯修改稿)
2025-02-24 20:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， xi， ? ，劃分為長為 m的組 x=(xo， xl， ? ， xm1)，各組 (長為 m的矢量 )，分別在密鑰 k=(ko，k1， ? ， kL1)控制下變換成等長的輸出數(shù)字序列 y=(yo， y1， ? ， yn1)(長為 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。 實質(zhì)上是字長為 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算法是一種對二元數(shù)據(jù)進行加密的分組密碼，數(shù)據(jù)分組長度為 64bit(8byte)，密文分組長度也是 64bit，沒有數(shù)據(jù)擴展。密鑰長度為 64bit，其中有效密鑰長度 56bit，其余 8bit為奇偶校驗。DES的整個體制是公開的，系統(tǒng)的安全性主要依賴密鑰的保密。 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，一個是可公開的公鑰，另一個則是需要保密的私鑰。雙鑰密碼體制的特點是加密能力和解密能力是分開的，即加密與解密的密鑰不同，或從一個難以推出另一個。 它可以實現(xiàn)多個用戶用公鑰加密的消息只能由一個用戶用私鑰解讀，或反過來，由一個用戶用私鑰加密的消息可被多個用戶用公鑰解讀。其中 前一種方式可用于在公共網(wǎng)絡中實現(xiàn)保密通信 ； 后一種方式可用于在認證系統(tǒng)中對消息進行數(shù)字簽名 。 26 常用加密算法 雙鑰加密算法的主要特點如下： 1） 用加密密鑰 PK對明文 m加密后得到密文 ， 再用解密密鑰 SK對密文解密 ， 即可恢復出明文 m， 即 DSK(EPK(m))＝ m 2） 加密密鑰不能用來解密 ， 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不可能推導出 SK。 5） 加密和解密的運算可對調(diào) ， 即 EPK(DSK(m))＝ m 雙鑰密碼體制大大簡化了復雜的密鑰分配管理問題，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用， ISO在 1992年頒布的國際標準 ，將RSA算法正式納入國際標準。 1999年，美國參議院已經(jīng)通過了立法，規(guī)定電子數(shù)字簽名與手寫簽名的文件、郵件在美國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作為傳送會話密鑰和數(shù)字簽名的標準算法。 RSA算法的安全性建立在數(shù)論中 “大數(shù)分解和素數(shù)檢測 ”的理論基礎(chǔ)上。 28 常用加密算法 RSA算法表述 假定用戶 A欲送消息 m給用戶 B， 則 RSA算法的加／解密過程為： 1） 首先用戶 B產(chǎn)生兩個大素數(shù) p和 q(p、 q是保密的 )。 2） 用戶 B計算 n=pq和 φ (n)=(p1)(q1)(φ (n)是保密的 )。 3） 用戶 B選擇一個隨機數(shù) e(0eφ (n))， 使得 (e， φ (n))=1， 即 e和 φ 互素 。 4） 用戶 B通過計算得出 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 Euclidean算法得出 。 d是用戶 B自留且保密的 ， 用作解密密鑰 )。 5） 用戶 B將 n及 e作為公鑰公開 。 6） 用戶 A通過公開渠道查到 n和 e。 7） 對 m施行加密變換 ， 即 EB(m)=me mod n=c。 8） 用戶 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： 計算 8744 mod 12 30 常用加密算法 例： 明文 m為“ inclub”。則操作過程如下： 設(shè)計密鑰公鑰 (e,n)和私鑰 (d,n) 令 p=3， q=11。取 e=3，計算： n=p*q=33，求出 φ (n)=(p1)(q1)=20 計算： 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：公鑰對為 (3,33)，私鑰對為 (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 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,它對應的密文為 c=rtilob 。 解密： DB(r) = 177 mod 33= 8，即明文 i，依次計算即可 還原成功。 31 認證技術(shù) 認證的目的有三個：一是消息完整性認證，即驗證信息在傳送或存儲過程中是否被篡改；二是身份認證，即驗證消息的收發(fā)者是否持有正確的身份認證符，如口令或密鑰等；三是消息的序號和操作時間（時間性）等的認證，其目的是防止消息重放或延遲等攻擊。認證技術(shù)是防止不法分子對信息系統(tǒng)進行主動攻擊的一種重要技術(shù)。 認證技術(shù)的分層模型 認證技術(shù)一般可以分為三個層次：安全管理協(xié)議、認證體制和密碼體制。安全管理協(xié)議的主要任務是在安全體制的支持下，建立、強化和實施整個網(wǎng)絡系統(tǒng)
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