網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)基礎(chǔ)知識(編輯修改稿)
2024-11-22 04:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 算法的電子器件必須很經(jīng)濟(jì)、運行有效； （6）必須能夠驗證。,2024/11/21,Page 46,數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)（DES）,DES是一種分組加密算法，而且還是一個對稱算法：加密和解密用的是同一算法。密鑰的長度為56位。（密鑰通常表示為64位的數(shù)，但每個第8位都用作奇偶校驗，可以忽略。）密鑰可以是任意的56位的數(shù)，且可在任意的時候改變。所有的保密性依賴于密鑰。 DES對64位的明文分組進(jìn)行操作。通過一個初始置換，將明文分組分成左半部分和右半部分，各32位長。然后進(jìn)行16輪完全相同的運算。,2024/11/21,Page 47,DES有16輪，這意味著要在明文分組上16次實施相同的組合技術(shù) 。 加密過程 DES使用56位密鑰對64位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，需要進(jìn)行16輪編碼。,2024/11/21,Page 48,在每輪編碼時，一個48位的“每輪”密鑰值由56位的完整密鑰得出來。在每輪編碼過程中，64位數(shù)據(jù)和每輪密鑰值被輸入到一個稱為“S”的盒中，由一個壓碼函數(shù)對數(shù)位進(jìn)行編碼。另外，在每輪編碼開始、過后以及每輪之間，64位數(shù)碼被以一種特別的方式置換（數(shù)位順序被打亂）。在每一步處理中都要從56位的主密鑰中得出一個唯一的輪次密鑰。 最后，輸入的64位原始數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成64位看起來被完全打亂了的輸出數(shù)據(jù)，但可以用解密算法（實際上是加密過程的逆過程）將其轉(zhuǎn)換成輸入時的狀態(tài)。,2024/11/21,Page 49,由于每輪之前、之間和之后的變換，DES用軟件執(zhí)行起來比硬件慢得多，用軟件執(zhí)行一輪變換時，必須做一個64次的循環(huán)，每次將64位數(shù)的一位放到正確的位置。 使用硬件進(jìn)行變換時，只需用64個輸入“管腳”到64個輸出“管腳”的模塊，輸入“管腳”和輸出“管腳”之間按定義的變換進(jìn)行連接。這樣，結(jié)果就可以直接從輸出“管腳”得到。,2024/11/21,Page 50,在每一輪中，密鑰位移位，然后再從密鑰的56位中選出48位。通過一個擴(kuò)展置換將數(shù)據(jù)的右半部分?jǐn)U展成48位，并通過一個異或操作與48位密鑰結(jié)合，通過S盒將這48位替代成新的32位數(shù)據(jù)，再將其置換一次。 這四步運算構(gòu)成了函數(shù)f。然后，通過另一個異或運算，函數(shù)f的輸出與左半部分結(jié)合，其結(jié)果即成為新的右半部分，原來的右半部分成為新的左半部分。將該操作重復(fù)16次，便實現(xiàn)了DES的16輪運算。,2024/11/21,Page 51,一輪DES,2024/11/21,Page 52,算法概要 DES對64位的明文分組進(jìn)行操作。通過一個初始置換，將明文分組分成左半部分和右半部分，各32位長。 然后進(jìn)行16輪完全相同的運算，這些運算被稱為函數(shù)f，在運算過程中數(shù)據(jù)與密鑰結(jié)合。 經(jīng)過16輪后，左、右半部分合在一起，經(jīng)過一個末置換（初始置換的逆置換），這樣該算法就完成了。,2024/11/21,Page 53,DES算法加密流程,2024/11/21,Page 54,DES的破譯,DES使用56位密鑰對64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，并對64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行16輪編碼。在1977年，人們估計要耗資兩千萬美元才能建成一個專門計算機(jī)用于DES的解密，而且需要12個小時的破解才能得到結(jié)果。所以，當(dāng)時DES被認(rèn)為是一種十分強(qiáng)壯的加密方法。,2024/11/21,Page 55,DES的破譯,1977年，一臺專用于破譯DES的并行計算機(jī)能在一天中找到密鑰，耗資2000萬美元。 在CRYPTO’93上，Session和Wiener給出了一個非常詳細(xì)的密鑰搜索機(jī)器的設(shè)計方案，這個機(jī)器基于并行運算的密鑰搜索芯片，所以16次加密能同時完成?；ㄙM10萬美元，平均用1.5天左右就可找到DES密鑰。 1993年，花費100萬美元建造的窮舉DES破譯機(jī)平均3.5小時就能找到一個密鑰。并且這種機(jī)器的造價以每10年20%的速度下降。 美國克羅拉多洲的程序員Verser從1997年2月18日起，用了96天時間，在Internet上數(shù)萬名志愿者的協(xié)同工作下，成功地找到了DES的密鑰，贏得了懸賞的1萬美元。 1998年7月電子前沿基金會（EFF）使用一臺25萬美元的電腦在56小時內(nèi)破譯了56比特密鑰的DES。 1999年1月RSA數(shù)據(jù)安全會議期間，電子前沿基金會用22小時15分鐘就宣告破解了一個DES的密鑰。,2024/11/21,Page 56,明文,用K1加密,密文,密文,K1：密鑰1 K2：密鑰2 K3：密鑰3,密文,用K2解密,用K1加密,明文,用K1加密,密文,密文,密文,用K2解密,用K3加密,三重DES（Triple DES）,DES的唯一密碼學(xué)缺點就是密鑰長度較短。解決密鑰長度的問題的辦法之一是采用三重DES。三重DES用兩個密鑰（或三個密鑰）對明文進(jìn)行三次加密解密運算。 密鑰長度從56位變成112位（或168位）。,2024/11/21,Page 57,2.2.2 RSA算法 RSA算法的原理 這種算法的要點在于，它可以產(chǎn)生一對密鑰，一個人可以用密鑰對中的一個加密消息，另一個人則可以用密鑰對中的另一個解密消息。同時，任何人都無法通過公鑰確定私鑰，也沒有人能使用加密消息的密鑰解密。只有密鑰對中的另一把可以解密消息。,2024/11/21,Page 58,RSA的安全性是基于大數(shù)分解的難度。其公開密鑰和私人密鑰是一對大素數(shù)的函數(shù)。從一個公開密鑰和密文中恢復(fù)出明文的難度等價于分解兩個大素數(shù)的乘積。 RSA算法是第一個較完善的公開密鑰算法，它既能用于加密也能用于數(shù)字簽名。 公開密鑰(n,e) n：兩素數(shù) p 和 q 的乘積（ p 和 q 必須保密） e：與(p1)(q1)互素 私人密鑰(n,d) 設(shè)Z= (p1)(q1) ( d *e ) mod Z = 1 加密 c = me mod n 解密 m = cd mod n,2024/11/21,Page 59,舉例 取兩個質(zhì)數(shù)p=11，q=13，p和q的乘積為n=pq=143，算出另一個數(shù)z=(p1)(q1)=120；再選取一個與z=120互質(zhì)的數(shù)，例如e=7，則公開密鑰=（n，e）=（143，7）。 對于這個e值，可以算出其逆：d=103。因為ed=7103=721，滿足ed mod z =1；即721 mod 120=1成立。則秘密密鑰=（n，d）=（143，103）。,2024/11/21,Page 60,設(shè)張小姐需要發(fā)送機(jī)密信息（明文）m=85給李先生，她已經(jīng)從公開媒體得到了李先生的公開密鑰（n，e）=（143，7），于是她算出加密值： c= me mod n=857 mod 143=123并發(fā)送給李先生。 李先生在收到密文c=123后，利用只有他自己知道的秘密密鑰計算：m= cd mod n =123103 mod 143=85，所以，李先生可以得到張小姐發(fā)給他的真正的信息m=85，實現(xiàn)了解密。,2024/11/21,Page 61,RSA的安全性 就目前的計算機(jī)水平用1024位的密鑰是安全的，2048位是絕對安全的。RSA實驗室認(rèn)為，512位的n已不夠安全，應(yīng)停止使用，現(xiàn)在的個人需要用668位的n，公司要用1024位的n，極其重要的場合應(yīng)該用2048位的n。,2024/11/21,Page 62,數(shù)字簽名（digital signature ）,RSA用于身份驗證和數(shù)字簽名 數(shù)字簽名技術(shù)是實現(xiàn)交易安全的核心技術(shù)之一，它的實現(xiàn)基礎(chǔ)就是加密技術(shù)。以往的書信或文件是根據(jù)親筆簽名或印章來證明其真實性的。這就是數(shù)字簽名所要解決的問題。數(shù)字簽名必須保證以下幾點： 接收者能夠核實發(fā)送者對報文的簽名； 發(fā)送者事后不能抵賴對報文的簽名； 接收者不能偽造對報文的簽名。,2024/11/21,Page 63,2.3 Windows注冊表基礎(chǔ),2.3.1 注冊表概述 在DOS時代，用戶僅用Autoexec.bat和Config.sys這兩個文件就能保存電腦的配置與狀態(tài)。而Windows 3.x則采用擴(kuò)展名為.INI的配置文件來保存系統(tǒng)及應(yīng)用程序的各種初始化配置信息，啟動時系統(tǒng)從System.ini和Win.ini兩個文件中讀取各種初始化信息對整個系統(tǒng)的軟硬件壞境進(jìn)行配置。,2024/11/21,Page 64,從Windows 95開始，原來保存在以上兩個初始化文件中的有關(guān)信息，都被移植到了系統(tǒng)的注冊表中，注冊表（Regedit）是Windows 9x
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