消息認(rèn)證、數(shù)字簽名和密鑰管理第五章網(wǎng)絡(luò)-資料下載頁
2025-01-09 05:09本頁面
【正文】 ≡248(mod 353) ? （ 2） Alice和 Bob相互向?qū)Ψ桨l(fā)送自己的公開信息 yA、yB，以便雙方計算共有密鑰。 Alice計算 Kab： Kab≡24897(mod 353) ≡160 (mod 353) Bob計算 Kba： Kba≡40233 (mod 353) ≡160 (mod 353) ? 顯然 A和 B計算的 Kab= Kba，即為雙方共有密鑰，用于對雙方保密通信的會話鑰進(jìn)行分配。 57 公鑰分配（ ） ? 公鑰密碼體制的密鑰分配與對稱密碼體制的密鑰分配有著本質(zhì)的差別 。 由于對稱密碼體制只有一個密鑰 ，因此在密鑰分配中必須同時確保密鑰的秘密性 、 真實(shí)性和完整性 。 ? 而公開密鑰密碼體制中有兩個密鑰 ， 私鑰由自己保管 ，不需要進(jìn)行分配 。 但公鑰是公開的 ， 如果不加以保護(hù) ，任何人都可以偽造 。 因此公鑰密碼體制不需要保證公鑰的秘密性 ， 只需確保公鑰的真實(shí)性和完整性 ， 以確保公鑰不被攻擊者替換或篡改 。 ? 公鑰的分配方法可歸納為四種：公開發(fā)布 、 公用目錄表 、 公鑰授權(quán)和公鑰證書 。 58 公鑰分配（ ） 公開發(fā)布 ? 公開發(fā)布指用戶將自己的公鑰發(fā)給其他用戶，或廣播給某一團(tuán)體。 ? 這種方法雖然簡單，但有一個較大的缺點(diǎn)，即任何人都可偽造這個公開發(fā)布的公鑰。如果某個用戶假裝是用戶 A，并以 A的名義向另一用戶發(fā)送或廣播自己的公鑰，則這一假冒者可解密所有受騙發(fā)向 A的加密消息，而且假冒者還能用偽造的密鑰獲得認(rèn)證。 公用目錄表 ? 公用目錄表指一個公用的公鑰動態(tài)目錄表，公用目錄表的建立、維護(hù)以及公鑰的分布由某個可信的實(shí)體或組織承擔(dān)，稱這個實(shí)體或組織為公用目錄的管理員。該方法有以下組成部分： 59 公鑰分配（ ） ? （ 1）管理員為每個用戶在目錄表中建立一個目錄，目錄中有兩個數(shù)據(jù)項：一是用戶名，二是用戶的公鑰。 ? （ 2）每一用戶都親自或以某種安全的認(rèn)證通信在管理者那里為自己的公鑰注冊。 ? （ 3）用戶可以隨時用新密鑰替換現(xiàn)有的密鑰。這可能由于自己的公鑰用過的次數(shù)太多或由于與公鑰相關(guān)的私鑰已泄漏。 ? （ 4）管理員定期公布或定期更新目錄表。例如，像電話號碼本一樣公布目錄表或在發(fā)行量很大的報紙上公布目錄表的更新。 ? （ 5）用戶可通過電子手段訪問目錄表。此時，從管理員到用戶必須有安全的認(rèn)證通信。 ? 這種方案的安全性明顯高于公開發(fā)布方法的安全性，但仍易受到攻擊。如果攻擊者成功地獲得管理員的私人密鑰，就可偽造一個公鑰目錄表，以后既可以假冒任一用戶又可以監(jiān)聽發(fā)往任一用戶的消息。 60 公鑰分配（ ） 公鑰授權(quán) ? 與公用目錄表類似，假定有一個公鑰管理機(jī)構(gòu)來為用戶建立、維護(hù)動態(tài)的公鑰目錄，但同時每個用戶都可靠地知道管理機(jī)構(gòu)的公鑰，而只有管理機(jī)構(gòu)自己知道相應(yīng)的私鑰。圖 513是典型的公鑰分配方案，在這個分配方案中完成了兩個功能，一是獲得需要的公鑰；二是雙方相互認(rèn)證。 公鑰分配過程如下： ? （ 1） A向公鑰管理機(jī)構(gòu)發(fā)送一個帶時間戳的消息。消息中有獲取 B當(dāng)前公鑰的請求。 ? （ 2）公鑰管理機(jī)構(gòu)對 A的請求作出應(yīng)答。應(yīng)答用一個消息來表示，該消息由管理機(jī)構(gòu)用自己的私鑰 PRauth加密。因此 A能用公鑰管理機(jī)構(gòu)的公鑰驗證，并且使A相信這個消息的確來源于公鑰管理機(jī)構(gòu)。該消息包括以下內(nèi)容： 61 公鑰分配（ ） ? B的公鑰 PUb， A可用它對將發(fā)往 B的消息加密。 ? A的請求，用于 A驗證收到的應(yīng)答的確是對相應(yīng)請求的應(yīng)答，且還能驗證自己最初發(fā)出的請求在被公鑰管理機(jī)構(gòu)收到之前是否被篡改。 ? 原始的時間戳 Time1，以使 A相信公鑰管理機(jī)構(gòu)發(fā)來的消息不是舊消息，因此消息中的公鑰的確是 B當(dāng)前的公鑰。 ? （ 3） A用 B的公鑰 PUb對一個消息加密后發(fā)往 B，這個消息有兩個數(shù)據(jù)項：一是 A的身份 IDA，二是一個臨時交互號 N1，用于唯一標(biāo)識這一過程。 ? （ 4）、（ 5） B以相同的方式從公鑰管理機(jī)構(gòu)獲取 A的公鑰（與步驟（ 1）、（ 2）類似）。此時， A和 B都已安全地得到對方的公鑰，可以進(jìn)行相互之間的保密通信。 62 公鑰分配（ ） ? （ 6） B用 A的公鑰 PUa對一個消息加密發(fā)往 A，這個消息包括數(shù)據(jù)項：一是 A的臨時交互號 N1，二是 B產(chǎn)生的一個臨時交互號 N2。因為只有 B能解密（ 3）的消息，所以 A收到的消息中的 N1可使其相信通信的另一方的確是 B。 ? （ 7） A用 B的公鑰 PUb對 N2+1加密后返回給 B，可使其相信通信的另一方的確是 A。 ? 以上過程共發(fā)送了 7個消息，其中前 4個消息用于獲取對方的公鑰。用戶得到對方的公鑰后保存起來可供以后使用，這樣就不必在發(fā)送前 4個消息了。然而還必須定期地通過公鑰管理機(jī)構(gòu)獲取通信對方的公鑰，以免對方的公鑰更新后無法保證當(dāng)前的通信。 63 圖 513公鑰授權(quán)分配方案 64 公鑰分配（ ） 公鑰證書 ? 公鑰授權(quán)中的管理機(jī)構(gòu)有可能成為系統(tǒng)的瓶頸，而且由管理機(jī)構(gòu)維護(hù)的公鑰目錄表也易被攻擊者篡改。分配公鑰的另一方法是公鑰證書，用戶通過交換公鑰證書來互相交換自己的公鑰而無須與公鑰管理機(jī)構(gòu)聯(lián)系。 ? 公鑰證書由證書管理機(jī)構(gòu) CA（ Certificate Authority）為用戶建立，其中包括與該用戶的私鑰相匹配的公鑰、用戶的身份和時間戳等信息，所有信息經(jīng) CA用自己的私鑰簽名后就形成證書。即 CA用私鑰 PRCA簽名后用戶 A的公鑰證書為： ? 由于證書是由 CA私鑰簽名，任何其他人不能偽造該證書。 im e )||||( TPUIDDC AAPRA CA?65 公鑰分配（ ） ? 使用公鑰證書分配公鑰過程非常簡單，用戶可將自己的公鑰通過公鑰證書發(fā)給另一用戶，接收方可以用CA的公鑰 PUCA對證書進(jìn)行驗證，即 ? 因為只用用 CA的公鑰才能解讀證書，接收方從而驗證了證書的確是由 CA簽發(fā)的，并且也獲得了發(fā)送方 A的身份 IDA和公鑰 PUA。時間戳 Time保證了接收方收到的是新證書，防止重放舊證書。 ? 由以上可知，使用公鑰證書分配公鑰時，用戶只需要事先從 CA處獲得證書，就可以相互交換證書得到對方的公鑰，因此不像公鑰授權(quán)分配方法那樣，每次分配都要求助于公鑰管理機(jī)構(gòu)。 )||||())||||(()( T im ePUIDT im ePUIDDECE AAAAPRPUAPU CACACA ??66 本章總結(jié) ? （ 1）認(rèn)證的基本概念； ? （ 2）消息認(rèn)證碼和 HMAC算法； ? （ 3） Hash函數(shù)及 MD5； ? （ 4）數(shù)字簽名及 DSA算法； ? （ 5）對稱密鑰的分配方法； ? （ 6）公鑰分配和公鑰證書。 67 思考及作業(yè)題 ? 為什么需要消息認(rèn)證？（題 ） ? 散列函數(shù)和消息認(rèn)證碼有什么區(qū)別？各自可以提供什么功能？（題 ） ? 數(shù)字簽名和散列函數(shù)的應(yīng)用用什么不同？（題 ） ? 數(shù)字簽名需要滿足哪些條件？（題 ） ? 利用公鑰密碼體制進(jìn)行數(shù)字簽名的過程是怎樣的？ ? 基于公鑰密碼體制分配對稱密鑰時，假設(shè) A和 B之間需要傳輸數(shù)據(jù)， A產(chǎn)生一個會話鑰，請回答下列問題：（題 ） ? （ 1）在事前通信時，發(fā)送方 A應(yīng)該得到什么密鑰？ ? （ 2）會話鑰的作用是什么？ ? 兩個用戶 A和 B使用 DiffieHellman密鑰交換方法來交換密鑰，假設(shè)公共素數(shù) p為 71，本原根 a為 7。 A和 B分別選擇秘密數(shù)為 5和 12，求共有密鑰。（題 ） 68 第五章完
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