[互聯(lián)網(wǎng)]第6章數(shù)據(jù)加密技術(shù)-資料下載頁
2025-01-14 08:21本頁面
【正文】 CDEFFEDCBA9876543210”（算法已經(jīng)固定），這樣最后輸出一個 128位的 Hash結(jié)果。 70 其它散列函數(shù) ? 1．安全散列函數(shù) SHA： SHA是由美國 NIST和 NSA共同設(shè)計 , 是基于 MD4算法但比 MD4安全性高，與 MD5非常相似，對輸入的小于 264位長的任意報文，以 512位的分組進行處理，產(chǎn)生一個 160位長的報文摘要。 ? 2． RIPEMD： RIPEMD算法是歐洲 RACE項目中開發(fā)完成的，它由 MD4演化而來，設(shè)計時考慮了對 MD4和 MD5算法的現(xiàn)有攻擊方法。 RIPEMD算法對任意長度的報文，以 512位的分組為單位進行處理，產(chǎn)生一個長度為 160位的報文摘要。 ? 3． CRC ： CRC的全稱為 Cyclic Redundancy Check，中文名稱為循環(huán)冗余校驗。它是一類重要的線性分組碼，編碼和解碼方法簡單，檢錯和糾錯能力強，在通信領(lǐng)域廣泛地用于實現(xiàn)差錯控制。 71 消息認證 72 73 定義 認證技術(shù)包括對用戶身份的認證和對消息的認證。用戶認證用于 : 報文鑒別（ Message Authentication)： 是一個證實收到的消息來自可信的源點且未被篡改的過程。 .散列函數(shù)（ Hash Functions)： 一個散列函數(shù)以一個變長的報文作為輸入，并產(chǎn)生一個定長 的散列碼，有時也稱報文摘要，作為輸出。 .數(shù)字簽名（ Digital Signature） 是一種防止源點或終點抵賴的鑒別技術(shù) 。 74 鑒別的主要目的有二： 第一：驗證信息的發(fā)送者是真正的，而不是冒充的，此為信源識別； 第二：驗證信息的完整性，在傳送或存儲過程中未被篡改，重放或延遲等。 鑒別目的 75 76 ? 鑒別編碼器和鑒別譯碼器可抽象為鑒別函數(shù)。 ? 一個安全的鑒別系統(tǒng)，需滿足 （ 1）意定的接收者能檢驗和證實消息的合法性、真實性和完整性 （ 2）消息的發(fā)送者和接收者不能抵賴 （ 3）除了合法的消息發(fā)送者，其它人不能偽造合法的消息 . ? 首先要選好恰當?shù)蔫b別函數(shù)，該函數(shù)產(chǎn)生一個鑒別標識，然后 在此基礎(chǔ)上，給出合理的鑒別協(xié)議 (Authentication Protocol)，使接收者完成消息的鑒別。 鑒別系統(tǒng)的組成 77 可用來做鑒別的函數(shù)分為三類： (1)消息加密函數(shù) (Message encryption) 用完整信息的密文作為對信息的鑒別。 (2)消息鑒別碼 MAC(Message Authentication Code) 公開函數(shù) +密鑰產(chǎn)生一個固定長度的值作為鑒別標識 (3)散列函數(shù) (Hash Function) 是一個公開的函數(shù)，它將任意長的信息映射成一個固定長度的信息。 鑒別函數(shù) 78 消息的自身加密可以作為一個鑒別的度量。通過驗證加密的數(shù)據(jù)能否成功地在兩個站點間進行傳送來實現(xiàn)的。 假定 A、 B是兩個通信站點，密鑰是 K， A是發(fā)方， B是收方。 （ 1） A產(chǎn)生一個偽隨機數(shù) RN，并用密鑰 K，為 RN加密，即 C=E(RN,K) 然后發(fā)送給 B。另外， A對 RN施加函數(shù)變換 F，得到f(RN)，其中 f是某公開的簡單函數(shù)。 （ 2） B收到 C后，解密得到 RN=D(C,K) B也對 RN施加函數(shù)變換 f(RN)，并用自己的密鑰 K對f(RN)加密，即 C’=E(f(RN),k)，然后發(fā)送給 A （ 3） A對收到的 E(f(RN),k)解密，即 D(C’,k)=D(E(f(RN),k),k)=f(RN)，并將其與自己原先保存的進行比較，相等，則可靠，不同，與 B中斷通信。 消息加密 79 使用一個密鑰生成一個固定大小的小數(shù)據(jù)塊，并追加到報文后面，稱 MAC， 或密碼校驗和（ cryptographic checksum） . MAC函數(shù)類似于加密函數(shù)，但不需要可逆性。因此在數(shù)學(xué)上比加密算法被攻擊的弱點要少。 發(fā)送方根據(jù)內(nèi)容，按一定的算法產(chǎn)生鑒別碼，并把鑒別碼附加到報文內(nèi)容的后面。如果報文內(nèi)容不需要加密，則可把報文的內(nèi)容及附加的鑒別碼發(fā)給對方。如果報文的內(nèi)容需要加密，則把報文內(nèi)容及附加的鑒別碼一起加密，然后發(fā)給收方。收方收到后，如果加密的則先解密，并將收到的報文（不包括鑒別碼）按同一算法重新計算鑒別碼。并與收到的報文鑒別碼相比較，如一致，則鑒別此報文是真的。 有不少算法可以生成報文鑒別碼。例如 DES算法就可以生成。 值得注意的是，生成報文鑒別碼的過程與加密的過程十分相似。區(qū)別是，鑒別計算不進行反向計算。由于鑒別函數(shù)的這一特點，鑒別是較難被攻破的。 報文鑒別碼 80 報文鑒別碼 K 報 文 報 文 報 文 加密算法 發(fā)送 加密算法 比較 MAC MAC K 發(fā)送方 接收方 使用報文鑒別碼進行報文鑒別 81 數(shù)字簽名 ?因為 Hash函數(shù)是公開的，所以非法用戶完全可以產(chǎn)生自己的消息，計算出該消息的 Hash值，從而將合法用戶發(fā)送真消息及相應(yīng)的 Hash值全部替換掉，收方也不會察覺，消息并非合法發(fā)方發(fā)送或消息被變動過，這就涉及第二個問題。 ?Message authentication用以保護雙方之間的數(shù)據(jù)交換不被第三方侵犯；但它并不保證雙方自身的相互欺騙。假定 A發(fā)送一個認證的信息給 B，雙方之間的爭議可能有多種形式： B偽造一個不同的消息，但聲稱是從 A收到的。 A可以否認發(fā)過該消息， B無法證明 A確實發(fā)了該消息。 例如： EFT中改大金額；股票交易指令虧損后抵賴。 ?采用數(shù)字簽名的方法解決這個問題，如果發(fā)方在計算消息的Hash值后，對 Hash值作一次數(shù)字簽名，然后將消息、該消息的Hash值及 Hash值的數(shù)字簽名一并送出，因惡意用戶不知道合法用戶的簽名私鑰，就不可能偽造。 ?信息認證服務(wù)采用 Hash函數(shù)和數(shù)字簽名相結(jié)合的方法。 82 數(shù)字簽名 書信或文件是根據(jù)親筆簽名或印章來證明其真實性。但在計算機網(wǎng)絡(luò)中傳送的文電又如何蓋章呢？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三點： （ 1）接收者能夠核實發(fā)送者對報文的簽名 （ 2）發(fā)送者事后不能抵賴對報文的簽名 （ 3）接收者不能偽造對報文的簽名 現(xiàn)在已有多種實現(xiàn)各種數(shù)字簽名的方法。但采用公開密鑰算法比采用常規(guī)密鑰算法更容易實現(xiàn)。下面就介紹這種數(shù)字簽名。 發(fā)送者 A用其秘密解密密鑰 SKA對報文 X進行運算，將結(jié)果DSKA(X)傳送給接收者 B。 B將已知的公開的 A的公開加密密鑰得出 EPKA(DSKA(X))=X 。因為除 A外沒有別人能具有 A的解密密鑰 SKA，所以除 A外沒有別人能產(chǎn)生密文 DSKA(X)。這樣，報文 X就被簽名了。 83 數(shù)字簽名 （ 1）發(fā)送方將要發(fā)送的信息原文用 SHA函數(shù)編碼，產(chǎn)生一段固定長度的數(shù)字摘要。 （ 2）發(fā)送方用自己的私用密鑰對摘要進行加密，形成了數(shù)字簽名，并附在要發(fā)送的信息原文后面。 （ 3）發(fā)送方產(chǎn)生一個通信密鑰，并用它對帶有數(shù)字簽名的信息原文進行加密后，傳送到接收方。 （ 4）發(fā)送方用接收方的公開密鑰對自己的通信密鑰進行加密后，傳送到接收方。 （ 5）接收方收到發(fā)送方加密后的通信加密后，用自己的私用密鑰對其進行解密，得到發(fā)送方的通信密鑰。 （ 6）接收方用發(fā)送方的通信密鑰對收到的被加密的簽名原文進行解密。得到數(shù)字簽名和信息原文。 （ 7）接收方用發(fā)送方的公共密鑰對數(shù)字簽名進行解密，得到摘要；同時將收到的原文用 SHA函數(shù)編碼，產(chǎn)生另一個摘要。 （ 8）接收方將兩個摘要進行比較，如果兩者一致，則說明發(fā)送的信息原文在傳送過程中沒有被破壞或篡改過，從而得到準確明文。 84 RSA數(shù)字簽名 消息 哈希函數(shù) 哈希值 數(shù)字簽名 數(shù)字簽名 哈希值 1 哈希值 2 比較 簽名后的消息 消息 哈希函數(shù) 消息驗證 私鑰加密 公鑰加密
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