【正文】 該已加密文本發(fā)送給 Bob。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 4） Bob接收到信息，并使用私有密鑰恢復出會話密鑰。 5） Bob使用臨時會話密鑰對加密文本解密。 6）雙方通過這個會話密鑰會話。會話結束，會話密鑰也就廢棄。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 非對稱密鑰管理的實現(xiàn)： ? 公開密鑰管理利用數(shù)字證書等方式實現(xiàn)通信雙方間的公鑰交換。 ? 國際電信聯(lián)盟（ ITU）制定的標準 證書進行了定義，該標準等同于國際標準化組織（ ISO）與國際電工委員會（ IEC）聯(lián)合發(fā)布的 ISO/IEC 95948∶ 195標準。 ? 數(shù)字證書通常包含有證書所有者（即貿(mào)易方）的唯一標識、證書發(fā)布者的唯一標識、證書所有者的公開密鑰、證書發(fā)布者的數(shù)字簽名、證書的有效期及證書的序列號等。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 證書發(fā)布者一般稱為證書管理機構 （ CA），它是貿(mào)易各方都信賴的機構。數(shù)字證書能夠起到標識貿(mào)易雙方的作用，目前網(wǎng)絡上的瀏覽器，都提供了數(shù)字證書的識別功能來作為身份鑒別的手段 ? 目前國際有關的標準化機構都著手制定關于密鑰管理的技術標準規(guī)范。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰管理系統(tǒng) ? 密鑰是密碼系統(tǒng)的重要部分，在采用密碼技術的現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，其安全性主要取決于密鑰的保護，而與算法本身或是硬件無關。 ? 因此，產(chǎn)生密鑰算法的強度、密鑰長度以及密鑰的保密和安全管理在保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)安全中極為重要。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 什么是密鑰管理？ ? 密鑰的種類？ 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 什么是密鑰管理？ ? 密鑰管理是處理密鑰自產(chǎn)生到最終銷毀的整個過程中的有關問題，包括系統(tǒng)的初始化，密鑰的產(chǎn)生、存儲、備份 /恢復、裝入、分配、保護、更新、控制、丟失、吊銷和銷毀等內(nèi)容。 ? 密鑰的管理需要借助于加密、認證、簽名、協(xié)議、公證等技術。 ? 密鑰管理系統(tǒng)是依靠可信賴的第三方參與的公證系統(tǒng)。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰的種類繁雜，但一般將不同場合的 密鑰分為以下幾類： 1）初始密鑰 由用戶選定或系統(tǒng)分配的，在較長的一段時間內(nèi)由一個用戶專用的秘密密鑰。要求它既安全又便于更換。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 2）會話密鑰 ? 會話密鑰是兩個通信終端用戶在一次會話或交換數(shù)據(jù)時所用的密鑰。 ? 這類密鑰往往由系統(tǒng)通過密鑰交換協(xié)議動態(tài)產(chǎn)生。會話密鑰使用的時間很短，從而限制了密碼分析者攻擊時所能得到的同一密鑰加密的密文量。 ? 在不慎丟失時，由于使用該會話密鑰加密的數(shù)據(jù)量有限，因此對系統(tǒng)的保密性影響不大。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 3）密鑰加密密鑰（ Key Encrypting Key） 用于傳送會話密鑰時采用的密鑰。 4）主密鑰（ Mater Key） 主密鑰它是對密鑰加密密鑰進行加密的密鑰，存于主機的處理器中。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰安全保密是密碼系統(tǒng)安全的重要保證，保證密鑰安全的原則是除了在有安全保證環(huán)境下進行密鑰的產(chǎn)生、分配、裝入以及存入保密柜內(nèi)備用外，密鑰決不能以明文的形式出現(xiàn)。 ? 密鑰存儲時，還必須保證密鑰的機密性、和完整性，防止泄漏和修改。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰的分配 密鑰的分配要解決兩個問題： –（ 1）密鑰的自動分配機制，自動分配密鑰以提高系統(tǒng)的效率； – （ 2）應該盡可能減少系統(tǒng)中駐留的密鑰量。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 根據(jù)密鑰信息的交換方式，密鑰分配可 以分成三類： （ 1）人工密鑰分發(fā) . （ 2）基于中心的密鑰分發(fā) . （ 3）基于認證的密鑰分發(fā)。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 2）基于中心的密鑰分發(fā) 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 2）基于中心的密鑰分發(fā) ? 3）基于認證的密鑰分發(fā)：認證技術也可以用來進行密鑰的分發(fā)。 基于認證的密鑰分發(fā)技術又分成兩類： ①密鑰傳送?？梢杂霉_密鑰加密系統(tǒng)，用管理中心的公鑰對本地產(chǎn)生的會話密鑰進行加密，發(fā)送到密鑰管理中心，再由管理中心傳送給對方。 ②密鑰交換。加密密鑰由本地和遠端密鑰管理實體一起合作產(chǎn)生密鑰。這個技術叫做密鑰交換。最典型的密鑰交換協(xié)議是 DiffieHellman密鑰交換。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰更換和密鑰吊銷 ? 密鑰的使用是有壽命的，一旦密鑰有效期到，必須消除原密鑰存儲區(qū)，或者使用隨機產(chǎn)生的噪聲重寫。 ? 為了保證加密設備能連續(xù)工作，也可以在新密鑰生成后，舊密鑰還可以保持一段時間，以防止密鑰更換期間不能解密的死鎖。 ? 密鑰的更換，可以采用批密鑰的方式，即一次注入多個密鑰，在更換時可以按照一個密鑰生效，另一個密鑰廢除的形式進行。 ? 替代的次序可以采用密鑰的序號，如果批密鑰的生成與廢除是順序的，則序數(shù)低于正在使用的密鑰的所有密鑰都已過期，相應的存儲區(qū)清零。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰產(chǎn)生技術 密鑰產(chǎn)生的制約條件： 保密通信的雙方間是否能選擇合適的密鑰，對算法的安全性有致命影響。一個不合適的密鑰有可能很容易被對方破解，這種密鑰被稱為弱密鑰。導致弱密鑰的產(chǎn)生有以下兩種情形： 1）密鑰產(chǎn)生設置的缺陷和密鑰空間的減少：對于一個 64位比特串的密鑰，可以有 1019種可能的密鑰，然而實際上所對應的密鑰空間中的密鑰值比預計的要少的多。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 不同密鑰空間的可能密鑰數(shù) 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 2）人為選擇的弱密鑰： 用戶選擇易于記憶的密鑰是通常的選擇，但這給密碼破譯提供了便利。 防止產(chǎn)生弱密鑰的最佳方案是產(chǎn)生隨機密鑰，當然，這是不利于記憶的，可以將隨機密鑰存儲在智能卡中。 在密鑰產(chǎn)生的過程中，需要的是真正的 隨機數(shù)。 **密鑰產(chǎn)生的制約條件有三個：這就是隨機性，密鑰強度和密鑰空間。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 針對密鑰的產(chǎn)生還要考慮密鑰的尺度 要求。密鑰尺度，也就是密鑰的長度，對密鑰的強度有直接的影響。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 不同信息安全需要對密碼尺度的要求 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 如何產(chǎn)生密鑰 ? 密鑰產(chǎn)生的硬件技術 ? 密鑰產(chǎn)生的軟件技術 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰產(chǎn)生的硬件技術： ? 噪聲源技術是密鑰產(chǎn)生的常用方法。因為噪聲源具有產(chǎn)生二進制的隨機序列或與之對應的隨機數(shù)的功能，因此成為密鑰產(chǎn)生設備的核心部件。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 軟件技術 （ 準，由 ANSI — 美國國家標準定義）標準 定義了一種產(chǎn)生密鑰的方法，見下圖： 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰的分散管理與托管 密鑰分散 : ?在密鑰數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)的安全依賴于唯一的主密鑰。 ?這樣，一旦主密鑰被偶然或蓄意泄露，整個系統(tǒng)就容易受到攻擊。如果主密鑰被丟失或損壞，則系統(tǒng)的全部信息便不可訪問。 ?因此就提出了密鑰的分散管理問題。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰的分散管理就是把主密鑰分拆為碎片后給多個可靠的用戶保管，而且可以使每個持密鑰者具有不同的權力。 ? 其中權力大的用戶可以持有幾個密鑰碎片，權力小的用戶只持有一個密鑰碎片。也就是說密鑰分散把主密鑰信息進行分割，不同的密鑰持有者掌握其相應權限的主密鑰信息。密鑰的分散管理見下圖： 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 在這個密鑰模型下，網(wǎng)絡中所有結點都擁有公鑰 K，把私有密鑰 k分配給 n個不同的子系統(tǒng) ? 這樣，不同子系統(tǒng)的私有密鑰分別是 k1 —kn。即各個子系統(tǒng)分別掌握私鑰的一部分信息，而要進行會話的真實密鑰是所有這些子系統(tǒng)所掌握的不同密鑰的組合，但不是簡單的合并。 ? 這樣做的好處是，攻擊者只有將各個子系統(tǒng)全部破解，才能得到完整的密鑰。 ? 但是，這種機制也有很明顯的缺陷，就是結點多的話，要得到所有 n個子系統(tǒng)的私有密鑰才能完成認證，這會導致系統(tǒng)效率不高。 ? 采用存取門限機制可以解決認證過程復雜，低效的問題。 ? 一般來說，門限子系統(tǒng)的個數(shù)不應該少于 n個子系統(tǒng)的一半，這樣才能保證系統(tǒng)的安全。假設實際密鑰 k，通過三個服務器進行分散管理，而設定的門限值是 2，即只要能獲得兩個服務器所掌握的密鑰信息，就可以獲得實際進行通信的密鑰 k。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 通過這種門限存取機制可以大大提高系統(tǒng)的運行效率，使得這種機制的實現(xiàn)具有了可行性 ? 密鑰管理的復雜性主要體現(xiàn)在密鑰的分配和存儲，對于不是主密鑰的其他密鑰，也可以分散存儲。為了提高密鑰管理的安全性，采用如下兩種措施（ 1）盡量減少在網(wǎng)絡系統(tǒng)中所使用的密鑰的個數(shù)；（ 2）采用（ k， w）門陷體制增強主密鑰的保密強度，即將密鑰 E分成 w個片段，密鑰由 k（ kw）個密鑰片段產(chǎn)生，小于或等于 k1個片段都不能正確產(chǎn)生 E，這樣一個或k1個密鑰片段的泄露不會威脅到 E的安全性。 ? 基于拉格朗日插值公式的 Shamir門限方案、基于中國剩余定理的 AsmuthBloom 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰托管和密鑰恢復 ? 隨著保密通信在現(xiàn)代社會中的作用日益加強 ,保密通信設備已廣泛地用于黨政部門 ,企業(yè)內(nèi)部 ,銀行系統(tǒng)等 ,對這些部門的信息保密起了很好的作用。 ? 但這些部門內(nèi)部人員以及一些犯罪分子也可利用該通信設備合法傳送他們的犯罪信息 ,進行犯罪活動 ,如恐怖威脅 ,有組織販毒 ,泄露企業(yè)內(nèi)部秘密 ,危害國家及企業(yè)的利益 ,為了監(jiān)視和防止這種犯罪活動 ,人們提出了密鑰托管概念。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰托管的前提是 – 用戶不應具有在他們中間分配其它秘密密鑰的能力。 – 否則用戶用這些密鑰替代密鑰托管機構能控制的密鑰 ,從而繞過密鑰托管 ,使密鑰托管失效。 ? 密鑰托管的目的 – 在保密通信中為法律授權的政府機構留一 “ 后門 ” ，以截取 “ 可疑分子 ” 的通信信息，打擊犯罪分子的非法活動 . 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰托管可以簡單地理解為： – 把通信雙方每次的會話密鑰交給合法的第三方 ,以便讓合法的第三方利用得到的會話密鑰解密雙方通信的內(nèi)容 ,從而來監(jiān)視雙方通信。 – 一般而言合法的第三方為政府部門和法律執(zhí)行部門等。 ? 密鑰托管的一個最簡單方法： – 由一個 (或多個 )可信的政府代理機構為個人保管秘密密鑰。 – 這樣經(jīng)過適當?shù)氖跈?,政府就能檢索存儲的秘密密鑰 ,進而對竊聽到的通信進行脫密 . 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰托管加密系統(tǒng)（即托管加密系統(tǒng)） – 是具有備份解密能力的加密系統(tǒng)，它允許授權者包括用戶、企業(yè)職員、政府官員在特定的條件下，借助于一個以上持有專用數(shù)據(jù)恢復密鑰的、可信賴的委托方所提供的信息來解密密文。 ? 密鑰托管還包括安全保護數(shù)據(jù)恢復密鑰的含義。 – 有時還采用密鑰檔案、密鑰備份、以及數(shù)據(jù)恢復的說法。 – 人們總結和提出了各種密鑰托管方法，它包括使用私鑰密碼體制，公鑰密碼體制，私鑰密碼與公鑰密碼體制結合，秘密共享，公正密碼體制； – 它們不僅可完成密鑰托管，而且能完成數(shù)字簽名，鑒別等其它一些公鑰密碼和私鑰密碼所具有的性質。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰托管體制的基本組成 邏輯上，一個密鑰托管加密體制可分為 用戶安全模塊、密鑰托管模塊和數(shù)據(jù)恢 復模塊三個主要部分。它們之間密切相 關，相互影響。 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ?USC使用密鑰 K加密明文數(shù)據(jù)，并把 DRF附加于密文上； ? DRC則從 KEC提供的和 DRF中包含的信息恢復出密鑰K解密密文。 ? 什么是密碼分析？ ? 典型的密碼分析攻擊方法 ? 基于密文的攻擊 ? 基于明文的密碼攻擊 ? 中間人攻擊 ? 時間攻擊 五 .密碼分析和攻擊 密碼分析 ? 什么是密碼分析？ 密碼分析：是在不知道密鑰的情況下破譯加密通信的技術，即任何想要破譯密碼的黑客行為都可被稱為是密碼分析。 五 .密碼分析和攻擊 密碼分析和攻擊 ? 基于密文的攻擊 o 唯密文攻擊法 黑客不知道任何消息的內(nèi)容，只能從密文入手 o 選擇密文