【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(fù)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(jié)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(shí)現(xiàn)： ? 公開密鑰管理利用數(shù)字證書等方式實(shí)現(xiàn)通信雙方間的公鑰交換。 ? 國際電信聯(lián)盟（ ITU）制定的標(biāo)準(zhǔn) 證書進(jìn)行了定義，該標(biāo)準(zhǔn)等同于國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。 ? 數(shù)字證書通常包含有證書所有者（即貿(mào)易方）的唯一標(biāo)識、證書發(fā)布者的唯一標(biāo)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(jī)構(gòu) （ CA），它是貿(mào)易各方都信賴的機(jī)構(gòu)。數(shù)字證書能夠起到標(biāo)識貿(mào)易雙方的作用，目前網(wǎng)絡(luò)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(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)都著手制定關(guān)于密鑰管理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)的現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，其安全性主要取決于密鑰的保護(hù)，而與算法本身或是硬件無關(guān)。 ? 因此，產(chǎn)生密鑰算法的強(qiáng)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(guān)問題，包括系統(tǒng)的初始化，密鑰的產(chǎn)生、存儲、備份 /恢復(fù)、裝入、分配、保護(hù)、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(rèn)證、簽名、協(xié)議、公證等技術(shù)。 ? 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(jìn)行加密的密鑰，存于主機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)制，自動分配密鑰以提高系統(tǒng)的效率； – （ 2）應(yīng)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(rèn)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(rèn)證的密鑰分發(fā)：認(rèn)證技術(shù)也可以用來進(jìn)行密鑰的分發(fā)。 基于認(rèn)證的密鑰分發(fā)技術(shù)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(jìn)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(yuǎn)端密鑰管理實(shí)體一起合作產(chǎn)生密鑰。這個技術(shù)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(jī)產(chǎn)生的噪聲重寫。 ? 為了保證加密設(shè)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(jìn)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(yīng)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(shù) 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(dǎo)致弱密鑰的產(chǎn)生有以下兩種情形： 1）密鑰產(chǎn)生設(shè)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(shí)際上所對應(yīng)的密鑰空間中的密鑰值比預(yù)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(jī)密鑰，當(dāng)然，這是不利于記憶的，可以將隨機(jī)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(jī)數(shù)。 **密鑰產(chǎn)生的制約條件有三個：這就是隨機(jī)性，密鑰強(qiáng)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(qiáng)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(shù) ? 密鑰產(chǎn)生的軟件技術(shù) 四 .密鑰管理 密鑰管理概述 ? 密鑰產(chǎn)生的硬件技術(shù)： ? 噪聲源技術(shù)是密鑰產(chǎn)生的常用方法。因?yàn)樵肼曉淳哂挟a(chǎn)生二進(jìn)制的隨機(jī)序列或與之對應(yīng)的隨機(jī)數(shù)的功能，因此成為密鑰產(chǎn)生設(shè)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(shù) （ 準(zhǔn)，由 ANSI — 美國國家標(biāo)準(zhǔn)定義）標(biāo)準(zhǔn) 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(quán)力。 ? 其中權(quán)力大的用戶可以持有幾個密鑰碎片，權(quán)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(jìn)行分割，不同的密鑰持有者掌握其相應(yīng)權(quán)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(luò)中所有結(jié)點(diǎn)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(jìn)行會話的真實(shí)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(jī)制也有很明顯的缺陷，就是結(jié)點(diǎn)多的話，要得到所有 n個子系統(tǒng)的私有密鑰才能完成認(rèn)證，這會導(dǎo)致系統(tǒng)效率不高。 ? 采用存取門限機(jī)制可以解決認(rèn)證過程復(fù)雜，低效的問題。 ? 一般來說，門限子系統(tǒng)的個數(shù)不應(yīng)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(shè)實(shí)際密鑰 k，通過三個服務(wù)器進(jìn)行分散管理，而設(shè)定的門限值是 2，即只要能獲得兩個服務(wù)器所掌握的密鑰信息，就可以獲得實(shí)際進(jìn)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(jī)制可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，使得這種機(jī)制的實(shí)現(xiàn)具有了可行性 ? 密鑰管理的復(fù)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(luò)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(qiáng)主密鑰的保密強(qiáng)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(fù) ? 隨著保密通信在現(xiàn)代社會中的作用日益加強(qiáng) ,保密通信設(shè)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(shè)備合法傳送他們的犯罪信息 ,進(jìn)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(yīng)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(jī)構(gòu)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(quán)的政府機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)為個人保管秘密密鑰。 – 這樣經(jīng)過適當(dāng)?shù)氖跈?quán) ,政府就能檢索存儲的秘密密鑰 ,進(jìn)而對竊聽到的通信進(jìn)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(quán)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(fù)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(hù)數(shù)據(jù)恢復(fù)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(fù)的說法。 – 人們總結(jié)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(jié)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(zhì)。 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(fù)模塊三個主要部分。它們之間密切相 關(guān)，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(fù)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(shù)，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