[互聯(lián)網(wǎng)]網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 若用整數(shù) X 表示明文，用整數(shù) Y 表示密文（ X 和 Y 均小于 n），則加密和解密運(yùn)算為： – 加密： Y ? Xe mod n – 解密： X ? Yd mod n 48 RSA密碼體制的安全性 ? 破譯 RSA體制的一個(gè)直接方法是使用現(xiàn)有的一些分解方法分解模 n， 因此對(duì) p、 q的選擇有一些基本的要求 。 ? 目前可以分解 155位十進(jìn)制的大整數(shù)，建議使用模長(zhǎng)為 1024以上的模。 ? 與對(duì)稱密碼體制如 DES相比， RSA的缺點(diǎn)是加、解密速度太慢。 ? 因此， RSA體制很少用于數(shù)據(jù)加密。主要用于數(shù)字簽名、密鑰管理和認(rèn)證等應(yīng)用。 49 混合加密方法 加 密 變 換c = E k ( m )解 密 變 換m = D k ( c )加 密 變 換c k = E e B ( k )解 密 變 換k = E d B ( c k )B 公 開 密 鑰 e B B 私 有 密 鑰 d B信 息 加 密密 鑰 k信 息 解 密密 鑰 k明 文 m發(fā) 送 者 A接 受 者 B密 文 c采 用 對(duì) 稱 密 碼 體 制 進(jìn) 行 通 信采 用 公 開 密 碼 體 制 加 密 對(duì) 稱 密 碼 體 制 的 密 鑰50 加密實(shí)施方法 ? 加密體制是加強(qiáng)安全性的常用手段，在實(shí)際應(yīng)用中需要確定對(duì)什么內(nèi)容加密以及加密機(jī)制在什么地方實(shí)施。 ? 在 OSI參考模型中，除會(huì)話層不能實(shí)施加密外，其他各層均可以實(shí)施一定的加密措施。 ? 通常有兩種加密方式：鏈路加密和端到端加密。 51 鏈路加密 ? 通常在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)施加密機(jī)制。 ? 每條通信鏈路上的加密一般用不同的加密密鑰。 ? 對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是透明的，因?yàn)榧用艿墓δ苁怯赏ㄐ抛泳W(wǎng)提供的。 52 鏈路加密的特點(diǎn) ? 由于報(bào)文是以明文形式在各結(jié)點(diǎn)內(nèi)加密的，所以結(jié)點(diǎn)本身必須是安全的。 ? 所有的中間結(jié)點(diǎn) (包括可能經(jīng)過的路由器 )未必都是安全的。因此必須采取有效措施。 ? 鏈路加密的最大缺點(diǎn)是在中間結(jié)點(diǎn)暴露了信息的內(nèi)容。 ? 在網(wǎng)絡(luò)互連的情況下，僅采用鏈路加密是不能實(shí)現(xiàn)通信安全的。 53 端到端加密 ? 在源和目的結(jié)點(diǎn)中對(duì)傳送的 PDU 進(jìn)行加密和解密，報(bào)文的安全性不會(huì)因中間結(jié)點(diǎn)的不可靠而受到影響，且避免了每段鏈路的開銷。 ? 注意 PDU 的控制信息部分 (如 源和目的結(jié)點(diǎn)地址、路由信息等 )不能被加密，否則中間結(jié)點(diǎn)就不能正確選擇路由。 54 端到端加密的特點(diǎn) ? 在端到端加密中，一部分控制信息必須以明文的形式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這樣可能受到流量分析攻擊，從而有可能暴露通信雙方的身份、通信的頻率和數(shù)據(jù)包的模式、長(zhǎng)度及數(shù)量等信息。 ? 端到端加密通常采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，能針對(duì)用戶和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)加密，安全性好且能提供用戶鑒別，但需用戶來(lái)選擇加密方案和算法，密鑰管理復(fù)雜。 55 報(bào)文鑒別和數(shù)字簽名 報(bào)文鑒別和散列函數(shù) 數(shù)字簽名技術(shù) 56 報(bào)文鑒別和散列函數(shù) ? 在信息的安全領(lǐng)域中，對(duì)付被動(dòng)攻擊的重要措施是加密，而對(duì)付主動(dòng)攻擊中的篡改和偽造則要用報(bào)文鑒別。 ? 報(bào)文鑒別 (message authentication)使得通信的接收方能夠驗(yàn)證所收到的報(bào)文（發(fā)送者和報(bào)文內(nèi)容、發(fā)送時(shí)間、序列等）的真?zhèn)巍? ? 目前，廣泛使用散列函數(shù)（ hash function）來(lái)進(jìn)行報(bào)文鑒別。散列函數(shù)可以將任意長(zhǎng)度的消息壓縮成固定長(zhǎng)度的報(bào)文摘要（ message digest， MD）。 57 散列函數(shù)特性 ? 輸入的內(nèi)容稍有不同，輸出的內(nèi)容就差別很大。 ? 任給一個(gè)報(bào)文摘要值 x，若想找到一個(gè)報(bào)文 y 使得 H(y) = x，則在計(jì)算上是不可行的。即不能由輸出推測(cè)輸入。 ? 給定一個(gè)報(bào)文 x，若想找到一個(gè)報(bào)文 y 使得 H(y) = H(x)，則在計(jì)算上是不可行的。即不容易做成具有相同輸出的輸入。 ? 若想找到任意兩個(gè)報(bào)文 x 和 y，使得 H(x) = H(y)，則在計(jì)算上是不可行的。即生成相同輸出的可能性非常小。 58 報(bào)文鑒別 ? 發(fā)送端將報(bào)文 m 經(jīng)過報(bào)文摘要算法運(yùn)算后得出固定長(zhǎng)度的報(bào)文摘要 H(m)。然后對(duì) H(m) 進(jìn)行加密，得出 EK(H(m))，并將其附在報(bào)文 m 后面發(fā)送出去。 ? 接收端將 EK(H(m)) 解密還原為 H(m)，再將收到的報(bào)文進(jìn)行報(bào)文摘要運(yùn)算，看得出的是否為此 H(m)。 ? 如不一樣，可斷定收到的報(bào)文不是發(fā)送端產(chǎn)生的。 59 數(shù)字簽名技術(shù) ? 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，采用數(shù)字簽名來(lái)實(shí)現(xiàn)手寫簽名的功能，為電子商務(wù)提供不可否認(rèn)的服務(wù)。 ? 數(shù)字簽名也稱電子簽名，它是一段附加數(shù)據(jù)或者是數(shù)據(jù)單元的密碼變換結(jié)果，能證明信息未被篡改，信息確實(shí)是由發(fā)送者完成的且發(fā)送者不能否認(rèn)，另外接收者不能偽造。 ? 采用公開密鑰算法容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名。 60 數(shù)字簽名特性 ? 接收者能夠核實(shí)發(fā)送者對(duì)報(bào)文的簽名； ? 發(fā)送者事后不能抵賴對(duì)報(bào)文的簽名； ? 接收者不能偽造對(duì)報(bào)文的簽名。 ? 簽名是消息的一部分，不能被挪用到其他文件上。 ? 簽名的計(jì)算和驗(yàn)證必須相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。 61 數(shù)字簽名的實(shí)現(xiàn) 報(bào) 文簽 名報(bào) 文H a s h 函 數(shù)報(bào) 文 摘 要加 密 算 法公 開 信 道簽 名報(bào) 文H a s h 函 數(shù)報(bào) 文 摘 要解 密 算 法A 的 公 鑰相 等簽 名 有 效簽 名 無(wú) 效A 的 私 鑰收 方 B發(fā) 方 A否是62 數(shù)字證書 數(shù)字證書概述 數(shù)字證書的格式 認(rèn)證機(jī)構(gòu)系統(tǒng) 數(shù)字證書的驗(yàn)證 63 數(shù)字證書概述 ? 公鑰由于公開，若不加保護(hù)，很容易被篡改或偽造，因此需要一種能證明公鑰確實(shí)屬于合法用戶的方法。 ? 數(shù)字證書是公鑰密碼體制進(jìn)行密鑰管理的基本方法。它也稱公鑰證書 ,是證書機(jī)構(gòu)為用戶簽發(fā)的 ,用于綁定證書持有人的身份和其公鑰的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ? 它能向公鑰使用者描述特定用戶的公鑰、簽發(fā)機(jī)構(gòu)、簽發(fā)日期和有效性，并能使使用者方便的驗(yàn)證用戶擁有該公鑰的真實(shí)性。 64 數(shù)字證書的格式 版 本 號(hào)序 列 號(hào)認(rèn) 證 機(jī) 構(gòu) 標(biāo) 識(shí)主 體 標(biāo) 識(shí)主 體 公 鑰 信 息證 書 有 效 期密 鑰 / 證 書 用 法擴(kuò) 展認(rèn) 證 機(jī) 構(gòu) 簽 名Hash函數(shù)簽名算法認(rèn)證機(jī)構(gòu)私鑰65 數(shù)字證書的格式說(shuō)明 （ 1）版本號(hào)：用來(lái)區(qū)分 。 （ 2）序列號(hào)：由 CA給每個(gè)證書分配的惟一的數(shù)字型編號(hào)。當(dāng)證書被取消時(shí)，該序列號(hào)將放在 CA簽發(fā)的證書撤銷列表中。 （ 3）認(rèn)證機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)：頒發(fā)該證書的機(jī)構(gòu) CA惟一的 。 （ 4）主體標(biāo)識(shí)：證書持有者的名稱。 （ 5）主體公鑰信息：和該主體私鑰相對(duì)應(yīng)的公鑰。 （ 6）證書有效期：包括證書開始有效期和證書失效期兩個(gè)日期。 （ 7）密鑰 /證書用法：描述該主體的公 /私密鑰對(duì)的合法用途。 （ 8）擴(kuò)展：說(shuō)明該證書的附加信息。 （ 9）認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽名：用認(rèn)證機(jī)構(gòu)的私鑰 生成的數(shù)字簽名。 66 認(rèn)證機(jī)構(gòu)系統(tǒng) ? 認(rèn)證機(jī)構(gòu) CA是負(fù)責(zé)頒發(fā)和管理這些公鑰證書的機(jī)構(gòu)。這些證書上都有頒發(fā)者 CA的私鑰簽名。 ? 證書機(jī)構(gòu)的主要功能是根據(jù)策略機(jī)構(gòu)制定的策略頒發(fā)證書，負(fù)責(zé)維護(hù)證書庫(kù)和證書撤銷列表（ Certificate Revocation List， CRL）等。 ? 用戶可以從公開的目錄服務(wù)器中得到其他用戶的數(shù)字證書。因?yàn)?CA在它所頒發(fā)的證書上進(jìn)行了數(shù)字簽名，用戶可以用 CA的公鑰來(lái)驗(yàn)證證書的完整性、可用性。 67 數(shù)字證書的管理 ? 由以 CA為核心的認(rèn)證機(jī)構(gòu)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程為： – 受理數(shù)字證書的用戶申請(qǐng)，并驗(yàn)證用戶身份信息的真實(shí)性； – 為用戶產(chǎn)生公私鑰對(duì)； – 實(shí)現(xiàn)用戶的身份與密鑰的綁定； – 將公鑰以數(shù)字證書的方式進(jìn)行發(fā)布，用安全的存儲(chǔ)載體導(dǎo)出用戶的私鑰并分發(fā)給用戶； – 當(dāng)用戶密鑰對(duì)到期之后進(jìn)行歸檔； – 當(dāng)用戶身份信息發(fā)生變化時(shí)，撤銷用戶的數(shù)字證書。 68 認(rèn)證機(jī)構(gòu)系統(tǒng) KMCOCS PRARACALD AP? 實(shí)現(xiàn)證書簽發(fā)? C RL 簽發(fā)? 生成密鑰? 存儲(chǔ)密鑰? 提供密碼服務(wù)? 證書狀態(tài)有效性的實(shí)時(shí)查詢? 有效證書下載? C RL 列表下載? 受理用戶申請(qǐng)? 驗(yàn)證身份真實(shí)性69 認(rèn)證機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的組成 （ 1）密鑰管理中心（ Key Management Centre，KMC）：生成大量的成對(duì)的公私鑰對(duì)，并安全存儲(chǔ)這些密鑰對(duì)； （ 2）注冊(cè)機(jī)構(gòu)（ Register Authority， RA）：受理用戶提出的數(shù)字證書請(qǐng)求，并驗(yàn)證用戶身份信息的真實(shí)性。在真實(shí)性得到驗(yàn)證時(shí)，形成證書請(qǐng)求文件。多個(gè) RA可分擔(dān) CA的一定功能以增強(qiáng)可擴(kuò)展性并且降低運(yùn)營(yíng)成本，但 RA不允許頒發(fā)證書。 70 （ 3）認(rèn)證機(jī)構(gòu)（ Certificate Authority， CA）：是整個(gè)認(rèn)證系統(tǒng)的核心，因存放用于對(duì)證書進(jìn)行簽名的私鑰，其安全等級(jí)要求最高。 ? CA服務(wù)器為用戶簽發(fā)數(shù)字證書，發(fā)布到公眾可以訪問的目錄。 ? 其基本的方式為：接收 RA提交的證書請(qǐng)求，驗(yàn)證請(qǐng)求確為 RA簽發(fā)后，調(diào)用 KMC的密碼服務(wù)形成證書文件和私鑰文件。證書文件通過公開的方式進(jìn)行發(fā)布