第8讲 密码协议(新)
国家密码管理局保密协议
一、协议目的为加强国家密码管理工作，保护国家秘密安全，维护国家安全和社会公共利益，根据《中华人民共和国密码法》、《中华人民共和国国家安全法》等相关法律法规，特制定本保密协议。
二、保密内容1. 国家密码管理局所掌握的涉及国家秘密的密码技术、密码产品、密码服务及其相关资料；2. 国家密码管理局制定的政策、法规、标准、规划、方案、工作计划等；3. 国家密码管理局与其他国家机关、企事业单位、社会组织和个人签订的涉及国家秘密的协议、合同、备忘录等；4. 其他涉及国家秘密的事项。
三、保密义务1. 保密协议签订方（以下简称“保密方”）应对保密内容严格保密，未经国家密码管理局书面同意，不得向任何单位和个人泄露；2. 保密方应建立健全保密制度，采取有效措施，确保保密内容的安全；3. 保密方应对保密内容进行分类管理，明确保密等级，对不同等级的保密内容采取相应的保密措施；4. 保密方应对其工作人员进行保密教育，提高其保密意识，确保保密内容不被泄露；5. 保密方在保密内容的使用过程中，应遵守国家相关法律法规，不得将保密内容用于非法目的。
四、保密期限本保密协议自签订之日起生效，至保密内容不再属于国家秘密为止。
五、违约责任1. 保密方违反本保密协议，泄露保密内容的，应承担相应的法律责任；2. 保密方泄露保密内容，给国家密码管理局或其他单位、个人造成损失的，应依法承担赔偿责任；3. 保密方泄露保密内容，构成犯罪的，依法追究其刑事责任。
六、协议变更与解除1. 本保密协议签订后，如保密内容发生变更，双方应重新签订保密协议；2. 任何一方认为保密协议内容不再适用时，可向对方提出变更或解除保密协议的书面请求；3. 双方协商一致后，可变更或解除保密协议。
七、争议解决1. 双方在履行本保密协议过程中发生的争议，应友好协商解决；2. 协商不成的，任何一方均可向国家密码管理局所在地的人民法院提起诉讼。
八、其他1. 本保密协议一式两份，双方各执一份，具有同等法律效力；2. 本保密协议未尽事宜，可由双方另行协商解决。
密码协议的安全性分析技术研究
密码协议的安全性分析技术研究密码协议的安全性分析技术研究密码协议是现代通信和计算机系统中保障信息安全的重要组成部分。
它们用于建立双方之间的安全通信通道，确保数据在传输过程中不被窃取、篡改或伪装。
然而，密码协议的安全性不仅仅取决于所使用的加密算法和密钥长度，还需要经过仔细的安全性分析。
密码协议的安全性分析旨在揭示潜在的漏洞和攻击威胁，以及为系统设计者提供改进协议的指导。
本文将探讨密码协议安全性分析的一些常用技术和方法。
首先，我们需要明确密码协议的安全属性。
安全属性是描述协议所需满足的安全条件，包括保密性、完整性、认证和不可否认性等。
这些安全属性将作为分析的基准，确保协议能够抵抗各种攻击。
其次，对密码协议进行形式化建模是一种常用的分析技术。
通过形式化建模，我们可以将协议转化为数学表达式或形式规范，以便进行自动化分析。
建模语言，如标识符（Id）和进程演算（Process Calculi），可以帮助我们准确地描述协议的交互过程和安全属性。
基于形式化建模的分析可以发现协议中的逻辑错误和漏洞，并提供修复建议。
第三，敌手模型是分析密码协议安全性的关键成分之一。
敌手模型描述了攻击者的能力和目标，以及攻击者可能采取的攻击策略。
在分析中，我们需要考虑不同类型的攻击，如被动攻击（监听通信流量）、主动攻击（篡改通信内容）和中间人攻击等。
通过模拟敌手的行为，可以评估密码协议对不同攻击的鲁棒性。
另外，可靠性和安全性分析也是密码协议研究的重要内容。
可靠性分析关注协议的稳定性和性能，以及在不同网络环境下的可用性。
同时，安全性分析则着重于协议的抵抗各种攻击的能力。
这两个方面的分析相互补充，建立完善的密码协议体系。
最后，验证工具和测试平台对密码协议的安全性分析起到了关键作用。
验证工具，如模型检测器和符号执行器，可以自动化检测协议中的安全漏洞和逻辑错误。
测试平台则通过模拟真实攻击和与实际系统交互来验证协议的安全性。
这些工具和平台有效地加速了安全性分析的过程，并提供了有力的证据支持。
密码协议的概念
密码协议的概念
密码协议是一种用于安全通信的协议，用于确保通信双方可以在非安全的通信媒介上安全地交换信息和建立共享的密码密钥。
密码协议采用一系列的步骤和规则，用于确保通信的机密性、完整性和可靠性。
密码协议通常包括以下几个基本要素:
1. 身份认证：密码协议应能够验证通信双方的身份，以确保通信双方是合法的参与者。
这通常通过双方交换和验证数字证书或使用密码学技术实现。
2. 密钥协商：密码协议应能够安全地生成、交换和验证共享的密码密钥，以供通信双方用于加密和解密信息。
密钥交换协议如Diffie-Hellman协议和公钥基础设施（PKI）可用于此目的。
3. 加密和解密：密码协议应能够为通信双方提供加密和解密机制，以保护通信内容的机密性。
常见的加密算法包括对称密钥加密和公钥加密。
4. 完整性和认证：密码协议应能够确保通信双方能够验证传输的消息的完整性和真实性，以防止未经授权的修改或篡改。
5. 重放攻击防范：密码协议应能够防止恶意攻击者重复播放已经通过通信媒介传输的信息，以避免重复利用的风险。
密码协议的设计和实施非常重要，因为任何安全协议的弱点都
可能导致通信的机密性和完整性受到威胁，给攻击者提供攻击的机会。
因此，密码协议的设计要遵循密码学的最佳实践和安全原则，并进行严格的安全审计和测试，以确保其安全性和可靠性。
密码套件解读
密码套件解读密码学是信息安全的基础，密码套件是密码学中的重要概念。
本文将从密码协议、加密算法、密钥交换、消息认证、协议版本和安全配置六个方面解读密码套件的含义。
一、密码协议密码协议是指在不安全的通信环境中，通信双方如何利用密码技术来保证信息的机密性、完整性、可用性和可控性等安全属性的一组协议。
常见的密码协议包括对称密码协议和非对称密码协议。
对称密码协议是指通信双方使用相同的密钥进行加密和解密操作。
常见的对称密码协议有DES、AES等。
非对称密码协议是指通信双方使用不同的密钥进行加密和解密操作，其中一个是公开的，另一个是保密的。
常见的非对称密码协议有RSA、ECC等。
二、加密算法加密算法是密码学中的核心部分，它是指将明文信息转换为密文信息的过程。
常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密算法。
它的特点是加解密速度快，但密钥管理难度较大。
常见的对称加密算法有DES、AES等。
非对称加密算法是指加密和解密使用不同密钥的加密算法，其中一个密钥是公开的，另一个密钥是保密的。
它的特点是加解密速度较慢，但密钥管理较为简单。
常见的非对称加密算法有RSA、ECC等。
三、密钥交换密钥交换是指在不安全的通信环境中，通信双方如何协商出一个用于通信的密钥。
常见的密钥交换协议有Diffie-Hellman密钥交换协议、RSA密钥交换协议等。
四、消息认证消息认证是指在不安全的通信环境中，通信双方如何确认收到的消息是否来自对方。
常见的消息认证方法有HMAC、数字签名等。
五、协议版本在某些情况下，不同的协议版本可能包含不同的安全特性或漏洞，因此需要对使用的协议版本进行了解和管理。
例如，SSL/TLS协议的不同版本可能具有不同的安全特性，因此在选择使用时需要考虑其版本以及已知的安全问题。
六、安全配置安全配置是指针对特定系统或应用程序的安全参数进行设置和调整，以增强系统的安全性。
例如，对于Web服务器来说，可以设置SSL/TLS协议的加密套件列表和启用HSTS（HTTP Strict Transport Security）等措施来增强其安全性。
密码安全保密协议书
密码安全保密协议书本协议书由以下双方于____年____月____日签署：甲方（委托方）：_____________________乙方（服务提供方）：_____________________鉴于甲方希望对其敏感信息进行安全保密处理，乙方愿意提供专业的密码安全保密服务，双方经友好协商，达成如下协议：第一条服务内容1.1 乙方将为甲方提供一套完整的密码安全保密解决方案，包括密码策略制定、密码设备配置、加密数据传输、数据存储安全等方面的技术支持和服务。
1.2 乙方应确保所提供的密码安全保密服务符合国家相关法律法规的要求，并采取合理的技术措施保障甲方信息的安全。
第二条服务期限2.1 本协议自签署之日起生效，至甲方完成全部信息安全保密需求并验收合格之日止。
2.2 服务期限届满后，如甲方仍需继续使用密码安全保密服务，双方可另行签订续约协议。
第三条保密义务3.1 甲方应对所有涉及敏感信息的资料进行严格保密，未经乙方书面同意，不得向任何第三方透露、泄露或传播。
3.2 甲方应妥善保管密码设备和相关凭证，防止丢失或被盗用。
第四条违约责任4.1 如甲方未按照本协议约定履行保密义务，导致敏感信息泄露或造成损失的，乙方有权要求甲方承担违约责任，并赔偿因此给乙方造成的损失。
4.2 如乙方提供的密码安全保密服务存在漏洞或不足，导致甲方信息泄露或损失的，乙方应承担相应的违约责任，并赔偿因此给甲方造成的损失。
第五条争议解决5.1 本协议履行过程中发生的任何争议，双方应首先通过友好协商解决。
5.2 如果协商不成，任何一方均可向有管辖权的人民法院提起诉讼。
第六条其他条款6.1 本协议一式两份，甲乙双方各执一份。
6.2 本协议未尽事宜，可由双方另行签订补充协议。
补充协议与本协议具有同等法律效力。
甲方（委托方）：_____________________法定代表人授权代表（签字）：__________日期：____年____月____日乙方（服务提供方）：_____________________法定代表人授权代表（签字）：__________日期：____年____月____日密码安全保密协议书（1）甲方：_________乙方：_________鉴于甲乙双方为了加强密码安全管理，维护信息安全，保护双方合法权益，根据《中华人民共和国密码法》、《中华人民共和国网络安全法》等相关法律法规，本着平等自愿、诚实信用的原则，经友好协商，达成如下协议：一、保密信息定义本协议中的“保密信息”是指甲乙双方在履行职责过程中互相了解、信任、掌握的，对双方具有经济价值、保密性和不可向第三方披露的信息和数据，包括但不限于商业秘密、技术秘密、管理信息等。
一种新的密码协议分析方法及其应用
维普资讯
第２ ６卷 第 ５期 ２０ ０ ６年 ５月
文 章编 号 ：０ １ ９ ８ （ ０６ ０ １０ — ０ １ ２ ０ ）５—１８ Ｏ ０ ７一 ３
一
计算 机应 用
Ｃｏ ｕ ｅ ｐ ｉａ ｉｎ ｍｐ ｔｒＡｐ ｌｃ ｔ ｓ ｏ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ５ １２ ． Ｍａ ０ ｙ ２ ０６
协议 进行 了严格 的形 式化 分析 ， 结果 验证 了该协议 存在 重放攻 击 。工作 表 明基 于博 弈 的 Ａ Ｌ逻 辑 比 Ｔ 传 统的 Ｃ Ｌ更 适合 于描述 和分 析 密码 协议 。 Ｔ
关键 词 ： 密码 协议 ， Ｉ 安全 性 ； 式化 分析 ； Ｔ 形 ＡＬ 中图分 类号 ： Ｐ ０ ． 文献标 识码 ： Ｔ ３９ ７ Ａ
ｅｉ ｓ ｐｙａ ａｋ． Ｔ ｅｅ ｗ ｒｓｉｄｃｔ ｔ ｔｔ Ｔ ｏ ｃ ｂｓｄ ｏ ａ ｅ ｉ ｍ ｒ ｕｔ ｌ ｔ ｄｓｒ ｅ ａｄ ａａ ｚ ｘ ｔ ｒ ｌ ｔ ｃｓ ｈｓ ｏｋ ｎ ｉ ｅ ｈ ｈ Ａ Ｌ ｌ ａｅ ｎ ｇｍ ｓ ｏ ｓｉ ｂｅ ｏ ｅｃ ｂ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ａ ｅ ｉ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｎ ｙ
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密码学—密码算法与协议
密码学—密码算法与协议密码学是研究如何保护信息安全的学科，它涵盖了密码算法和密码协议两个方面。
密码算法是密码学的基础，它是一种数学算法，用来对信息进行加密和解密。
密码算法通过特定的操作将明文转化为密文，使得未授权的人无法获得有用的信息。
只有掌握密钥的人才能够将密文转化为明文。
密码算法主要分为对称密码算法和非对称密码算法两种。
对称密码算法是最古老也是最简单的一种密码算法，它使用相同的密钥进行加密和解密。
常见的对称密码算法有DES、AES等。
对称密码算法具有速度快、加密强度高的优点，但密钥的分发和管理是一个挑战。
非对称密码算法则使用不同的密钥进行加密和解密，其中一个密钥称为公钥，另一个密钥称为私钥。
公钥可以公开，而私钥必须保密。
公钥用于加密，私钥用于解密。
非对称密码算法的代表是RSA算法，它具有较高的安全性，但加密解密的速度较慢。
密码协议是指在通信过程中，双方通过协商和使用密码算法，保证信息的机密性、完整性和可用性。
常见的密码协议有SSL/TLS、IPsec等。
SSL/TLS协议是用于保护Web通信的协议，它使用非对称密钥协商算法和对称密码算法来保证通信的安全。
SSL/TLS协议在传输层上建立了一个安全的通道，使用数字证书来验证身份，防止中间人攻击，确保数据的机密性和完整性。
IPsec协议是一种安全IP通信协议，可以在IP层对数据进行加密和认证，保证数据的机密性和完整性。
IPsec协议可以通过使用AH（认证头）和ESP（封装安全载荷）来实现数据的认证和加密。
除了SSL/TLS和IPsec，还有许多其他的密码协议，如SSH、Kerberos等，它们都在不同的场景下为信息安全提供了保护。
总结起来，密码学涵盖了密码算法和密码协议两个方面。
密码算法用于对信息进行加密和解密，包括对称密码算法和非对称密码算法。
密码协议用于在通信过程中保证信息的机密性、完整性和可用性。
密码学在信息安全领域起着至关重要的作用，它保护了我们的隐私和数据安全。
常用的安全保密协议
常用的安全保密协议1. 密码保护协议密码保护协议是应用于各种系统和网络的常用安全保密协议。
该协议的目的是确保用户密码的安全，以防止未经授权的人员访问个人或机密信息。
1.1 强密码策略•密码长度：密码应该包含至少8个字符，并且应该包括字母、数字和特殊字符的组合。
•密码复杂性：密码应该避免常见的字母和数字组合，如生日、电话号码等。
•密码定期更新：用户应定期更改他们的密码，以保持安全性。
1.2 双因素认证双因素认证（2FA）是一种密码保护机制，它要求用户提供两个不同类型的身份验证信息，以验证他们的身份。
这种协议结合了密码和其他认证因素，如指纹、智能卡或手机验证码。
2. 数据加密协议数据加密协议是应用于数据传输和存储的常见安全保密协议。
2.1 SSL/TLSSSL（Secure Sockets Layer）和其后继者TLS（Transport Layer Security）是互联网上最常用的加密协议之一。
SSL/TLS协议通过使用公钥和私钥对数据进行加密，从而确保数据传输的安全性。
2.2 文件加密文件加密是一种将文件转换为一种无法直接读取的形式的方法。
通过使用密码对文件进行加密，即使文件被未经授权的人获取，也无法读取其内容。
3. 访问控制协议访问控制协议用于对系统、网络或应用程序中的资源和功能进行限制和保护。
以下是常见的访问控制协议：3.1 角色基础访问控制（RBAC）RBAC是一种访问控制模型，根据用户的角色和权限，控制用户对系统中资源的访问权限。
通过分配角色和权限，RBAC能够保证只有授权用户能够访问和执行特定的功能。
3.2 可信任的计算机系统（Trusted Computing Base）TCB是指包含一组可信任计算机硬件、固件和操作系统软件的系统。
TCB的目标是确保系统的完整性和安全性，防止未经授权的访问和恶意操作。
4. 网络安全协议网络安全协议用于保护网络通信和传输数据的安全。
以下是几种常见的网络安全协议：4.1 IPsecIPsec是一种广泛使用的网络安全协议，用于保护IP网络上的通信。
密码保密协议规定
一、总则为了加强密码管理，确保密码安全，防止密码泄露，根据《中华人民共和国密码法》及相关法律法规，制定本协议。
二、适用范围本协议适用于本单位的全体员工、临时工作人员、实习生以及其他与单位有业务往来的人员（以下简称“相关人员”）。
三、密码安全责任1. 相关人员应高度重视密码安全，严格遵守国家有关密码管理的法律法规，切实履行密码安全责任。
2. 相关人员应妥善保管自己的密码，不得将密码告知他人，不得将密码用于非法用途。
3. 相关人员不得擅自修改、删除或传输密码，如需修改，应按照规定程序办理。
四、密码管理要求1. 密码设置要求（1）密码长度不得少于8位，应包含大小写字母、数字和特殊字符。
（2）密码不得使用连续的数字、字母或键盘上相邻的字符。
（3）密码不得使用生日、姓名、电话号码、身份证号码等个人信息。
2. 密码修改要求（1）相关人员应定期修改密码，原则上每3个月修改一次。
（2）修改密码时，应确保新密码符合密码设置要求。
3. 密码泄露处理（1）相关人员发现密码泄露情况时，应立即停止使用该密码，并及时向单位报告。
（2）单位接到密码泄露报告后，应立即采取措施，防止密码泄露造成损失。
五、监督检查1. 单位应建立健全密码安全管理制度，加强对密码安全的监督检查。
2. 单位应定期对相关人员进行密码安全培训，提高密码安全意识。
3. 单位应定期对密码安全进行检查，发现问题及时整改。
六、违约责任1. 相关人员违反本协议，泄露密码或造成密码泄露的，单位有权追究其法律责任。
2. 相关人员因违反本协议，给单位造成经济损失的，应依法承担赔偿责任。
七、附则1. 本协议自双方签订之日起生效。
2. 本协议一式两份，双方各执一份，具有同等法律效力。
3. 本协议未尽事宜，双方可另行协商解决。
4. 本协议解释权归单位所有。
单位名称：相关人员签字：签订日期：。
现代密码学原理与协议
现代密码学原理与协议现代密码学原理与协议模板一、引言本协议旨在确定双方之间的信息安全和隐私保护原则，以确保数据的机密性和完整性。
本协议依据现代密码学原理设计，旨在提供高度保密的通信和数据传输方式。
二、协议概述本协议所涉及的密码学原理包括对称加密、公钥加密、散列函数、数字签名等。
三、安全通信1.双方将使用基于对称加密算法的加密手段，在通信过程中保证数据的机密性。
2.双方应密钥交换协议（如Diffie-Hellman协议）进行安全密钥的交换，以确保通信过程中密钥的机密性。
3.双方可以使用公钥加密算法进行密钥协商，以加强通信的安全性。
四、数据传输保护1.双方将使用加密的数据传输协议（如TLS/SSL），以确保数据在传输过程中的机密性和完整性。
2.双方将对数据进行数字签名，并采用消息认证码（MAC）确保数据完整性。
五、密钥管理1.双方将定期更换会话密钥，以降低密码被破解的风险。
2.对于非对称加密算法，双方将设计有效的密钥管理机制，确保私钥的安全性。
3.双方将使用密码学安全的随机数生成器生成密钥和初始化向量。
六、安全性审计1.双方将定期进行安全性审计，包括对协议的实现和网络基础设施的评估。
2.双方将修复可能存在的安全漏洞，并提供安全更新，以确保系统的安全性。
七、争议解决双方同意，任何与本协议相关的争议应通过友好协商解决。
如果协商不成，双方可以寻求法律途径解决争议。
八、协议的解释和修改1.本协议的解释和修改应经双方书面同意。
2.双方同意，协议的修改将在双方达成一致后生效。
九、协议的终止1.任一方可在提前通知对方后终止本协议。
2.本协议终止后，双方应立即停止使用协议中约定的任何加密算法和密钥。
以上是本协议的主要内容，双方应遵守协议约定，并确保数据传输和通信过程中的安全性。
如果双方需要修改协议内容，应经过充分协商达成一致。
ccmp密码协议
ccmp密码协议CCMP密码协议是一种加密协议，主要用于无线通信系统中的安全传输。
它是由IEEE 802.11i标准制定的一种分组密码协议，可以提供数据加密和认证功能。
在本篇文章中，我们将详细介绍CCMP协议的原理、加密过程、认证过程、安全性能与优势，以及如何在实际应用中发挥其作用。
一、CCMP密码协议简介CCMP（Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol）密码协议是一种基于AES（高级加密标准）的无线网络安全协议。
它主要用于在无线局域网（WLAN）中实现数据加密和认证，以确保数据传输的安全性。
二、CCMP协议的加密过程CCMP协议的加密过程主要包括以下几个步骤：1.初始化：发送方和接收方协商选择加密算法（如AES-128、AES-192或AES-256）和密钥长度。
2.密钥扩散：利用初始化密钥和固定值生成多个扩散密钥。
3.加密数据：将待发送的数据分成固定长度的分组，每个分组与一个扩散密钥进行异或操作，生成加密分组。
4.加密初始化向量：使用与加密数据相同的扩散密钥，对初始化向量进行加密。
5.组合加密分组和初始化向量：将加密分组和加密初始化向量进行拼接，形成加密数据单元。
三、CCMP协议的认证过程CCMP协议的认证过程主要包括以下几个步骤：1.发送方生成一个随机数（称为认证初始化向量）。
2.发送方和接收方使用预先共享的密钥，对认证初始化向量和待发送数据进行加密操作。
3.接收方对加密数据进行解密，验证数据完整性。
4.接收方对认证初始化向量进行解密，验证发送方身份。
四、CCMP协议的安全性能与优势CCMP协议具有以下安全性能和优势：1.基于AES加密算法，具有较强的抗攻击能力。
2.采用多密钥加密，提高系统安全性。
3.认证过程与加密过程相互独立，增强整体安全性。
4.支持动态密钥更新，降低密钥泄露风险。
现代密码学第8章：数字签名
4
数字签名应满足的要求
① B伪造一个消息并使用与A共享的密 钥产生该消息的认证码，然后声称该消息来 自于A。 ② 由于B有可能伪造A发来的消息，所以 A就可以对自己发过的消息予以否认。 这两种欺骗在实际的网络安全应用中都 有可能发生，例如在电子资金传输中，收方 增加收到的资金数，并声称这一数目来自发 方。又如用户通过电子邮件向其证券经纪人 发送对某笔业务的指令，以后这笔业务赔钱 了，用户就可否认曾发送过相应的指令。
以上过程中，由于Y不知KXA，因此不能直接检查X的 签名，但Y认为消息来自于A因而是可信的。 所以在整个过程中，A必须取得X和Y的高度信任： X相信A不会泄露KXA，并且不会伪造X的签名; Y相信A只有在对EKAY[IDX‖M‖EKXA[IDX‖H(M)]‖T]中 的杂凑值及X的签名验证无误后才将之发给Y; X，Y都相信A可公正地解决争议。 如果A已取得各方的信任，则X就能相信没有人能伪造 自己的签名，Y就可相信X不能对自己的签名予以否认。
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2.1 DSS的基本方式
首先将DSS与RSA的签名方式做一比较。 RSA算法既能用于加密和签名，又能用于密 钥交换。与此不同，DSS使用的算法只能提 供数字签名功能。图2用于比较RSA签名和 DSS签名的不同方式。
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RSA 签名
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数字签名应满足的要求
因此在收发双方未建立起完全的信任关 系且存在利害冲突的情况下，单纯的消息认 证就显得不够。数字签名技术则可有效解决 这一问题。类似于手书签名，数字签名应具 有以下性质： ① 能够验证签名产生者的身份，以及产生签 名的日期和时间。 ② 能用于证实被签消息的内容。 ③ 数字签名可由第三方验证，从而能够解决 通信双方的争议。
密码协议的逻辑分析与设计
密码协议的逻辑分析与设计密码协议的逻辑分析与设计密码协议是用于保护通信安全的重要工具，其设计和分析对于保护用户隐私和防止信息泄露起到至关重要的作用。
本文将深入探讨密码协议的逻辑分析与设计，从逻辑层面上解析密码协议的安全性以及如何进行合理的设计。
一、密码协议的逻辑分析密码协议的逻辑分析是对密码协议进行安全性评估的重要步骤。
在进行密码协议逻辑分析时，主要考虑以下几个方面： 1. 安全目标：分析密码协议的安全目标是进行逻辑分析的首要任务。
常见的安全目标包括保密性、完整性、认证和不可否认性。
根据具体情况，确定密码协议所需的安全目标，并评估协议是否能够满足这些目标。
2. 协议流程：对密码协议的流程进行逻辑分析，明确各个步骤及其执行顺序。
检查协议中是否存在死锁、并发冲突、信息泄露等问题，并进行相应的修复。
3. 攻击模型：确定密码协议所面临的攻击模型，包括被动攻击和主动攻击。
被动攻击者仅能监听协议的通信过程，而主动攻击者可以伪造通信内容和干扰通信过程。
分析攻击模型有助于更好地评估协议的安全性。
4. 安全属性：根据安全目标和攻击模型，确定密码协议的安全属性，如完全密码安全、计算密码安全、逻辑密码安全等。
通过对密码协议的逻辑分析，评估协议是否满足所需的安全属性。
5. 形式化验证：采用形式化方法对密码协议进行验证，如使用符号模型、形式化方法和逻辑推理等手段。
形式化验证能够检测协议中的逻辑错误和安全漏洞，并为进一步修复提供指导。
二、密码协议的设计原则密码协议的设计是确保协议安全性的关键环节，以下是几个密码协议设计的原则：1. 随机性：密码协议的设计应尽量引入足够的随机性，以防止攻击者进行预测和分析。
合理使用随机数生成器、盲化技术和随机挑战机制等，可以增强协议的安全性。
2. 密钥管理：密码协议的设计应合理管理密钥，包括密钥的生成、分发、更新和存储等。
密钥应具有足够的长度和强度，并定期更换以降低密钥泄露的风险。
3. 认证机制：密码协议的设计应包含有效的认证机制，确保通信双方的身份可信。
密码协议基本理论课件
➢ 为了使攻击更有效，攻击者通常会对用户的口令做出 一些较符合实际情况的假设，如短口令，有意义的口 令，名字和小写字母等，这些弱口令的熵值较小。
➢ 有研究表明，大多数用户选择的口令都可以在较为典 型的字典中找到，而其范围不超过150 000个词语。
密码协议基本理论
挑战-响应 (challenge-response) 式认证
增加口令不确定性且容易记忆，采用口令句的技术，用户 输入一个短语或句子（口令句），系统通过对口令句进行 哈希操作从而得到口令。
密码协议基本理论
几种常用的对口令鉴别的攻击方法：
（1）窃听和重放攻击
➢ 口令方案的弱点：用户输入的口令在通信信道上以明 文形式传输的，在认证过程中口令也以明文方式出现， 使得攻击者可以方便的得到口令。
密码协议基本理论
在密码学中，挑战-响应式协议的思想是指一个 实体通过知识证明来向另一个实体证明其身份。
在此类协议中，挑战一般是一个随机值或秘密值， 当攻击者窃听通信信道时，由于每次挑战值都不 同，所以对挑战的响应不会暴露秘密信息。
密码协议基本理论
采用分组密码技术的挑战-响应式认证 采用公钥密码技术的挑战-响应式认证
为提高安全性，系统一般会限制使用弱口令及设置口令生 命期。如限定口令长度的最小值，口令必须包含某几种字 符集，不能与用户账号有关等。目的是提高口令的不确定 性（熵值），使得对口令的攻击成为穷举攻击。
为了抵抗字典攻击，在进行单向函数运算前给口令加入一 些随机值，把经运算后的口令和随机值存入口令文件，不 会改变穷举攻击的困难度，但提高了口令抵抗字典攻击的 能力。
➢ 一是协议设计者误解或者采用了不恰当的密码技术； ➢ 二是协议设计者对整体系统的安全需求考虑不足。
密码安全保密标准协议书 保密标准协议标准协议
密码安全保密协议书一、背景保护用户密码的安全和保密是信息系统使用中的重要问题。
为了防止密码泄露和不当使用，确保用户数据的安全性，制定本《密码安全保密协议书》。
二、协议目的本协议的目的是明确密码安全保密的原则和措施，确保密码在存储、传输和使用过程中得到充分的保护，减少密码泄露和滥用的风险。
三、保密责任1. 密码保密责任•所有系统操作员、管理员以及任何使用系统资源的人员都有责任保护用户密码的安全和保密；•不得将自己的密码泄露给他人，包括同事、朋友、亲属等；•不得使用他人的密码进行系统登录和操作。
2. 密码强度要求•所有用户的密码应采取足够强度的组合，包括大小写字母、数字和特殊字符的组合；•密码长度不小于8位；•避免使用与个人信息相关的密码，如姓名、生日、方式号码等；•定期更换密码，避免使用相同的密码用于不同的系统。
3. 密码存储措施•所有用户密码应以加密的方式进行存储；•不得明文保存或以不可逆的方式进行存储。
4. 密码传输措施•在密码传输过程中，应采用安全加密的方式，防止密码被窃听、篡改或中间人攻击；•尽量避免在不安全的网络环境下传输密码，如公共WiFi等。
5. 密码使用措施•在使用密码时，应采取必要的安全措施，如避免在他人面前输入密码；•不得将密码以明文形式输入到任何的公共网站、论坛或社交媒体上；•不得将密码保存在易受攻击的环境中，如明文写在纸上、邮件、记事本等。
四、违规处理对于违反本协议的行为，将依据公司相关安全管理制度进行处理，包括但不限于：•取消相关人员的系统访问权限；•追究相关人员的法律责任。
五、协议生效本协议自签署之日起生效，对所有使用系统资源的人员具有约束力。
六、协议修订本协议的修订须经所有相关方共同讨论确认，并经公司领导批准后方可生效。
修订后的协议将以相应的方式通知各方，并进行适当的培训和指导。
七、总结本协议的制定旨在规范密码安全保密措施，保护用户信息安全。
所有使用系统资源的人员都有责任履行密码保密责任，严格遵守本协议的要求。
第8讲 身份识别与认证
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非对称密钥环境下的识别与认证
一种不安全的公钥交互认证方案 Alice
Bob
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非对称密钥环境下的识别与认证
一种不安全的公钥交互认证方案
Alice
Oscar
Bob
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Schnorr身份识别方案
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Schnorr身份识别方案
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对称密钥环境下的识别与认证
一个安全的交互身份识别方案应具有的输出结 果：
假定Alice和Bob是回话中的两个参与方，他们都是诚 实的。假定敌手是被动的，那么Alice和Bob都将“接 受”。 如果敌手是主动的，则回话完成后，诚实的参与方都 不会接受。
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Guillou-Quisquater身份识别方案
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主讲老师联系方式： ziqi_zhu@
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Guillou-Quisquater身份识别方案
Guillou-Quisquater身份识别方案的完备性
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Guillou-Quisquater身份识别方案
Guillou-Quisquater身份识别方案 Alice
Bob
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非对称密钥环境下的识别与认证
验证证书的目的是认证用户公钥的真实性，证书 本身并不提供任何身份证明，因为证书仅仅包含 一些公共信息。证书能分配或重新分配给任何用 户。证书的拥有并不意味着独有。
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非对称密钥环境下的识别与认证
公钥环境下的交互身份识别方案 Alice
密码协议书
密码协议书1. 引言本密码协议书旨在确保用户的账户、数据和通信的安全，并建立一个安全可靠的密码使用环境。
在使用本系统或平台时，用户应遵守以下规定，以保障密码的安全性，并预防密码泄露和未授权访问。
2. 密码规定2.1 密码长度和复杂性用户密码应符合以下要求： - 密码长度不少于8个字符； - 密码采用大小写字母、数字和特殊字符的组合； - 密码不得包含用户本人的姓名、生日、电话号码等个人信息； - 密码不得与以前使用过的密码相同。
2.2 定期更改密码用户应定期更改密码，建议每三个月更换一次。
在密码更改过程中，应生成一个强密码并将其保存在安全的地方。
2.3 禁止共享密码严禁用户将密码提供给其他人使用。
每个账户仅供使用者自己使用，不得将账户和密码提供给他人。
2.4 密码保护用户应采取以下措施保护其密码： - 不在公共场所、网络咖啡厅等不安全的网络环境下输入密码； - 不使用非官方的第三方软件或网站，以防止密码被窃取； - 定期检查设备是否感染病毒或恶意软件，以防止密码泄露。
3. 密码更改流程3.1 密码更改请求当用户需要更改密码时，应按照以下步骤进行： 1. 在账户设置界面中，点击“修改密码”按钮； 2. 输入当前密码以验证用户身份； 3. 输入新密码并确认。
3.2 密码更改验证为了确保密码更改的合法性，系统会对用户进行身份验证。
用户需完成以下步骤： 1. 验证身份，例如提供手机验证码、密保问题答案等； 2. 验证通过后，方可进行密码更改。
3.3 密码更改成功当用户的密码更改成功后，系统会发送一封通知邮件或短信给用户，以提醒用户注意新密码的保存和保护。
4. 密码保护责任用户有责任保护其账户和密码的安全，包括但不限于： - 定期更改密码，以降低密码被破解的风险； - 不在公共场所、不安全的网络环境下输入密码； - 不将密码共享给他人； - 定期检查设备是否受到病毒或恶意软件的感染，并及时清除。
5. 密码丢失和泄露处理5.1 密码丢失若用户忘记了密码，可以按照以下步骤进行密码恢复： 1. 在登录界面点击“忘记密码”按钮； 2. 根据系统提示，进行身份验证； 3. 重置密码并保存新密码。
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⑥Bob采用会话密钥K对Alice的消息解密：DK[EK(M)]=M
（7）密钥和消息广播
Bob Alice
EK(M), EBP(K) ECP(K), EDP(K)
Carol
Dave
① Alice生成一随机数K，并用其对消息M加密：EK(M)；
② Alice从数据库中得到Bob, Carol, Dave的公钥；
（4）联锁协议
Alice Mallory Bob
① Alice Bob：Alice发送其公钥KAP 给Bob； ② Bob Alice：Bob发送其公钥KBP 给Alice； ③ Alice Bob： Alice采用Bob的公钥对消息加密，并发送一半 密文给Bob； ④ Bob Alice：Bob采用Alice的公钥对消息加密，并发送一半 密文给Alice； ⑤ Alice Bob：Alice将另一半密文发送给Bob；Bob将两半密文 组合在一起，并采用其私钥解密； ⑥ Bob Alice： Bob发送它的另一半密文给Alice；Alice将Bob 的两半密文组合在一起，并采用其私钥解密。
（5）采用数字签名的密钥交换
KA Trent （CA） Bob
Alice
① Alice从Trent中得到Bob的公钥证书(对Bob公钥的签名)； ② Bob从Trent中得到Alice的公钥证书(对Alice公钥的签名) ； ③ Alice 和 Bob 采用 CA 的公钥验证 CA 签名的正确性，并获得对方的 可信公钥； ④ Alice和Bob：采用可信的公钥进行保密通信。
（6）密钥和消息传输
Alice
EK(M), EBP(K) Bob
①Alice生成一随机数K，并用其对消息M加密：EK(M)； ②Alice从数据库中得到Bob的公钥； ③Alice用Bob的公钥对会话密钥加密： EBP(K) ④Alice将加密的消息和会话密钥发送给Bob： EK(M), EBP(K) ⑤Bob采用其私钥对Alice的会话密钥解密：DBS[EBP(K)]=K
DK BS [ EK BP ( Key)] Key
（3）中间人攻击
Alice
Mallory Bob
① Alice Bob：Alice发送其公钥KAP 给Bob；Mallory截获这 一公钥，并将自己的公钥KMP发送给Bob； ② Bob Alice：Bob发送其公钥KBP 给Alice；Mallory截获这 一公钥，并将自己的公钥KMP发送给Alice； ③ Alice Bob：当Alice采用“Bob”的公钥对消息加密并发送 给Bob时，Mallory就会截获它； ④ Bob Alice ：当Bob采用“Alice”的公钥对消息加密并发送 给Alice时，Mallory就会截获它。
1.3 自动执行协议
Alice
Bob
自执行协议 (self-enforcing) 协议是最好的协议。协议本 身就保证了公平性。 这种协议不需要仲裁者的参与，也不需要仲裁者解决 争端。 如果协议中的一方试图欺骗另一方，那么另一方会立 刻检测到该欺骗的发生，并停止执行协议。
好的协议应具备的特点
协议涉及的各方必须知道此协议的所有步骤。
什么是会话密钥？
在保密通信中，通常对每次会话都采用不同的密钥进行加密，所 以叫做会话密钥。会话密钥只在通信的持续范围内有效。通信结 束后，会话密钥会被清除。
（1）采用单钥体制的密钥建立协议
KA
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
Trent
KA, KB
KB Bob
Alice
Alice Trent：请求得到与Bob的会话密钥； Trent Alice：EKA(Key), EKB(Key) Alice解密：DKA[EKA(Key)]=Key Alice Bob： EKB(Key) Bob解密：DKB[EKB(Key)]=Key Alice和Bob：采用会话密钥Key进行保密通信。
“公正”意味着仲裁者对参与协议个互不信赖的实体完成任务
仲裁协议举例说明
律师 Alice 在汽车交易中，Trent可以是律师
Alice将车主权和钥匙交给律师； Bob将支票交给Alice； Alice在银行兑现支票； 在规定的时间内，若证明支票是真的，律师将车主权和钥匙 交给Bob；若支票是假的，Alice向律师提供证据，此后律师将 车主权和钥匙归还Alice。
② (2)BobAlice：Bob选择一个随机的大整数y: Y=gy mod n
③Alice计算：K=Yx mod n=gxy mod n ④Bob计算： K=Xy mod n=gxy mod n 至此，Alice和Bob就可以采用密钥K进行保密通信。 注意：Diffie-Hellman攻击不能抵抗中间人攻击！要学会证明！
协议自始至终是有序的过程，每一步骤必须依次执行 协议至少需要两个参与者。一个人可以通过执行一系列步骤来 完成某项任务，但它不构成协议 通过执行协议必须能够完成某项任务。即使某些东西看似协议， 但没有完成任何任务，也不能成为协议
1.1 仲裁协议
Trent Alice
Bob
Trent 为仲裁者 (arbitrator) ，是公正的第三方，其他各方均 信赖他
1.2 裁决协议
Alice
Bob
Trent
证据
证据
裁决人(adjudicator) 也是公正的可信赖的第三方，但他 不直接参与协议。一旦通信双方发生纠纷，则需要他 来裁决。
裁决协议举例说明
无仲裁子协议
Alice和Bob协商协议条款； Alice签署这个合同； Bob签署这个合同；
裁决子协议
Alice和Bob 出现在法官面前；
Alice向法官提供他的证据； Bob向法官提供他的证据； 法官根据双方提供的证据进行裁决。
裁决协议的特点
裁决协议建立在通信双方均是诚实的基础上。
当有人怀疑发生欺骗时，可信赖的第三方就可以根据所存 在的证据判定是否存在欺骗。
一个好的裁决协议应当能够确定欺骗者的身份；
裁决协议只能检测欺骗是否存在，但是不能防止欺骗的发 生。
③ Alice用Bob, Bob, Carol, Dave的公钥对会话密钥加密： EBP(K), ECP(K), EDP(K)
④ Alice广播加密的消息和所有加密的会话密钥： EK(M), EBP(K) , ECP(K), EDP(K)
⑤仅 有 Bob, Carol, Dave 可 以 采 用 各 自 的 私 钥 解 密 求 出 会 话 密 钥 K ： DBS[EBP(K)]=K， DCS[ECP(K)]=K， DDS[EDP(K)]=K
认证协议（authentication protocol）； 密 钥 建 立 （ 交 换 、 分 配 ） 协 议 (Key agreement/ exchange/distribution protocol)； 认 证 的 密 钥 建 立 （ 交 换 、 分 配 ） 协 议 (authenticated key agreement/exchange/ distribution protocol)。
联锁协议的安全性讨论
联锁协议可以有效地抵抗中间人攻击
当仅获得一半而未获得另一半密文时，这些数据对攻击 者毫无用处，因为攻击者无法解密（见书236页）。
在实际中如何实现呢？
如果加密算法是一个分组加密算法，每一半消息可以是 输出。 对消息解密可能要依赖于某个初始化矢量，该初始化矢 量可以作为消息的第二半发送给对方。 发送的第一半消息可以是加密消息的单向杂凑函数，而 另一半消息可以是加密的消息。
安全协议分类及基本密码协议（续）
作者认为比较科学的分类方法
认证协议 (authentication protocol)——向一个实体提供关于 另外一个实体身份的确信度； 密钥建立协议(key establishment protocol)—— 在两个通信 实体之间建立共享密钥； 认 证 的 密 钥 建 立 协 议 (authenticated key establishment protocol)—— 在另一实体的身份已被证实的基础之上，两
⑥ Bob , Carol, Dave采用会话密钥K对Alice的消息解密：DK[EK(M)]=M
（8）Diffie-Hellman密钥交换协议
Alice
Bob
约定：Alice 和Bob 均知道两个大素数 n 和g ，g是群(0,…,n-1)上的本原 元。这两个整数公开，可通过不安全信道传输它们。 ① (1)AliceBob：Alice选择一个随机的大整数x: X=gx mod n
Bob
仲裁协议的特点
在计算机网络通信中，彼此互不信任的通信双方在通信时， 也需要某台计算机充当仲裁者。但是，由于计算机网络的 复杂性，使得互相怀疑的计算机很可能也怀疑作为仲裁者 的计算机。
在计算机网络中，要设立一个仲裁者，就要象平请律师一 样付出一定的费用。然而在网络环境下，没有人愿意承担 这种额外的开销。 协议中引入仲裁时，会增加时延； 由于仲裁者需要对每次对话加以处理，它有可能成为系统 的瓶颈； 仲裁者会成为黑客攻击的目标。
（1）采用单向函数的认证协议
Alice
Host
根据ISO的七层参考模型分类
高层协议(higher layer protocol) 低层协议(lower layer protocol)。
安全协议分类及基本密码协议（续）
根据协议中采用的算法分类
双钥（或公钥）协议(public-key protocol)
单钥协议(secret-key protocol) 混合协议(hybrid protocol)
2.2 认证建立协议
认证包含消息认证、数据源认证和实体认证，用以防止 欺骗、伪装等攻击。 传统的认证方法是采用口令来解决这个问题。 但是，口令容易被窃取。所以，采用口令认证的方式， 其安全性比较脆弱。 要解决这个问题，必须设计安全的认证协议，以防止假 冒和欺骗等攻击。 认证分为单向认证和双向认证。