随机数在密码学中的作用(二)应用介绍

随机数在密码学中的作用（二）应用介绍

本期主要介绍随机数在密码学中生成Nonce的用法。

Nonce是Number once的缩写，顾名思义在密码学中将只能被使用一次的随机数称为Nonce。即该随机数一旦被应用过就失效了，无法再次使用。不论是伪随机数还是真随机数均可生成Nonce，其主要作用是防止重放攻击。在认证协议或者数据加密传输体系中，Nonce会作为种子数据、种子向量，参与到身份识别或数据有效性判别之中。

在基于对称算法实现的身份认证体系中，系统A作为认证发起方生成Nonce后，将其发送给未知身份的系统B，后者使用认证密钥对Nonce加密后将密文C返回给系统A。最终，系统A使用同样的认证密钥对Nonce进行加密处理生成密文D，通过比对C和D 的值来判断系统B身份是否合法。Nonce在其中的作用很关键，如果Nonce的值是固定不变的，就意味着密文C是不变的，如此一来，攻击者可以通过监听截获认证密文C，每次系统A发起认证时，攻击者都将固定的密文C返回给系统A，伪造真实身份，此法叫做线路重放攻击。

在数据加密传输体系中，例如充值系统中，有的数据起着关键作用，例如账户充值信息。此时若Nonce不变或者发生规律性变化，则生成的充值指令也不会变化或者做有规律变动，那么攻击者就可以通过线路重放，可以伪造充值信息，完成对账户的非法充值操作。