CH09加密与认证技术
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一、加密技术概述
保密和认证
保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容 认证性是使不知密钥的人不能构造出一个密报，使意定的 接收者脱密成一个可理解的消息(合法的消息)
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一、加密技术概述
密码体制：密钥管理的方式，分对称密钥密码体制 和非对称密钥密码体制两大类。
1）可验证。签字是可以被确认的。 2）防抵赖。发送者事后不承认发送报文并签名。 3）防假冒。攻击者冒充发送者向收方发送文件。 4）防篡改。收方对收到的文件进行篡改。 5）防伪造。收方伪造对报文的签名。
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三、认证技术
身份认证技术：
被认证方在没有泄露自己身份信息的前提下，能够以电子 的方式来证明自己的身份，其本质就是被认证方拥有一些 秘密信息，除被认证方自己外，任何第三方（某些需认证 权威的方案中认证权威除外）无法伪造，被认证方能够使 认证方相信他确实拥有那些秘密，则他的身份就得到了认 证。 身份认证常用的方式：通行字方式和持证方式。 认证协议大多数为询问-应答式协议，它们的基本工作过 程是：认证者提出问题(通常是随机选择一些随机数，称 作口令)，由被认证者回答，然后认证者验证其身份的真 实性。
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三、认证技术
数字水印技术：
数字水印就是将特定的标记隐藏在数字产品中，用以证明 原创者对产品的所有权，并作为起诉侵权者的证据。 数字水印技术必须不影响原系统，还要善于伪装，使人不 易察觉。隐藏信息的分布范围要广，能抵抗数据压缩、过 滤等变换及人为攻击。数字水印应“透明”、“健壮”和 “安全”。
KB公(KB私(M))= KB私(KB公(M))= M KA公(KA私(M))= KA私(KA公(M))= M
加密传输：发送端：c=KB公(M)，接收端：KB私(c)=M 身份认证：发送端：c=KA私(M)，接收端：KA公(c)=M
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三、认证技术
加密是为了隐蔽消息的内容。 认证的目的有三个：
第9章
加密与认证技术
《信息安全技术》教学课件 V2010.03
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本章要点
信息的加密变换是目前实现安全信息系统的主要手段，通过 利用不同的加密技术可以对信息进行变换，从而实现信息的 保密和隐藏。 信息保密技术是信息安全的基础内容，本章从密码体制开始， 介绍加密算法和加密算法在信息系统中的应用。
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古典密码算法：简单的变换、移位等，经不起分析。如代码加密、替换 加密、变位加密、一次性密码簿加密等。 单钥加密算法：算法的保密性完全依赖于密钥的保密，且加密密钥和解 密密钥完全相同或等价，其加密模式主要有序列密码（也称流密码）和 分组密码两种。如DES算法、IDEA算法等。 双钥加密算法：加密密钥和解密密钥不相同，它们的值不等，属性也不 同，一个是可公开的公钥，另一个则是需要保密的私钥。它的特点是加 密和解密是分开的，即加密与解密的密钥不同，或从一个难以推出另一 个。如RSA算法。 双钥应用分析：用户A的一对密钥 KA公和 KA私，用户 B的一对密钥 KB 公和KB私，需处理的信息为M。
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一、加密技术概述
加密技术的应用 密码学主要的应用形式有数字签名、身份认证、消 息认证（也称数字指纹）、数字水印等。 实现维持机密性、用于鉴别、保证完整性、用于抗 抵赖。
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一、加密技术概述
加密技术的应用 密码学主要的应用形式有数字签名、身份认证、消息认证 （也称数字指纹）、数字水印等。 实现维持机密性、用于鉴别、保证完整性、用于抗抵赖。 网络数据加密常见的方式：
链路加密：对网络中两个相邻节点之间传输的数据进行加密保护。 节点加密：在信息传输路过的节点处进行解密和加密（操作方式上与 链路加密类似，但节点中也是密文，用另一种密钥实现） 端到端加密：数据在从源点到终点的传输过程中始终以密文形式存在。
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二、常用加密算法
公开密钥 k１
加密 加密 明文 m 明文 m 密钥 k
私有密钥 k２
解密 解密
发送者 发送者 A A
加密变换 加密变换 C=E C=E （m） k（m） k１
加密器 加密器
密文 cc 密文 信息传送信道 信息传送信道
明文 明文m m 解密变换 解密变换 m=D m=D （c） 接收者 接收者B B k（c） k２ 解密器 解密器
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一、加密技术概述
单钥密码体制的优点是安全性高，加、解密速度快， 其缺点是进行保密通信之前，双方必须通过安全信 道传送所用的密钥，这对于相距较远的用户可能要 付出较大的代价，甚至难以实现。 双钥密码体制的优点是仅需要保密解密密钥，密钥 管理比较简单，适合开放性要求，缺点是密码算法 一般比较复杂，加、解密速度较慢。 混合加密体制：即加解密时采用单钥密码，密钥传 送则采用双钥密码。
加密技术（包括密码算法设计、密码分析、安全协 议、身份认证、消息确认、数字签名、密钥管理、 密钥托管等）是保护大型网络传输信息安全的唯一 实现手段，是保障信息安全的核心技术。它以很小 的代价，对信息提供一种强有力的安全保护。
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一、加密技术概述
保密通信模型
非法接入者 明文 m 发送者 A 直接注入 搭线窃听 密码分析 明文 m’ 窃听者
加密变换 C=Eห้องสมุดไป่ตู้1（m） 加密器
密文 c 信息传送信道 密钥传送信道
解密变换 m=Dk2（c） 解密器 密钥k2
明文 m
接收者 B
密钥k1
这里表达了两种最常见的攻击方式： 主动攻击(Active Attack)是指非法入侵者、攻击者或黑客利用删除、 增添、重放、伪造等篡改手段主动向系统发起攻击(如注入假消息)的行 为总称。 ----严重影响原系统正常功能 被动攻击(Passive Attack)是指通过截取保密系统的密文进行分析 的一类攻击行为。----不会影响原系统正常工作 主动攻击是现代信息系统面临的更为棘手的问题。
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四、公钥基础设施PKI
基本概念：PKI是一个用公钥密码算法原理和技术来提供安 全服务的通用性基础平台，用户可以利用 PKI平台提供的安 全服务进行安全通信。PKI采用标准的密钥管理规则，能够 为所有应用透明地提供采用加密和数字签名等密码服务所需 要的密钥和证书管理。 PKI的组成：由五个部分组成：认证中心 CA，注册机构RA、 证书库CR、证书申请者、证书信任方。前三个部分是PKI的 核心，证书申请者和证书信任方则是利用 PKI进行网上交易 的参与者。 常用的PKI国际标准：X.509，已用于许多网络安全应用程 序，其中包括IP安全（Ipsec）、安全套接层（SSL）、安 全电子交易（SET）、安全多媒体INTERNET邮件扩展 （S/MIME）等。 基于数字证书的应用：服务器证书、电子邮件证书、客户端 个人证书。
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三、认证技术
消息认证技术：
指通过对消息或消息相关信息进行加密或签名变换进行的 认证，目的是为防止传输和存储的消息被有意或无意地篡 改。 消息内容认证常用的方法是：消息发送者在消息中加入一 个鉴别码(MAC、MDC等)并经加密后发送给接收者(有 时只需加密鉴别码即可)。接收者利用约定的算法对解密 后的消息进行鉴别运算，将得到的鉴别码与收到的鉴别码 进行比较，若二者相等，则接收，否则拒绝接收。 典型算法：MD5、SHA算法。 网上最常见的MD5.ASP页面
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一、加密技术概述
基本概念：明文、密文、密钥、加密/解密算法 系统安全和数据安全：
系统安全一般采用访问控制、防火墙、防病毒及其他安全 防范技术等措施，是属于被动型的安全措施。 数据安全则主要采用现代密码技术对数据进行主动的安全 保护，如数据保密、数据完整性、身份认证等技术。
一是消息完整性认证，即验证信息在传送或存储过程中是 否被篡改； 二是身份认证，即验证消息的收发者是否持有正确的身份 认证符，如口令或密钥等； 三是消息的序号和操作时间（时间性）等的认证，其目的 是防止消息重放或延迟等攻击。
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三、认证技术
数字签名技术：
数字签名就是信息发送者使用公开密钥算法技术，产生别 人无法伪造的一段数字串。发送者用自己的私有密钥加密 数据传给接收者，接收者用发送者的公钥解开数据后，就 可以确定消息来自于谁，同时也是对发送者发送信息的真 实性的一个证明。发送者对所发信息不能抵赖。 数字签名必须保证：
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本章小结
信息加密是保障信息安全最核心的技术措施和理论 基础，介绍了密码技术、密码体制、密码算法及密 码技术的应用等几方面的内容。 简单介绍PKI的使用。
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作业：
四、简答题
1．请简述对称密钥密码体制的概念与优缺点。 2．理解主动攻击和被动攻击的概念。 3．用户A要通过互联网给用户B发送信息，如何保证该信 息只能被B正确读取？ 4．用户A要通过互联网给用户B发送信息，如何证明该信 息肯定是A发送的？
一、加密技术概述
保密和认证
保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容 认证性是使不知密钥的人不能构造出一个密报，使意定的 接收者脱密成一个可理解的消息(合法的消息)
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一、加密技术概述
密码体制：密钥管理的方式，分对称密钥密码体制 和非对称密钥密码体制两大类。
1）可验证。签字是可以被确认的。 2）防抵赖。发送者事后不承认发送报文并签名。 3）防假冒。攻击者冒充发送者向收方发送文件。 4）防篡改。收方对收到的文件进行篡改。 5）防伪造。收方伪造对报文的签名。
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三、认证技术
身份认证技术：
被认证方在没有泄露自己身份信息的前提下，能够以电子 的方式来证明自己的身份，其本质就是被认证方拥有一些 秘密信息，除被认证方自己外，任何第三方（某些需认证 权威的方案中认证权威除外）无法伪造，被认证方能够使 认证方相信他确实拥有那些秘密，则他的身份就得到了认 证。 身份认证常用的方式：通行字方式和持证方式。 认证协议大多数为询问-应答式协议，它们的基本工作过 程是：认证者提出问题(通常是随机选择一些随机数，称 作口令)，由被认证者回答，然后认证者验证其身份的真 实性。
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三、认证技术
数字水印技术：
数字水印就是将特定的标记隐藏在数字产品中，用以证明 原创者对产品的所有权，并作为起诉侵权者的证据。 数字水印技术必须不影响原系统，还要善于伪装，使人不 易察觉。隐藏信息的分布范围要广，能抵抗数据压缩、过 滤等变换及人为攻击。数字水印应“透明”、“健壮”和 “安全”。
KB公(KB私(M))= KB私(KB公(M))= M KA公(KA私(M))= KA私(KA公(M))= M
加密传输：发送端：c=KB公(M)，接收端：KB私(c)=M 身份认证：发送端：c=KA私(M)，接收端：KA公(c)=M
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三、认证技术
加密是为了隐蔽消息的内容。 认证的目的有三个：
第9章
加密与认证技术
《信息安全技术》教学课件 V2010.03
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本章要点
信息的加密变换是目前实现安全信息系统的主要手段，通过 利用不同的加密技术可以对信息进行变换，从而实现信息的 保密和隐藏。 信息保密技术是信息安全的基础内容，本章从密码体制开始， 介绍加密算法和加密算法在信息系统中的应用。
第 18 页 / 共 18 页
古典密码算法：简单的变换、移位等，经不起分析。如代码加密、替换 加密、变位加密、一次性密码簿加密等。 单钥加密算法：算法的保密性完全依赖于密钥的保密，且加密密钥和解 密密钥完全相同或等价，其加密模式主要有序列密码（也称流密码）和 分组密码两种。如DES算法、IDEA算法等。 双钥加密算法：加密密钥和解密密钥不相同，它们的值不等，属性也不 同，一个是可公开的公钥，另一个则是需要保密的私钥。它的特点是加 密和解密是分开的，即加密与解密的密钥不同，或从一个难以推出另一 个。如RSA算法。 双钥应用分析：用户A的一对密钥 KA公和 KA私，用户 B的一对密钥 KB 公和KB私，需处理的信息为M。
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一、加密技术概述
加密技术的应用 密码学主要的应用形式有数字签名、身份认证、消 息认证（也称数字指纹）、数字水印等。 实现维持机密性、用于鉴别、保证完整性、用于抗 抵赖。
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一、加密技术概述
加密技术的应用 密码学主要的应用形式有数字签名、身份认证、消息认证 （也称数字指纹）、数字水印等。 实现维持机密性、用于鉴别、保证完整性、用于抗抵赖。 网络数据加密常见的方式：
链路加密：对网络中两个相邻节点之间传输的数据进行加密保护。 节点加密：在信息传输路过的节点处进行解密和加密（操作方式上与 链路加密类似，但节点中也是密文，用另一种密钥实现） 端到端加密：数据在从源点到终点的传输过程中始终以密文形式存在。
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二、常用加密算法
公开密钥 k１
加密 加密 明文 m 明文 m 密钥 k
私有密钥 k２
解密 解密
发送者 发送者 A A
加密变换 加密变换 C=E C=E （m） k（m） k１
加密器 加密器
密文 cc 密文 信息传送信道 信息传送信道
明文 明文m m 解密变换 解密变换 m=D m=D （c） 接收者 接收者B B k（c） k２ 解密器 解密器
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一、加密技术概述
单钥密码体制的优点是安全性高，加、解密速度快， 其缺点是进行保密通信之前，双方必须通过安全信 道传送所用的密钥，这对于相距较远的用户可能要 付出较大的代价，甚至难以实现。 双钥密码体制的优点是仅需要保密解密密钥，密钥 管理比较简单，适合开放性要求，缺点是密码算法 一般比较复杂，加、解密速度较慢。 混合加密体制：即加解密时采用单钥密码，密钥传 送则采用双钥密码。
加密技术（包括密码算法设计、密码分析、安全协 议、身份认证、消息确认、数字签名、密钥管理、 密钥托管等）是保护大型网络传输信息安全的唯一 实现手段，是保障信息安全的核心技术。它以很小 的代价，对信息提供一种强有力的安全保护。
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一、加密技术概述
保密通信模型
非法接入者 明文 m 发送者 A 直接注入 搭线窃听 密码分析 明文 m’ 窃听者
加密变换 C=Eห้องสมุดไป่ตู้1（m） 加密器
密文 c 信息传送信道 密钥传送信道
解密变换 m=Dk2（c） 解密器 密钥k2
明文 m
接收者 B
密钥k1
这里表达了两种最常见的攻击方式： 主动攻击(Active Attack)是指非法入侵者、攻击者或黑客利用删除、 增添、重放、伪造等篡改手段主动向系统发起攻击(如注入假消息)的行 为总称。 ----严重影响原系统正常功能 被动攻击(Passive Attack)是指通过截取保密系统的密文进行分析 的一类攻击行为。----不会影响原系统正常工作 主动攻击是现代信息系统面临的更为棘手的问题。
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四、公钥基础设施PKI
基本概念：PKI是一个用公钥密码算法原理和技术来提供安 全服务的通用性基础平台，用户可以利用 PKI平台提供的安 全服务进行安全通信。PKI采用标准的密钥管理规则，能够 为所有应用透明地提供采用加密和数字签名等密码服务所需 要的密钥和证书管理。 PKI的组成：由五个部分组成：认证中心 CA，注册机构RA、 证书库CR、证书申请者、证书信任方。前三个部分是PKI的 核心，证书申请者和证书信任方则是利用 PKI进行网上交易 的参与者。 常用的PKI国际标准：X.509，已用于许多网络安全应用程 序，其中包括IP安全（Ipsec）、安全套接层（SSL）、安 全电子交易（SET）、安全多媒体INTERNET邮件扩展 （S/MIME）等。 基于数字证书的应用：服务器证书、电子邮件证书、客户端 个人证书。
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三、认证技术
消息认证技术：
指通过对消息或消息相关信息进行加密或签名变换进行的 认证，目的是为防止传输和存储的消息被有意或无意地篡 改。 消息内容认证常用的方法是：消息发送者在消息中加入一 个鉴别码(MAC、MDC等)并经加密后发送给接收者(有 时只需加密鉴别码即可)。接收者利用约定的算法对解密 后的消息进行鉴别运算，将得到的鉴别码与收到的鉴别码 进行比较，若二者相等，则接收，否则拒绝接收。 典型算法：MD5、SHA算法。 网上最常见的MD5.ASP页面
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一、加密技术概述
基本概念：明文、密文、密钥、加密/解密算法 系统安全和数据安全：
系统安全一般采用访问控制、防火墙、防病毒及其他安全 防范技术等措施，是属于被动型的安全措施。 数据安全则主要采用现代密码技术对数据进行主动的安全 保护，如数据保密、数据完整性、身份认证等技术。
一是消息完整性认证，即验证信息在传送或存储过程中是 否被篡改； 二是身份认证，即验证消息的收发者是否持有正确的身份 认证符，如口令或密钥等； 三是消息的序号和操作时间（时间性）等的认证，其目的 是防止消息重放或延迟等攻击。
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三、认证技术
数字签名技术：
数字签名就是信息发送者使用公开密钥算法技术，产生别 人无法伪造的一段数字串。发送者用自己的私有密钥加密 数据传给接收者，接收者用发送者的公钥解开数据后，就 可以确定消息来自于谁，同时也是对发送者发送信息的真 实性的一个证明。发送者对所发信息不能抵赖。 数字签名必须保证：
第 16 页 / 共 18 页
本章小结
信息加密是保障信息安全最核心的技术措施和理论 基础，介绍了密码技术、密码体制、密码算法及密 码技术的应用等几方面的内容。 简单介绍PKI的使用。
第 17 页 / 共 18 页
作业：
四、简答题
1．请简述对称密钥密码体制的概念与优缺点。 2．理解主动攻击和被动攻击的概念。 3．用户A要通过互联网给用户B发送信息，如何保证该信 息只能被B正确读取？ 4．用户A要通过互联网给用户B发送信息，如何证明该信 息肯定是A发送的？