网络和信息安全-PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
网络与信息安全 安全基础 (一)
潘爱民，北京大学计算机研究所
icst.pku.edu.cn/InfoSecCourse
内容
关于认证协议 Windows平台的认证协议 HTTP认证协议 与身份认证相关的研究工作介绍
安全层次
应用安全
系统安全
网络安全
安全协议 安全的密码算法
回顾：信息安全的需求
保密性Confidentiality 完整性Integrity
系统完整性 数据完整性
可用性Availability 真实性 authenticity
认证
消息认证 身份认证：验证真实身份和所声称身份相符的过程
……
认证协议
基于对称密码算法的认证方案
是否需要密钥分发中心(KDC)？ 对于协议的攻击手法 认证的对象
Login：如何管理口令
远程用户认证
一次性
访问资源或者服务之前进行认证
多次访问资源或者服务
身份，获得credential 利用credential访问资源或者服务
认证例子：263的邮件登录
认证例子：sina的邮件登录
Client与Proxy-Server之间的认证
Client与Proxy-Server之间认证(续)
A
好的，我用它 试试，可我怎 么知道你是B呢
B
Kab
1 AB: (IDA||N1) 2 BA: EKab[Ks,IDB,f(N1),N2)] 3 AB: EKs[f(N2)] 这里的f函数为某个确定的运算，比如f(x)=x+1
如果你知道Kab, 那么你就知道Ks, 我就知道你是A
认证协议：设计一个协议(二)
基于口令
双向和单向认证 目的：分发密钥、签名有效性，……
通讯方式
两方通讯
一方发起通讯，另一方应答 双向和单向认证
有第三方介入的认证
第三方为可信任方，KDC
在线和离线 其他情形
多方认证 跨域认证 委托认证模型、信任模型 ……
为什么需要认证协议
本地多用户认证
对策
用户和管理员：选择好的口令 协议设计：对口令的使用过程中，不要泄露 口令的信息 在密文中增加口令以外的额外信息
常见攻击和对策(四)
已知明文攻击
在许多认证协议中，一方会选择一个随机数，并且明 文传输这个随机数，另一方加密这个随机数，并送回 来——Challenge/Response， 所以偷听者可以获得已知明文/密文对 对策：
A E B
偷听者可以记录下当前的通讯流量，以后在适当的时候 重发给通讯的某一方，达到欺骗的目的 对策： nonce 保证通讯的唯一性 增加时间戳
常见攻击和对策(三)
字典攻击
只要能够获得口令的密文形式，就可以实施 字典攻击 在线和离线 字典攻击的有效性
判断一个口令是有效的
消息发送方 消息本身
基于公钥密码算法的认证方案
公钥和身份的绑定
基于对称密码算法的认证
消息认证
MAC码或者HMAC码 前提：存在共享密钥
密钥管理中心 或者用一个密钥交换协议
身份认证
依据
所知：口令、密钥，等 所有：身份证、智能卡，等 物理标识：指纹、笔迹、DNA，等 证明是否知道口令 口令的强度
基于口令的认证+明文传输！！！
Telnet远程登录
逐个字母发送，明文方式
POP3邮件登录 Ftp服务 ……
认证协议：设计一个协议(一)
假设A和B要进行通讯，A和B有一个共享的密 钥Kab,如何利用这个密钥进行认证，并且商定 一个会话密钥Ks
我是A 告诉你Ks， 以后就用它， 别让别人知道
这种方法要求不同参与者之间的时钟需要同步
时间窗大小的选择应根据消息的时效性来确定
认证协议中的常见技术(二)
询问/应答方式(Challenge/Response)
A期望从B获得一个条件
首先发给B一个随机值(challenge) B收到这个值之后，对它作某种变换，得到 response，并送回去 A收到这个response，可以验证B符合这个条件 可能明文传输，也可能密文传输
假设A和B要进行通讯，A和B与KDC各有一个共享密钥 Ka和Kb, 如何利用这两个密钥进行认证，并且商定一个 会话密钥Ks
我是A，我 想和B通讯 KDC 会话密钥Ks ，由A送给B 的认证信息
A
Ka
我把必要的 信息告诉你
Kb
B
我把消息给你，如果 你是B,你就可以解开
AKDC: (IDA||IDB||N1) KDCA: EKa[Ks||IDB||N1||EKb(Ks,IDA)] AB: EKb(Ks,IDA)||EKs(M)
针对认证协议的一些常见攻击手段 和相应对策
中间人攻击(MITM, man in the middle)
A E B
如果通讯双方没有任何先决条件，那么这种攻 击总是存在的 A和B的协商过程很容易受到这一类攻击 对策： 增加A和B之间的先决知识
常见攻击和对策(二)
重放攻击(replay attacks)
避免传输明文/密文对 增加已知明文攻击的难度
选择明文攻击
在认证协议中，如果随机数的选择没有任何规则，那 么中间人或者假冒方就有可能选择随机数，从而实施 选择明文攻击 对策
随机数的选择限制
认证协议中的常用技术(一)
时间戳
A收到一个消息，根据消息中的时间戳信息， 判断消息的有效性
Байду номын сангаас
如果消息的时间戳与A所知道的当前时间足够接近 在网络环境中，特别是在分布式网络环境中，时钟 同步并不容易做到 一旦时钟同步失败 要么协议不能正常服务，影响可用性 (availability)，造成拒绝服务(DOS) 要么放大时钟窗口，造成攻击的机会
在有的协议中，这个challenge也称为nonce
这个条件可以是知道某个口令，也可能是其 他的事情
变换例子：用密钥加密，说明B知道这个密钥; 简单运算，比如增一，说明B知道这个随机值
常用于交互式的认证协议中
分析一个协议： Kehn92
1A→B
IDA||Na IDB||Nb || EKb[IDA || Na || Tb] EKa[IDB||Na ||Ks|| Tb ] || EKb[IDA || Ks || Tb] || Nb EKb[IDA || Ks || Tb] || EKs[ Nb ]
潘爱民，北京大学计算机研究所
icst.pku.edu.cn/InfoSecCourse
内容
关于认证协议 Windows平台的认证协议 HTTP认证协议 与身份认证相关的研究工作介绍
安全层次
应用安全
系统安全
网络安全
安全协议 安全的密码算法
回顾：信息安全的需求
保密性Confidentiality 完整性Integrity
系统完整性 数据完整性
可用性Availability 真实性 authenticity
认证
消息认证 身份认证：验证真实身份和所声称身份相符的过程
……
认证协议
基于对称密码算法的认证方案
是否需要密钥分发中心(KDC)？ 对于协议的攻击手法 认证的对象
Login：如何管理口令
远程用户认证
一次性
访问资源或者服务之前进行认证
多次访问资源或者服务
身份，获得credential 利用credential访问资源或者服务
认证例子：263的邮件登录
认证例子：sina的邮件登录
Client与Proxy-Server之间的认证
Client与Proxy-Server之间认证(续)
A
好的，我用它 试试，可我怎 么知道你是B呢
B
Kab
1 AB: (IDA||N1) 2 BA: EKab[Ks,IDB,f(N1),N2)] 3 AB: EKs[f(N2)] 这里的f函数为某个确定的运算，比如f(x)=x+1
如果你知道Kab, 那么你就知道Ks, 我就知道你是A
认证协议：设计一个协议(二)
基于口令
双向和单向认证 目的：分发密钥、签名有效性，……
通讯方式
两方通讯
一方发起通讯，另一方应答 双向和单向认证
有第三方介入的认证
第三方为可信任方，KDC
在线和离线 其他情形
多方认证 跨域认证 委托认证模型、信任模型 ……
为什么需要认证协议
本地多用户认证
对策
用户和管理员：选择好的口令 协议设计：对口令的使用过程中，不要泄露 口令的信息 在密文中增加口令以外的额外信息
常见攻击和对策(四)
已知明文攻击
在许多认证协议中，一方会选择一个随机数，并且明 文传输这个随机数，另一方加密这个随机数，并送回 来——Challenge/Response， 所以偷听者可以获得已知明文/密文对 对策：
A E B
偷听者可以记录下当前的通讯流量，以后在适当的时候 重发给通讯的某一方，达到欺骗的目的 对策： nonce 保证通讯的唯一性 增加时间戳
常见攻击和对策(三)
字典攻击
只要能够获得口令的密文形式，就可以实施 字典攻击 在线和离线 字典攻击的有效性
判断一个口令是有效的
消息发送方 消息本身
基于公钥密码算法的认证方案
公钥和身份的绑定
基于对称密码算法的认证
消息认证
MAC码或者HMAC码 前提：存在共享密钥
密钥管理中心 或者用一个密钥交换协议
身份认证
依据
所知：口令、密钥，等 所有：身份证、智能卡，等 物理标识：指纹、笔迹、DNA，等 证明是否知道口令 口令的强度
基于口令的认证+明文传输！！！
Telnet远程登录
逐个字母发送，明文方式
POP3邮件登录 Ftp服务 ……
认证协议：设计一个协议(一)
假设A和B要进行通讯，A和B有一个共享的密 钥Kab,如何利用这个密钥进行认证，并且商定 一个会话密钥Ks
我是A 告诉你Ks， 以后就用它， 别让别人知道
这种方法要求不同参与者之间的时钟需要同步
时间窗大小的选择应根据消息的时效性来确定
认证协议中的常见技术(二)
询问/应答方式(Challenge/Response)
A期望从B获得一个条件
首先发给B一个随机值(challenge) B收到这个值之后，对它作某种变换，得到 response，并送回去 A收到这个response，可以验证B符合这个条件 可能明文传输，也可能密文传输
假设A和B要进行通讯，A和B与KDC各有一个共享密钥 Ka和Kb, 如何利用这两个密钥进行认证，并且商定一个 会话密钥Ks
我是A，我 想和B通讯 KDC 会话密钥Ks ，由A送给B 的认证信息
A
Ka
我把必要的 信息告诉你
Kb
B
我把消息给你，如果 你是B,你就可以解开
AKDC: (IDA||IDB||N1) KDCA: EKa[Ks||IDB||N1||EKb(Ks,IDA)] AB: EKb(Ks,IDA)||EKs(M)
针对认证协议的一些常见攻击手段 和相应对策
中间人攻击(MITM, man in the middle)
A E B
如果通讯双方没有任何先决条件，那么这种攻 击总是存在的 A和B的协商过程很容易受到这一类攻击 对策： 增加A和B之间的先决知识
常见攻击和对策(二)
重放攻击(replay attacks)
避免传输明文/密文对 增加已知明文攻击的难度
选择明文攻击
在认证协议中，如果随机数的选择没有任何规则，那 么中间人或者假冒方就有可能选择随机数，从而实施 选择明文攻击 对策
随机数的选择限制
认证协议中的常用技术(一)
时间戳
A收到一个消息，根据消息中的时间戳信息， 判断消息的有效性
Байду номын сангаас
如果消息的时间戳与A所知道的当前时间足够接近 在网络环境中，特别是在分布式网络环境中，时钟 同步并不容易做到 一旦时钟同步失败 要么协议不能正常服务，影响可用性 (availability)，造成拒绝服务(DOS) 要么放大时钟窗口，造成攻击的机会
在有的协议中，这个challenge也称为nonce
这个条件可以是知道某个口令，也可能是其 他的事情
变换例子：用密钥加密，说明B知道这个密钥; 简单运算，比如增一，说明B知道这个随机值
常用于交互式的认证协议中
分析一个协议： Kehn92
1A→B
IDA||Na IDB||Nb || EKb[IDA || Na || Tb] EKa[IDB||Na ||Ks|| Tb ] || EKb[IDA || Ks || Tb] || Nb EKb[IDA || Ks || Tb] || EKs[ Nb ]