密码学知识要点复习

密码学知识要点复习0.密码通信系统的模型1.安全服务1）认证 2）访问控制 3）数据保密性 4）数据完整性 5）不可否认性 6）可用性服务2.密码学研究的主要问题研究确保信息的秘密性、真实性的技术 3.密码学发展史上的标志性成果1）对称加密，也称传统加密或单钥加密 2）DES 3)AES 4.何谓Kerckhoff 假设假定密码分析中或敌手知道除密钥外所有的密码系统，这个假设称作Kerckhoff 假设。

一个系统的基本设计目标就是在Kerckhoff 假设下是安全，即一个密码系统的安全性不依赖于算法，而仅与密钥有关。

5.无条件的安全性无论有多少可使用密文，都不足以唯一地确定密文所对应的明文，这样的算法无条件安全 6.攻击密码体制的一般方法 一、密码分析学1）唯密文攻击 （已知加密算法、密文）2）已知明文攻击 （已知加密算法、密文、用同一密钥加密的一个和多个明密文对） 3）选择明文攻击 （已知加密算法、密文、分析者选择的明文，以及对应的密文） 4）选择密文攻击 （已知加密算法、密文、分析者选择的一些密文，以及对应的明文） 5）选择文本攻击 （已知加密算法、密文、分析者选择的明文，以及对应的密文、分析者选择的一些密文，以及对应的明文） 二、穷举攻击7.传统密码学使用的技术1）对称密码加密 2）代替技术 3）置换技术 3）转轮机 4）隐写术 5） 8.密码体制的构成要素1）明文 2)密文 3）密钥 4）加密算法 5）解密算法 9.密码体制的分类1）根据密钥的特点 ①传统密码体制 ②公钥密码体制非法 侵入者信源 M加密器 c=E k1(m)解密器 m=D k2(c)接收者密码分析员(窃听者)密钥源 K 1密钥源 K2搭线信道 (主动攻击) 搭线信道 (被动攻击)密钥信道 mcmk 1 k 2 c ’m'2）根据对明文发消息成都加密方式的不同 ①分组密码 ②流密码 10.计算上安全的准则1）破译密码的代价超出密文信息的价值2）破译密码的时间超出密文信息的有效生命期 11.分组密码的工作模式1）电子密码本模式（ECB ） 2）密码分组链接模式（CBC ） 3）密码反馈模式（CFB ） 4）输出反馈模式（OFB ） 5）记数模式（CTR ） 12.Feistle 密码的理论基础使用乘积密码的概念来逼近理想分组密码，该种密码交替地使用代替和置换。

13.雪崩效应明文和密钥的某一位发生变化会导致密文的很多位发生变化，被称为雪崩效应 14.DES 的强度使用64bit 的分组和56bit 的密钥，56位密钥共有2^56种可能，这个数大约为7.2×10^16 15.分组密码的设计原理1）针对安全性原则：混淆和扩散 2）针对实现的原则：软件和硬件 3）最重要的设计原理：必须能抵抗现有的攻击方法 16.中间相遇攻击法中间相遇攻击使用两组已知明密文对就可以猜出正确密钥的概率为1~2^（-16）. 二重DES 很难抵挡中间相遇攻击法。

17.AES 的评估准则1）安全性 指密码分析方法分析一个算法所需的代价2）成本 期望AES 能广泛应用于各种实际应用，计算效率要高3）算法和执行特征 算法灵活性、适合于多种硬件和软件方式的实现、简洁性，便于分析安全性18.如何实现中间人攻击中间人攻击是一种“间接”的入侵攻击，这种攻击模式是通过各种技术手段将受入侵者控制的一台计算机虚拟放置在网络连接中的两台通信计算机之间，这台计算机就称为“中间人”。

（P218） 19.生日攻击生日攻击方法没有利用Hash 函数的结构和任何代数弱性质，它只依赖于消息摘要的长度，即Hash 值的长度。

20.扩展欧几里德算法求最大公约数的算法，辗转相相除。

21.链路加密与端端加密链路加密是在通信链路两端加上加密设备，端对端是在两端系统中进行加密。

由源主机或终端加密数据。

密文经由网络传送到目的的主机或终端 22.TCP/IP 分层模型与其对应的安全机制a ） IP 安全性b ） 安全套接层（SSL ）和传输层安全协议（TLS ）c ）HTTPS 和SSH 23.隐通道 计时攻击 能量攻击UDP HTTP FTP SMTP TCP IP HTTP FTP SMTP TCP IP SSL TLS S/MIME PGP SETTCPIPHTTP SMTP Kerberos (a)网络级 (b)传输级 (c)应用级隐通道：采用某种方式进行通信，这种方式是通信设备的设计者所不知道的，通常，这种隐通道是违反安全规定的。

计时攻击：攻击者通过记录计算机解密消息所用的时间来确定私钥能量攻击：通过分析密码设备的能量消耗这一物理特性来恢复设备内部的秘密信息24.如何对抗通信量分析采用链路加密和端到端加密技术就可以对抗通信量分析25.密钥分配的模式P29826.对抗重放攻击的方法P3191）时间戳2）挑战/应答27.随机数的评价标准1）分布均匀性序列中的位分布应是均匀的，即0和1出现的频率大约相等2）独立性序列中任何子序列不能由其他子序列导出28消息认证码消息认证码（MAC）是一种需要使用密钥的算法，以可变长度的消息和密钥作为输入，产生一个认证码。

拥有密钥的接收方能够计算认证码来验证消息的完整性。

29.数字签名数字签名是一种认证机制，它使得消息的产生者可以添加一个起签名作用的码子。

通过计算机消息的Hash值并用产生者的私钥加密Hash值来生成签名。

签名保证了消息的来源和完整性。

30.消息认证P263消息认证是用来验证消息完整性的一种机制或服务。

消息认证确保收到的数据确实和发送时的一样，且发送方声称的身份是真实有效的。

31.RSA 算法和ECC 算法的安全基础ECC 与RSA 相比的主要优点是它似乎用少得多的比特大小取得和RSA 相等的安全性，因此减少了处理开销。

32.公钥密码与对称密码的比较从最初一直到现代，几乎所有密码编码系统都建立在基本的替代和置换工具的基础上。

公开密钥算法则是基于数学函数而不是替代和置换，更重要的是，公开密钥密码编码学是非对称的，它用到两个不同的密钥，而对称的常规加密则只使用一个密钥。

使用两个密钥对于保密通信、密钥分配和认证等领域都有着深远的影响。

E (a)常规加密：保密和认证(b)公开密钥加密：保密性(c)公开密钥加密：认证和签名 (d)公开密钥加密：保密、认证和签名 源点 E KRa (M) E KUb [E KRa (M)] KR a KR b KU a KU b D E M E KRa (M) D ME KRa (M) KR a KU aD E M M E KUb (M) KR bKU b D E M M E K (M) K K D E M M 终点33.使用混合密码系统的优势混合密码系统中，公开密钥密码用来保护和分发密钥。

这些会话密钥用在对称算法中，对通信消息进行保密。

1）把公开密钥密码用于密钥分配解决了对称密码系统的密钥管理问题。

2）公开密钥算法比对称算法慢。

34.单向陷门函数P196一个函数，若计算函数值很容易，并且在缺少一些附加信息时计算函数的逆是不可行的，但是已知这些附加信息时，可在多项式时间内计算出函数的逆，那么我们称这样的函数为单向陷门函数。

35.算法的复杂性是评价算法优劣的重要依据。

是算法运行所需要计算机时间资源的量。

36.实现D-H密钥交换协议？（基于离散对数的；基于ECC的。

并且会计算）P215假定A希望与B建立连接，并使用密钥对该次连接中的消息加密，用户A产生一次性私钥Xa,计算Ya，并将Ya发送给B；用户B也产生私钥Xb,计算Yb，并将Yb发送给A，这样A和B都可以计算出密钥。

37.ECC和RSA的安全强度基于ECC的需要256、384、512的比特位，而基于RSA则需要3072、7680、15360。

38.网络通信环境下面临的安全威胁P2621）泄露2）传输分析3）伪装4）内容修改5）顺序修改6）计时修改改7）抵赖（发送方否认和接收方否认）39.hash函数的用途P2371）消息认证2）数字签名40.强抗碰撞性和弱抗碰撞性抗强碰撞性：找到任何满足H（x）=H(y)的偶对（x,y）在计算上是不可行的。

抗弱碰撞性：对任何给定的分组x,找到满足y不等于x且H（x）=H(y)的y在计算上是不可行的。

41.hash函数和MAC的安全性对这两个函数的攻击可以分两类：穷举攻击和密码分析P242 对hash函数的安全需求：输入长度可变输出长度可变效率抗原像攻击（单向性）抗第二原像攻击（抗弱碰撞性）抗碰撞攻击（抗强碰撞性）伪随机性P269 MAC的安全性：42.MD5和SHA的参数比较二者均由MD4导出，他们的强度和其它特性是相似的。

SHA对穷举攻击有更大的强度MD5易受密码分析的攻击SHA的行速度比MD5慢43.HMAC的安全性P271其安全性某种程度上依赖于该Hash函数的强度。

HMAC的好处在于，其设计者可以证明嵌入Hash函数的强度与HMAC的强度之间的联系。

44.认证协议的作用，极其面临的安全问题作用：确保消息认证威胁：面临消息重放的威胁。

最好情况----一个成功的重放会通过为通信方提供用似是而非的消息打乱正常的操作。

最差情况----可能允许对手获取会话密钥或成功地假扮为通信的另一方45.DSS的功能（数字签名标准）DSS只提供数字签名功能的算法。

DSS不能用于加密或密钥交换。

46.数字签名方案的原型直接签名需仲裁的47.Kerberos协议流程极其安全性P322流程：认证授权审计物质供应工作流自动化管理口令同步自助口令重置联合安全性：认证用户48.Kerberos中Ticket与Authenticator的作用Ticket 包含用户ID、用户网络地址和服务器ID的票据Authenticator 用户端生成的合法票据49.构成X.509证书的关键要素P3081）版本号2）序列号3）签名算法标志4）发行者名称5）有效期6）证书主体名7）证书主体公钥信息8）发行商唯一标志9）证书主体唯一标志10）扩展11）签名50.公钥证书的用途，及其密钥对的备份存档考虑用途：创建签名数字验证验证公钥51.如何进行证书的的拆封证书的使用方式与任何声明的策略Certificate Policy或使用限制相一致，即用户实体证书中的Certificate Policies应为CA所承认的证书政策列表。

它是用特殊扩展域来限定的，用来指定用户证书所适用的政策52.CRL的作用（证书撤销表）证书由于某种原因需要作废，终止使用，这将通过证书撤消列表CRL来完成。

53.PKIX基本组成部分（CA核心）P3131) 端实体2）签证机构(CA) 3）注册机构（RA）4）证书销列表（CRL）发布机构5）证书存取库54.PKIX提供的安全服务1）用户注册2）初始化3）认证4）密钥对的恢复5）密钥对更新6）证书撤销请求7）交叉认证55.安全电子邮件PGP（提供的安全服务，以及其实现原理，收发双方所做的工作；体现的混合密码体制）P405选择最好的、可用的加密算法作为基础构件(被认为是非常安全的算法),将这些算法集成起来，形成一个通用的独立于操作系统和处理器的应用程序，该应用程序基于易于使用的命令构成的小集合包括5种服务: 认证保密保密性和认证压缩电子邮件兼容性56.PGP中私钥的存储与使用P409加密密钥和密钥环57.web面临的安全威胁1）完整性2）保密性3）拒绝服务4）认证58.SSL协议的关键是要解决什么问题?1）客服对服务器的身份确认2）服务器对客户的身份确认3）建立起服务器和客户之间安全的数据通道59.SSL协议的体系结构P348SSL为TCP提供可靠的端到端安全服务。