《网络安全》PPT课件

第11章 网 络 安 全
11.1 网络安全和威胁
11.2 11.3
报文保密性： 对称密钥密码体制
报文保密性： 不对称密钥加密法
11.4 报文完整性： 采用报文摘要
11.5 报文鉴别：防伪造
11.6 实 体 鉴 别 11.7 网络层安全 11.8 运输层安全 11.9 应用层的安全 11.10 防火墙：防止非法接入
11.5.2 数字签名
3．不可否认性 数字签名可以实现报文鉴别、报文完整性和不可否认性。 一种解决办法是引入彼此都信任的第三方，这个可信的第三方能解决很多与 安全服务和密钥交换相关的问题。如图11.12所示。
11.6 实 体 鉴 别
11.6.1 实体和验证 1．实体鉴别和报文鉴别的比较 实体鉴别和报文鉴别之间存在两个区别。 （1）报文鉴别不可能实时发生，而实体鉴别则有可能。 （2）报文鉴别只是对一个报文的鉴别。 2．验证类别 申请者可以通过以下3种证据来体现。 （1）一些记在脑子里的东西。这是一些只有申请者知道并能被验证者检查的 秘密。 （2）一些拿在手里的东西。这是一些能够证实申请者身份的物件。 （3）一些与生俱来的东西。这是一些申请者天生的特点。
11.2.4 密钥分配中心：KDC
把整个世界划分为几个区，每个区都可以有一个或多个KDC，这些KDC可以分 为本地KDC、国家KDC和国际KDC。 图11.4描绘了分级的多KDC的配置。
11.2.5 KDC生成会话密钥
为了建立会话密钥，人们已经提出了多种不同的方法。
11.3 报文保密性：不对称密钥加密法
11.4 报文完整性：采用报文摘要
1．报文摘要 为了保护一个报文的完整性，A对这个报文经过一个称为加密散列函数算法的 处理。这个函数为报文产生一个压缩的印记，称为摘要。 B为了检查报文或文档的完整性，也要运行相同的加密散列函数，产生摘要。
11.4 报文完整性：采用报文摘要
2．散列函数 加密散列函数以任意长度的报文作为输入，并产生固定长度的报文摘要。 安全散列算法（SHA）是由美国国家标准和技术学会（NIST）开发的一个标 准，它也经历了多个版本，有一些散列算法是由Ron Rivest设计的，最新版本为 MD5，其中MD代表“报文摘要”。 报文摘要算法MD5可对任意长的报文进行运算，然后得出128位的MD5报文 摘要代码。
11.3.2 不对称密钥加密系统：RSA
【例11.2】 假设B选择7和11作为p和q，并计算n=7×11=77。另一个值 ф(n)= (7−1)(11−1)=60。如果他选择e为13，那么d为37。请注意，（e×d） mod 60=1。现在假设A希望发送明文5给B，他用公钥13作为指数来为5加密。
11.2 报文保密性：对称密钥密码体制
11.2.1 对称密钥密码体制 所谓对称密钥密码体制，即加密密钥与解密密钥采用相同的密码体制。
11.2.2 DES对称密钥密码体制
DES是一种分组密码。在加密前，先对整个明文进行分组。 每一个组为64位长的二进制数据。然后对每一个64位二进制数据进行加密处理， 产生一组64位密文数据。 最后将各组密文串接起来，即得出整个密文。 使用的密钥为64位（实际密钥长度为56位，有8位用于奇偶校验）。
11.5 报文鉴别：防伪造
11.5.1 报文鉴别码 为了确保报文的完整性以及实现数据来源的鉴别，需要创建报文鉴别码 （MAC）。如图11.9所示。
11.5.2 数字签名
1．数字签名过程 图11.10所示为数字签名的过程。
Байду номын сангаас
11.5.2 数字签名
2．对报文摘要的签名 图11.11所示为在数字签名系统中对摘要进行签名的过程。
11.2.3 对称密钥协商
生成一个对称密钥之前，双方需要选择两个数p和g。 这两个数可以通过因特网发送，是可公开的。
11.2.3 对称密钥协商
【例11.1】假设g=7且p=23（实际情况这个数应当很大），计算对称会话密钥。 步骤如下： （1）A选择一个随机的大数s，让0≤s≤p−l，并计算R1=gs mod p。 （2）A把R1发送给B。 （3）B选择另一个随机的大数t，让0≤t≤p−l，并计算R2=gt mod p。 （4）B把R2发送给A。 （5）A计算K=(R2)s mod p=43 mod 23=18。 B也计算K=(R1)t mod p=216 mod 23=18。 K就是这次会话使用的对称密钥，A和B得出的K值是相同的，因为： A计算K=(R2)s mod p=(gt mod p)s mod p=gst mod p B计算K=(R1)t mod p=(gs mod p)t mod p=gst mod p 而K=gst mod p=73×6 mod 23=18
11.3.3 公钥分配
1．认证管理机构 最常见的分配公钥的方式就是建立公钥证书。B希望人们知道他的公钥，同时 又希望没有人会把伪造的公钥当成是他的。 可以采用的方法如图11.7所示。
11.3.3 公钥分配
2．X.509 X.509是用结构化的形式描述证书的一种方法，它使用了一种熟知的称为 ASN.1（抽象语法记法1）的协议。
11.1 网络安全和威胁
先来讨论网络安全的3个目标：保密性、完整性和有效性。 上述3个安全目标可能会受到安全攻击的威胁，图11.1所示为攻击的分类。
11.1 网络安全和威胁
1．威胁保密性的攻击 一般来说，有两种类型的攻击会威胁到信息的保密性：窃取和通信量分析。 2．威胁完整性的攻击 数据的完整性可能会受到多种类型的攻击：更改、伪装、重放和否认。 3．威胁有效性的攻击 拒绝服务（DoS）是一种很常见的攻击。它会使一个系统的服务变得越来越 慢，甚至完全中断服务。
11.3.1 不对称密钥加密法 不对称密钥加密术使用了两个独立的密钥：一个私钥和一个公钥。
11.3.2 不对称密钥加密系统：RSA
1．RSA公钥算法 B选择两个较大的数p和q，计算： n=p×q，ф=(p−1)×(q−1) 2．加密解密 任何人（包括A）都可以用Y=Xe mod n来对报文加密，并把密文发送给B。 只有B能够用X=Yd mod n来解密这个报文。