消息认证与消息完整性
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认证协议
消息完整性认证机制
某种函数产生认证码 用于鉴别消息的值
--9--
3.2.3 消息认证
认证系统设计者的任务是构造好的 认证码（Authentication Code），使 接收者受骗概率极小化。
--10--
3.2.3消息认证
产生认证码的函数归结为:
* 消息加密：以整个消息的密文作为它的认 证码。
--23--
6. 抗抵赖
3.2.3消息认证
消息的否认分两种：起源否认和传递否认
抗起源否认机制：
(1)发送者签名
(2)可信第三方签名
抗传递否认机制：
(1)接收者签名确认
(2)可信传递代理确认
--24--
小结
认证技术包括对消息完整性的认证和身 份认证。
完整性服务的保证主要可以使用 消息完整性机制 数字签名机制
提供保密 K仅A,B共享 提供鉴别 加密保护H(M)
b) M|| EK[H(M) ] c) M|| EKRa[H(M)]
d) EK[M|| EKRa [H(M)]] e) M||H(M||S) f) EK[M|| H(M||S)]
提供鉴别 加密保护H(M) 提供鉴别 和数字签名； 加密保护H(M) 仅A生成EKRa[H(M)] 提供鉴别和数字签名;提供保密 提供鉴别 S为A，B共享 提供鉴别;提供保密
c) EK2 [M]||CK1(EK2 [M]) 提供鉴别 K1仅A,B共享; 提供保密 K2仅A,B共享;
--13--
3.2.3消息认证
1) 消息认证码 基于分组密码算法的MAC 基于散列函数的MAC
消息的散列值由只有通信双方知道的秘密密钥K来控制。 HMAC-SHA-1
--14--
3.2.3消息认证
--11--
3.2.3消息认证
基1于) D消E息S的认报证文码认证码(DES-CBC-MAC) 基于分组密码算法的MAC 基于散列函数的MAC
--12--
主要应用方式：
3.2.3消息认证
a) M||CK(M) b) EK2[M||CK1(M) ]
提供鉴别 K仅A,B共享; 提供鉴别 K1仅A,B共享; 提供保密 K2仅A,B共享
信息安全支撑技术
信息保密技术 信息认证技术 授权管理与访问控制技术 安全管理技术
--1--
第二部分 信息安全支撑技术
第3章
信息认证技术
--2--
第3章 信息认证技术
信息认证技术。通过数字签名 、信息摘要以及身份认证理论和技 术，实现信息完整性检测；保护信 息的抗否认性。利用知识、推理、 生物特征和认证的可信协议及模型 完成实体的身份认证，防止身份的 假冒。
--19--
✓ 仲裁数字签名
3.2.3消息认证
➢ 引入仲裁者
➢ 仲裁者在这一类签名模式中扮演敏感和 关键的角色。 所有的参与者必须极大地 相信这一仲裁机制工作正常。
➢ 可信系统（Trusted System）或可信第 三方（Trusted third party）
--20--
3.2.3消息认证
仲裁人C
IDA||M||EKRa[IDA|| H(M)]
A
B
EKRc[IDA|| M || EKRa[IDx|| H(M)] || T]
--21--
3.2.3消息认证 4. 签名(散列)算法实现
--22--
3.2.3消息认证
5. 序列完整性检测
检测数据项的重放、重排、丢失等。
一般方法：
(1)在签名、加密之前，给数据附加一个 完整性序列号 (2)在签名、加密过程中利用数据项上的 链产生一个密码链
--16--
3.2.3消息认证
3. 数字签名
数字签名在ISO7498-2标准中的定 义为：附加在数据单元上的一些数据， 或是对数据单元所做的密码变换，这种 数据和变换允许数据单元的接收者用以 确认数据单元来源和数据单元的完整性 ，并保护数据，防止被他人（如接收者 ）进行伪造。
--17--
3.2.3消息认证
--5--
3.3.2 消息认证
消息认证是研究使发送 信息具有被验证的能力，使 接收者或第三方能够识别和 确认其真伪的技术。
--6--
3.3.2 消息认证
1. .信认源证、系统模型
.信宿、 .消息完整性、窜扰者
.消息的序号和时间。
主信源要机制认包证括编：码器加密、认数证译字码签器名、信宿
认证码、序列完整性、身份认证等
2) 散列函数
散列算法 •MD5报文摘要算法 按512bit块来处理输入,产生128bit报文摘要作为输出 •SHA安全散列算法(SHA-1) 按512bit块来处理输入,产生160bit报文摘要作为输出
•SHA安全散列算法(vc++6.0)
--15--
3.2.3消息认证
散列函数的基本用法：
a) EK[M||H(M)]
信息认证用来保护通信双方免受任 何第三方的攻击， 数字签名除了可以防 止第三方攻击还用来防止通信双方的互 相攻击。
数字签名是实现认证、抗抵赖的主要工具。 用于解决否认、伪造、篡改及冒充等问题。
--18--
3.2.3消息认证
数字签名的实现方法 ✓ 直接数字签名
利用公钥加密算法进行签名和验证
*使用发方的私有密钥对整个报文加密; *使用发方的私有密钥对报文的散列码进行加密;
--3--
第3章 信息认证技术
安全服务
安全机 制
加密
数字 签名
访问 数据完 鉴别 控制 整性 交换
业务流 填充
路由 控制
ห้องสมุดไป่ตู้公证
认证服务
Y
Y
-
-
Y
-
-
-
访问控制服务 -
-
Y
-
-
-
-
-
机密性服务
Y
-
-
-
-
Y
Y
-
完整性服务
Y
Y
-
Y
-
-
-
-
抗抵赖服务
-
Y
-
Y
-
-
-
Y
--4--
第3章 信息认证技术
3.3.2 消息认证和 消息完整性
。
安全信道
密钥源
--7--
信息认证技术
安全服务
安全机 制
加密
数字 签名
访问 数据完 鉴别 控制 整性 交换
业务流 填充
路由 控制
公证
认证服务
Y
Y
-
-
Y
-
-
-
访问控制服务 -
-
Y
-
-
-
-
-
机密性服务
Y
-
-
-
-
Y
Y
-
完整性服务
Y
Y
-
Y
-
-
-
-
抗抵赖服务
-
Y
-
Y
-
-
-
Y
--8--
完整性认证 2低. 层认的证函码数用作高层认证协议的原语。 认证协议能使接收者完成消息的认证。
* 消息认证码(MAC)：以一个消息的公共函 数和一个密钥作用于消息，产生一个定长分 组，作为认证码。 Message Authentication Code
* 散列函数（MDC)：一个将任意长度的消 息映射为定长的散列值的公共函数，以散列 值作为认证码。 Manipulation detection code
消息完整性认证机制
某种函数产生认证码 用于鉴别消息的值
--9--
3.2.3 消息认证
认证系统设计者的任务是构造好的 认证码（Authentication Code），使 接收者受骗概率极小化。
--10--
3.2.3消息认证
产生认证码的函数归结为:
* 消息加密：以整个消息的密文作为它的认 证码。
--23--
6. 抗抵赖
3.2.3消息认证
消息的否认分两种：起源否认和传递否认
抗起源否认机制：
(1)发送者签名
(2)可信第三方签名
抗传递否认机制：
(1)接收者签名确认
(2)可信传递代理确认
--24--
小结
认证技术包括对消息完整性的认证和身 份认证。
完整性服务的保证主要可以使用 消息完整性机制 数字签名机制
提供保密 K仅A,B共享 提供鉴别 加密保护H(M)
b) M|| EK[H(M) ] c) M|| EKRa[H(M)]
d) EK[M|| EKRa [H(M)]] e) M||H(M||S) f) EK[M|| H(M||S)]
提供鉴别 加密保护H(M) 提供鉴别 和数字签名； 加密保护H(M) 仅A生成EKRa[H(M)] 提供鉴别和数字签名;提供保密 提供鉴别 S为A，B共享 提供鉴别;提供保密
c) EK2 [M]||CK1(EK2 [M]) 提供鉴别 K1仅A,B共享; 提供保密 K2仅A,B共享;
--13--
3.2.3消息认证
1) 消息认证码 基于分组密码算法的MAC 基于散列函数的MAC
消息的散列值由只有通信双方知道的秘密密钥K来控制。 HMAC-SHA-1
--14--
3.2.3消息认证
--11--
3.2.3消息认证
基1于) D消E息S的认报证文码认证码(DES-CBC-MAC) 基于分组密码算法的MAC 基于散列函数的MAC
--12--
主要应用方式：
3.2.3消息认证
a) M||CK(M) b) EK2[M||CK1(M) ]
提供鉴别 K仅A,B共享; 提供鉴别 K1仅A,B共享; 提供保密 K2仅A,B共享
信息安全支撑技术
信息保密技术 信息认证技术 授权管理与访问控制技术 安全管理技术
--1--
第二部分 信息安全支撑技术
第3章
信息认证技术
--2--
第3章 信息认证技术
信息认证技术。通过数字签名 、信息摘要以及身份认证理论和技 术，实现信息完整性检测；保护信 息的抗否认性。利用知识、推理、 生物特征和认证的可信协议及模型 完成实体的身份认证，防止身份的 假冒。
--19--
✓ 仲裁数字签名
3.2.3消息认证
➢ 引入仲裁者
➢ 仲裁者在这一类签名模式中扮演敏感和 关键的角色。 所有的参与者必须极大地 相信这一仲裁机制工作正常。
➢ 可信系统（Trusted System）或可信第 三方（Trusted third party）
--20--
3.2.3消息认证
仲裁人C
IDA||M||EKRa[IDA|| H(M)]
A
B
EKRc[IDA|| M || EKRa[IDx|| H(M)] || T]
--21--
3.2.3消息认证 4. 签名(散列)算法实现
--22--
3.2.3消息认证
5. 序列完整性检测
检测数据项的重放、重排、丢失等。
一般方法：
(1)在签名、加密之前，给数据附加一个 完整性序列号 (2)在签名、加密过程中利用数据项上的 链产生一个密码链
--16--
3.2.3消息认证
3. 数字签名
数字签名在ISO7498-2标准中的定 义为：附加在数据单元上的一些数据， 或是对数据单元所做的密码变换，这种 数据和变换允许数据单元的接收者用以 确认数据单元来源和数据单元的完整性 ，并保护数据，防止被他人（如接收者 ）进行伪造。
--17--
3.2.3消息认证
--5--
3.3.2 消息认证
消息认证是研究使发送 信息具有被验证的能力，使 接收者或第三方能够识别和 确认其真伪的技术。
--6--
3.3.2 消息认证
1. .信认源证、系统模型
.信宿、 .消息完整性、窜扰者
.消息的序号和时间。
主信源要机制认包证括编：码器加密、认数证译字码签器名、信宿
认证码、序列完整性、身份认证等
2) 散列函数
散列算法 •MD5报文摘要算法 按512bit块来处理输入,产生128bit报文摘要作为输出 •SHA安全散列算法(SHA-1) 按512bit块来处理输入,产生160bit报文摘要作为输出
•SHA安全散列算法(vc++6.0)
--15--
3.2.3消息认证
散列函数的基本用法：
a) EK[M||H(M)]
信息认证用来保护通信双方免受任 何第三方的攻击， 数字签名除了可以防 止第三方攻击还用来防止通信双方的互 相攻击。
数字签名是实现认证、抗抵赖的主要工具。 用于解决否认、伪造、篡改及冒充等问题。
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3.2.3消息认证
数字签名的实现方法 ✓ 直接数字签名
利用公钥加密算法进行签名和验证
*使用发方的私有密钥对整个报文加密; *使用发方的私有密钥对报文的散列码进行加密;
--3--
第3章 信息认证技术
安全服务
安全机 制
加密
数字 签名
访问 数据完 鉴别 控制 整性 交换
业务流 填充
路由 控制
ห้องสมุดไป่ตู้公证
认证服务
Y
Y
-
-
Y
-
-
-
访问控制服务 -
-
Y
-
-
-
-
-
机密性服务
Y
-
-
-
-
Y
Y
-
完整性服务
Y
Y
-
Y
-
-
-
-
抗抵赖服务
-
Y
-
Y
-
-
-
Y
--4--
第3章 信息认证技术
3.3.2 消息认证和 消息完整性
。
安全信道
密钥源
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信息认证技术
安全服务
安全机 制
加密
数字 签名
访问 数据完 鉴别 控制 整性 交换
业务流 填充
路由 控制
公证
认证服务
Y
Y
-
-
Y
-
-
-
访问控制服务 -
-
Y
-
-
-
-
-
机密性服务
Y
-
-
-
-
Y
Y
-
完整性服务
Y
Y
-
Y
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-
-
-
抗抵赖服务
-
Y
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Y
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-
-
Y
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完整性认证 2低. 层认的证函码数用作高层认证协议的原语。 认证协议能使接收者完成消息的认证。
* 消息认证码(MAC)：以一个消息的公共函 数和一个密钥作用于消息，产生一个定长分 组，作为认证码。 Message Authentication Code
* 散列函数（MDC)：一个将任意长度的消 息映射为定长的散列值的公共函数，以散列 值作为认证码。 Manipulation detection code