第3讲 密钥分配和用户认证
第3章 PKI认证技术及应用
③ EPKB[ IDA| |N1] A ⑥ EPKA [ N1 | | N2] ⑦ B
EPKB[ N2 ]
公钥管理机构分配公钥
PKI认证技术及应用 第三章 PKI认证技术及应用 步骤如下： 步骤如下： 用户A向公钥管理机构发送一个带有时戳的消息，消息中有获取用户B （1）用户A向公钥管理机构发送一个带有时戳的消息，消息中有获取用户B 当前公钥的请求。 当前公钥的请求。 Request | |Time1 公钥管理机构对A的请求作出应答，该消息由管理机构的秘钥 秘钥SK （2）公钥管理机构对A的请求作出应答，该消息由管理机构的秘钥SKAU来 加密，因此A能用管理机构的公开钥解密，并使A相信这个消息来自于公钥 加密，因此A能用管理机构的公开钥解密，并使A 管理机构。该消息由以下几部分组成： 管理机构。该消息由以下几部分组成： 可以用之将发往B的消息加密。 B的公钥PKB，A可以用之将发往B的消息加密。 的公钥PK 的请求，验证A A的请求，验证A的请求在发往管理机构使没有更改 最初的时戳，使A确信管理机构发来的不是旧消息。 最初的时戳， 确信管理机构发来的不是旧消息。 的公开钥将消息加密后发向B 这个消息中有两个数据项， （3）A用B的公开钥将消息加密后发向B，这个消息中有两个数据项，一个 的身份IDA 另一个是一次性随机数N1 用来唯一的标识本次通信。 IDA， N1， 是A的身份IDA，另一个是一次性随机数N1，用来唯一的标识本次通信。 E PKB [ ID A | |N1 ] ）（5 以相同的方式从公钥管理机构获得A的公开钥。至此， （4）（5）B以相同的方式从公钥管理机构获得A的公开钥。至此，A和B都 已经得到了对方的公开钥，可以安全保密的通信。 已经得到了对方的公开钥，可以安全保密的通信。
PKI认证技术及应用 第三章 PKI认证技术及应用
密钥分发流程
密钥分发流程1. 密钥的生成在进行密钥分发之前，首先需要生成一对密钥，包括公钥和私钥。
在非对称加密算法中，公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。
通常情况下，生成密钥的过程包括选择合适的算法、生成随机数、对随机数进行处理等步骤。
生成密钥时需要保证密钥的随机性和安全性，以防止密钥被破解或预测出来。
2. 密钥的加密传输一般情况下，公钥是由发送方传输给接收方的。
在进行密钥的加密传输时，需要使用接收方的公钥对密钥进行加密，并将加密后的密钥通过网络传输给接收方。
这个过程可以通过一些安全通信协议来实现，比如SSL/TLS协议等。
3. 密钥的验证接收方收到密钥后，需要对其进行验证，确保密钥来自合法的发送方，并且在传输过程中没有被篡改。
一般来说，接收方会使用自己的私钥对密钥进行解密，然后与发送方生成的原始密钥进行比对。
如果两者一致，说明密钥有效，可以继续进行后续操作；如果不一致，则说明密钥可能被恶意篡改，需要立即停止通信。
4. 密钥的存储在完成密钥的验证后，接收方会将密钥存储在安全的地方，以供后续的数据传输使用。
密钥的存储一般会采用加密的方式，以防止密钥被恶意获取。
同时，密钥的存储也需要保证其安全性和可靠性，避免密钥泄露或丢失。
以上就是一种常见的密钥分发流程，下面将对每个步骤进行详细介绍。
首先是密钥的生成。
密钥的生成是整个密钥分发流程的第一步，是保证通信安全的基础。
在进行密钥生成时，需要选择一个合适的加密算法，比如RSA算法、Diffie-Hellman算法等。
选定加密算法后，需要生成一对密钥，包括公钥和私钥。
在生成密钥的过程中，需要保证密钥的随机性和安全性。
随机性是指密钥应该是随机生成的，而不是根据某种规律产生的；安全性是指密钥应该具有足够的复杂性，以防止密钥被猜测或破解。
密钥的生成还需要考虑到算法的安全性和效率性，选择合适的参数和位数。
其次是密钥的加密传输。
在进行密钥的加密传输时，发送方需要使用接收方的公钥对密钥进行加密。
03密钥管理技术1页版
网络安全技术第三讲密钥管理技术罗守山博士、教授北京邮电大学软件学院内容提要♦1. 密钥管理概述♦2. 对称密钥的管理♦3. 非对称密钥的管理♦4. 密钥管理系统♦5. 密钥产生技术♦6. 密钥的分散管理与托管♦在现代的信息系统中用密码技术对信息进行保密，其安全性实际取决于对密钥的安全保护。
–在一个信息安全系统中，密码体制、密码算法可以公开，甚至所用的密码设备丢失，只要密钥没有被泄露，保密信息仍是安全的。
–而密钥一旦丢失或出错，不但合法用户不能提取信息，而且非法用户可能会窃取信息。
♦因此密钥管理成为信息安全系统中的一个关键问题。
♦密钥管理是处理密钥自产生到最终销毁的整个过程中出现的所有问题，包括系统的初始化，密钥的产生、存储、备份/恢复、装入、分配、保护、更新、控制、丢失、吊销和销毁等。
♦其中分配和存储是最大的难题。
♦密钥管理不仅影响系统的安全性，而且涉及到系统的可靠性、有效性和经济性。
♦当然，密钥管理也涉及到物理上、人事上、规程上、制度上的一些问题。
♦密钥管理包括：–（1）产生与所要求安全级别相称的合适密钥；–（2）根据访问控制的要求，对于每个密钥决定哪个实体应该接受密钥的拷贝；–（3）用可靠办法使这些密钥对开放系统中的实体是可用的，即安全地将这些密钥分配给用户；–（4）某些密钥管理功能将在网络应用实现环境之外执行，包括用可靠手段对密钥进行物理的分配。
♦密钥交换是经常设计的协议功能，密钥选取也可以通过访问密钥分配中心来完成，或经管理协议作事先的分配。
１． 密钥管理概述♦需要使用密钥管理的原因:♦使用密钥管理有很多因素，下面从理论、人为管理和技术三个层面说明。
♦理论因素：♦假设Alice和Bob在使用对称密钥进行保密通信时，必然拥有相同的密钥。
假设Alice在向Bob 发送信息时，始终不更新密钥，那么在加密数据积累到一定程度的情况下，即攻击者对信息的收集量满足一定要求时，其成功破译系统的可能性会增大。
身份认证与密钥协商
❖ U、V、W三个用户，p＝17，rU=12,rV=7,rW=1 TA选择a=8,b=7,c=2
f(x,y)=8+7(x+y)+2xy mod 17
gU(x)= f(x,rU)=7+14x mod 17 gV(x)= f(x,rV)=6+4x mod 17 gW(x)= f(x,rW)=15+9x mod 17 U、V通信会话秘密密钥 U计算 KU,V＝gU(rV)=7+14×7 mod 17=3 V计算 KV,U＝gV(rU)=6+4×12 mod 17=3
14=b+12cmod17
6=a+7bmod17
4=b+7cmod17
❖ 可以对f(x,y)改进，防止k个人联合攻击
密钥协商
❖ 如果不打算使用在线TA，那可用密钥共识协 议来得到一个通信秘密密钥。在密钥共识协 议中，U和V通过一个公开信道上的通信来共 同选择一个密钥，这个著名的想法归功于 Diffie-Hellman
2)q是一个大素数，p>2140,q|(p-1)
3)a是Zp*中阶为q的元素
4)KAC选择一安全的签名方案，签名算法： SigKAC，验证算法VerKAC
❖ KAC给申请用户颁发证书
❖ 用户申请证书过程：
1)用户到KAC注册其公开密钥，KAC验明用户 身份后，对v=a-wmodp，并将v发送给KAC
(TGS)
应用服务器
密钥分发中心 (KDC)
密钥协商－引言
❖ 公钥密码体制与秘密密钥密码体制相比，优 点是它不需要一个安全信道来交换秘密密钥， 但公钥密码体制比秘密密钥体制运行速度慢， 在实际中还有很多情况要使用秘密密钥密码 体制。
密钥分配方案
密钥分配方案简介密钥分配是在计算机网络和信息安全中的一个重要问题。
在安全通信中，密钥用于加密和解密信息，确保通信的机密性和完整性。
因此，密钥的分配必须是安全和高效的，以防止未经授权的人获取密钥并窃取敏感信息。
在本文档中，我们将介绍几种常见的密钥分配方案，包括对称密钥和公钥密码体制。
对称密钥分配方案对称密钥是一种加密算法，其中同一个密钥被用于加密和解密过程。
因为对称密钥算法的加密和解密速度快，所以通常被用于大量数据的传输过程中。
然而，在对称密钥分配方案中，最大的问题是如何将密钥安全地传输给通信双方并保证其机密性。
以下是几种常见的对称密钥分配方案：1. 预先共享密钥在预先共享密钥方案中，通信双方事先共享一个密钥。
这个密钥可以通过安全的渠道传输或由双方共同生成。
然后，在通信过程中，双方使用这个密钥进行加密和解密操作。
预先共享密钥方案的优点是简单且高效，但其安全性取决于密钥的传输过程。
如果密钥被未经授权的人获取，将导致通信的机密性受到威胁。
2. 密钥分配中心在密钥分配中心方案中，存在一个可信任的密钥分配中心（KDC）。
KDC负责生成、分发和管理通信双方的密钥。
双方首先与KDC进行身份验证，并获得一个临时的会话密钥。
然后，使用会话密钥进行通信。
密钥分配中心方案具有较高的安全性，因为通信双方不需要直接传输密钥。
但是，如果KDC遭到攻击或成为单点故障，将会对通信的安全性产生威胁。
3. Diffie-Hellman密钥交换Diffie-Hellman密钥交换是一种基于离散对数问题的安全协议。
通信双方通过交换公开的参数和私密的局部密钥计算出一个共享密钥。
这个共享密钥用于对称密钥加密算法。
Diffie-Hellman密钥交换方案具有较高的安全性，因为即使传输的公开参数被截获，也无法计算出私密的局部密钥。
但是，它无法提供身份验证，所以需要结合其他方案来确保通信的完整性。
公钥密码体制公钥密码体制是一种使用两个密钥的加密算法：公钥和私钥。
无线网络安全技术--密钥管理认证协议
无线网络安全技术--密钥管理认证协议密钥管理认证协议是指在无线网络中用于验证用户身份和管理加密密钥的一种协议。
其主要功能包括用户认证、密钥分发和更新、密钥管理和撤销等。
在无线网络中，由于无线信号的广播性和易被窃听的特点，所以对于无线网络中的数据传输必须进行加密，而密钥管理认证协议就是用来保障加密通信的安全性。
在密钥管理认证协议中，一般采用密码学的技术手段来实现用户身份的验证和密钥的分发。
常见的密钥管理认证协议有WEP、WPA、WPA2等。
其中，WPA2是目前应用最广泛的一种协议，它采用了更加安全的加密算法和密钥管理机制，使得无线网络的安全性得到了进一步提升。
然而，随着计算能力的不断提升和密码学理论的不断发展，一些传统的密钥管理认证协议已经逐渐暴露出一些安全问题。
比如WEP协议存在弱密钥漏洞，容易被攻击者破解。
因此，研究人员不断努力提出新的密钥管理认证协议，以应对日益复杂的安全威胁。
目前，一些新型的密钥管理认证协议已经开始被应用于无线网络中，比如WPA3。
它引入了更加安全的加密算法和密钥管理机制，同时对一些已知的安全漏洞进行了修复，使得无线网络的安全性得到了进一步提升。
总的来说，密钥管理认证协议是保障无线网络安全的重要技术手段。
随着无线网络的不断发展和安全威胁的不断增加，我们需要不断创新和完善密钥管理认证协议，以确保无线网络的安全性和可靠性。
随着信息技术的迅猛发展，无线网络已经成为人们日常生活和商务活动中不可或缺的重要组成部分。
然而，无线网络的广泛应用也使得其安全性问题变得尤为突出。
对于无线网络来说，其中最重要的安全技术之一就是密钥管理认证协议。
本文将继续探讨密钥管理认证协议在无线网络安全中的重要性，并介绍一些当前流行的密钥管理认证协议及其特点。
密钥管理认证协议是无线网络安全中的一项重要技术，它主要用于验证用户身份和管理加密密钥。
在无线网络中，由于信号的广播性和易被窃听的特点，无线通信数据需要进行加密才能保证安全传输。
计算机网络高传善课后答案
计算机网络高传善课后答案【篇一：计算机统考教材与参考书】计算机专业基础综合复习书目一、数据结构★严蔚敏、吴伟民编著：《数据结构（c语言版）》，清华大学出版社★严蔚敏、吴伟民编著：《数据结构题集(c语言版)》，清华大学出版社二、计算机组成原理★唐朔飞编著：《计算机组成原理》，高等教育出版社，1999年版★唐朔飞编著：《计算机组成原理学习指导与习题解答》，高等教育出版社，2005年9月★白中英主编：《计算机组成原理》，科学出版社三、操作系统★汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛编著：《计算机操作系统(第三版)》，西安电子科技大学出版社★梁红兵、汤小丹编著：《计算机操作系统》学习指导与题解(第二版)，西安电子科技大学出版社，2008年9月四、计算机网络★谢希仁编著：《计算机网络(第5版)》，电子工业出版社★高传善、毛迪林、曹袖主编：《数据通信与计算机网络（第2版）》，高等教育出版社说明：★为首推书；出版年份不需要严格要求，一般是越新越好，关键以出版社和作者为主要参照。
相关参考辅导书：★本书编写组：《2011计算机考研大纲解析——全国硕士研究生入学统一考试计算机专业基础综合考试大纲解等教育出版社，2010年8月★上海恩波学校，上海翔高教育计算机统考命题研究中心暨培训中心编著：《计算机学科专业基础综合复习旦大学出版社，2010年9月★巩微、冯东晖主编：《2011年考研计算机学科专业基础综合考试全真模拟试题集》，原子能出版社，2010年★阳光考研命题研究中心编写：《2011年考研计算机科学专业基础综合考试教程》，中国人民大学出版社，20说说：一、数据结构1.教材：《数据结构》严蔚敏清华大学出版社2.辅导书：《算法与数据结构考研试题精析（第二版）》机械工业出版社二、计算机组成原理1.教材：《计算机组成原理》唐朔飞高等教育出版社《计算机组成原理》白中英科学出版社2.辅导书：《计算机组成原理考研指导》徐爱萍清华大学出版社《计算机组成原理--学习指导与习题解答》唐朔飞高等教育出版社三、操作系统1.教材：《计算机操作系统(修订版)》汤子瀛西安电子科技大学出版社2.辅导书：《操作系统考研辅导教程(计算机专业研究生入学考试全真题解) 》电子科技大学出版社四、计算机网络1.教材：《计算机网络(第五版)》谢希仁电子工业出版社2.辅导书：《计算机网络知识要点与习题解析》哈尔滨工程大学出版社【篇二：《计算机网络》教学大纲】t>中文名称：计算机网络课程编号：课程类型：专业基础课学时：总学时 80（含20学时实验）学分：适用对象：计算机相关专业本科生主讲教师：孙家启使用教材：谢希仁，计算机网络教程，人民邮电出版社，2002课程教学大纲一、课程性质、目的和任务1. 本课程是计算机相关专业必修的一门专业基础课程。
密钥分配与密钥管理课件
异常情况处理机制
密钥泄露处理
一旦发现密钥泄露，立即启动应急响 应机制，撤销泄露密钥，重新分发新 密钥，并对泄露原因进行调查和处理 。
密钥失效处理
备份与恢复
定期备份密钥，并制定详细的密钥恢 复方案，以防意外情况导致密钥丢失 。
当密钥过期或因其他原因失效时，及 时通知相关用户更新或重新申请密钥 ，确保业务正常运行。
持续改进方向和目标设定
改进方向
根据风险评估结果，确定需要改进的方面，如加强密钥管理、完善审计机制等。
目标设定
明确改进的具体目标，如提高密钥的安全性、降低密钥泄露风险等。
效果评估及反馈机制
效果评估
定期对改进措施的效果进行评估，包括安全 风险发生的频率、影响程度等。
反馈机制
建立用户反馈渠道，收集用户对改进措施的 意见和建议，以便及时调整和优化。
非对称加密算法原理及实践
原理
采用公钥和私钥进行加密和解密操作，其中公钥用于加密，私钥用于解密，常见 算法包括RSA、ECC等。
实践
在通信双方未共享密钥的情况下，使用非对称加密算法进行安全通信。发送方使 用接收方的公钥加密信息，接收方使用自己的私钥解密信息。
数字签名技术应用场景
数据完整性验证
发送方使用自己的私钥对信息进行数 字签名，接收方使用发送方的公钥验 证签名的有效性，确保信息在传输过 程中未被篡改。
时效性保障
设定密钥有效期限，过期 密钥自动失效，确保密钥 在有效期内使用。
更新周期确定和执行
更新周期确定
根据密钥使用频率、重要性和安 全需求，制定合理的密钥更新周
期，如季度、半年或一年等。
定期提醒
设置定期提醒机制，提醒用户及时 更新密钥，确保密钥持续有效。
密码学密钥分配和密钥管理
1.
2.
控制矢量：该方案为每一个会话密钥都指 定了一个控制矢量。
控制矢量CV 主密钥 加密的会话密钥 会话密钥
实现算法：
杂凑函数
H h(CV )
＋
Kin K m H K out EKin [ K s ]
解密函数 加密函数
加密的会话密钥 会话密钥 结合过程 恢复过程
秘密密钥的管理
密钥由用户使用，用以保护存储在文件中的 数据，最简单的方法是不把密钥存储在系统中。 仅仅在加密、解密时才把密钥输入系统。 比如我们在DES加密算法中，要求输入56位 密钥通常有两种方法； 一种是直接输入8字节密钥，在这种情况 下，只有完全随机选择56位密钥的情况下才 能使用这种格式，因为仅有由英文字母或数字 构成的密钥太容易被穷举法破译，因为用户比 较容易记忆有意义的字母。
KDC
① K K ② ① K K
KTC
② ③
A
③
B
A
B
（a）
KTC
① K K ② ① K
KTC
K ②
A
K
B
③
A
B
（b）
会话密钥的有效期
原则上，会话密钥更换的越频繁，系统的安全性就越高。 因为这样的话，即使敌手获得了一个会话密钥，也只能解 密很少的密文。但是，会话密钥更换的太频繁，将会延迟 用户之间的交换，同时还造成网络的负担。所以，应对会 话密钥的有效期作出合理的权衡。 对于面向连接的协议，在连接还未建立或断开时，会 话密钥的有效期可以延长。而每次连接时，都应该使用新 的会话密钥。如果逻辑连接的时间长，则应定期更换会话 密钥。 对于无连接的协议（如面向业务的协议），无法决定 更换密钥的频率。为安全起见，用户每进行一次交换，都 要使用新的会话密钥。这又影响了协议本身的优势，因此 最好的办法是在一固定的周期内或对一定数目的业务使用 同一会话密钥。
密钥分配介绍
密钥分配
由于密码算法是公开的，网络的安全性就完全基于密钥的安全保护上。 因此在密码学中出现了一个重要的分支——密钥管理。
密钥管理包括：密钥的产生、分配、注入、验证和使用。本节只讨论 密 钥的分配。
密钥分配是密钥管理中最大的问题。 密钥必须通过最安全的通路进行 分配。
密钥分配 网外分配方式：派非常可靠的信使携带密钥分配给互相通信的各用户。 网内分配方式：密钥自动分配。
Kerberos密钥分配说明
3. A 向 TGS 发送三个项目： • 转发鉴别服务器 AS 发来的票据。 • 服务器 B 的名字。这表明 A 请求 B 的服务。请注意，现在 A 向 TGS 证明自己的身份并非通过键入口令（因为入侵者能够从网上截 获明文口令），而是通过转发 AS 发出的票据（只有 A 才能提取出 ）。票据是加密的，入侵者伪造不了。
Kerberos AS TGS
A
B
A
KA KTG
❖
KS ,
A, KSKSKTG源自T , B,A, KS
KS
KB
B, KAB ,
A, KAB
KAB
KB
T,
A, KAB
KAB
T+1
Kerberos密钥分配说明
1. A 用明文（包括登记的身份）向鉴别服务器 AS 表明自己的身份。
2. AS 向 A 发送用 A 的对称密钥 KA 加密的报文，这个报文包含 A 和 TGS 通信的会话密钥 KS ，以及 AS 要发送给 TGS 的票据（这个票据 是用 TGS 的对称密钥 KTG 加密的）。
• 用 KS 加密的时间戳 T 。它用来防止入侵者的重放攻击。
Kerberos密钥分配说明
4. TGS 发送两个票据，每一个都包含 A 和 B 通信的会话密钥 KAB 。给 A 的票据用 KS 加密；给 B 的票据用 B 的密钥 KB 加密。请注意，现在入 侵者不能提取 KAB ，因为不知道 KA 和 KB 。入侵者也不能重放步骤 3， 因为入侵者不能把时间戳更换为一个新的（因为不知道 KS ）。
密钥分配与密钥管理
密钥分配与密钥管理
17
5.2.1 公钥的分配
1. 公开发布
公开发布指用户将自己的公钥发给每一其他用户，或向 某一团体广播
如PGP（pretty good privacy）中采用了RSA算法，它的很多用 户都是将自己的公钥附加到消息上，然后发送到公开（公共） 区域，如因特网邮件列表
控制向量(CV) 主密钥(Km) 加密的会话密钥(Kout)
杂凑函数
杂凑函数
＋
密钥输入(Kin)
明文输入
加密函数
＋
密钥输入(Kin)
密文输入
解密函数
加密的会话密钥(Kout)
(a) 结合
密钥分配与密钥管理
控制矢量的使用方式
会话密钥(Ks)
(b) 恢复
15
首先由一杂凑函数将控制矢量压缩到与加密密钥等长，然后与 主密钥异或后作为加密会话密钥的密钥，即
公用目录表还易受到敌手的窜扰(破坏)
用户需要登录到公钥目录表中自己查找收方的公钥
密钥分配与密钥管理
20
3. 公钥管理机构
为防止用户自行对公钥目录表操作所带来的安全威胁，假定有一 个公钥管理机构来为各用户建立、维护动态的公钥目录
即由用户提出请求，公钥管理机构通过认证信道将用户所需要查 找公钥传给用户
密钥分配与密钥管理
9
5.1.4 会话密钥的有效期
会话密钥更换得越频繁，系统的安全性就越高。
因为敌手即使获得一个会话密钥，也只能获得很少的密文。
但另一方面，会话密钥更换得太频繁，又将延迟用户之间 的交换，同时还造成网络负担。
所以在决定会话密钥的有效期时，应权衡矛盾的两个方面
对面向连接的协议(如TCP)
密钥管理与分配技术
第四章 密钥管理与分配技术
10*
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4.1 密钥管理旳内容
4.1.5 密钥旳存储
密钥在多数时间处于静态，所以对密钥旳保存是密 钥管理主要内容。密钥能够作为一种整体进行保存，也 可化为部分进行保存。 密钥旳硬件存储 使用门限方案旳密钥保存 公钥在公用媒体中存储
第四章 密钥管理与分配技术
11*
56 bit 56-64 bit
64 bit 128 bit 128 bit 128 bit 128 bit ≥128 bit
第四章 密钥管理与分配技术
6*
12/13/2
4.1 密钥管理旳内容
4.1.2密钥旳生成
2.好密钥特征
真正随机、等概；
预防使用特定算法旳弱密钥；
双钥系统旳密钥更难产生，因为必须满足一定旳数学关系 ；
4.2.1 基本措施
2.网内分配密钥方式 网内分配方式是利用密码技术自动分配密钥方式。它
又可分为两种： 一种是在顾客之间直接分配密钥，即一种通信主体可向 另一种通信主体传送在一次对话中要使用旳会话密钥。 另一种是设置一种密钥分配中心（KDC-Key Distribute Center），经过KDC来分配密钥，这种措施使用得较多。
第四章 密钥管理与分配技术
3*
12/13/2
4.1 密钥管理旳内容
4.1.1 密钥旳种类
密钥旳种类多而繁杂，从一般通信网络旳应用来看可 分为如下几种： 基本密钥 会话密钥 密钥加密密钥 主机主密钥
第四章 密钥管理与分配技术
4*
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4.1 密钥管理旳内容
4.1.1 密钥旳种类
会话密钥KS 基本密钥 KP
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(培训课件)认证与密钥管理技术
认证与密钥管理技术是保障信息安全不可或缺的重要领域。在这个课件中， 我们将介绍认证与密钥管理技术的定义、种类、应用场景以及相关的挑战和 解决方案。
认证技术的种类
用户名和密码认证
传统的认证方式，用户提供用户名和密码来验 证身份。
生物特征认证
利用人体特征（如指纹、虹膜、声纹等）进行 身份验证。
认证与密钥管理技术的挑战和解决方案
1 挑战1
安全性难以保证的认证方 式。
2 挑战2
密钥管理的复杂性和安全 性风险。
3 解决方案
采用多重认证因素、加密 算法和密钥管理策略，定 期演练和更新。
双因素认证
结合两种或多种因素（如密码、指纹、验证码 等）进行身份验证，提高安全性。
数字证书认证
使用数字证书来验证身份和保证通信的完整性、 可信性。
密钥管理技术的种类
对称密钥管理
使用相同的密钥来进行加密和 解密，适用于对称加密算法。
非对称密钥管理
使用一对相关的公钥和私钥进 行加密和解密，适用于非对称 加密算法。
数字签名技术
使用私钥对数据进行签名，验 证数据的完整性和真实性。
认证与密钥管理技术的应用场景
1 网络安全
保护网络免受恶意攻击和未授权访问。
2 数据加密
确保敏感数据在传输和存储过程中的安全。
3 数字签名
4 远程访问控制
验证数据的真实性和完整性，防止数据篡改。
管理远程访问权限，确保只有授权的用户能 够访问敏感资源。
第三讲密钥分配和用户认证
• 数字证书—证实用户和公钥之间的绑定关系， 包括用户名、公开密钥其他身份信息，由证书 颁发机构对之的数字签名
证书结构
• 基于X.509的数字证书结构（ITU提出）
• • • • • • • • • • • 版本 序号 标识证书 签名算法标识（用于证书签名的算法、相关参数） 发文者 建立和签署该证书的CA的X.500名称 证书的有效期（起始时间，中止时间） 持证书人名 主体公钥信息（公钥，该公钥用于何种加密算法，相关参数） 发放者唯一标识符 主体唯一标识符 扩展 数字签字 证书所有数据散列映射后 用CA私钥加密 签名算法 相关参数
公钥基础设施PKI（Public Key Infrastructure）
• RFC2822定义 基于非对称密钥体制的用来生成、管理、存储、分配和 撤销数字证书的一套硬件、软件、人员、策略和过程 目的: 对公钥的认证，安全、方便高效获取公钥 PKI遵循X.509的标准 • 完成功能 - 为用户生成一对密钥，通过一定途径分发给用户
Seq#--服务器向客户端发
送消息中所用序列号的 起始值
Kerberos存在的问题
• 要求一个可信任的票据授权服务器连续可用 • 服务器的真实性要求在授权服务器与每一个服务器之间 保持一种信任关系 • 要求实时传输（票据时间限制） • 口令猜测—返回给用户的原始票据是用用户口令加密的 • 不具备可扩展性—密钥问题 • Kerberos是一整套解决方案，不能与其他方案结合使用
Kerberos
（3）用户从文件服务器获得服务 传送票据和认证符,服务器验证票据
（同样有票据重用和认证的问题，方法同上）
Kerberos可以抵御分布式环境下的多种攻击
• • • • 网络中无口令通信--口令只存放在Kerberos服务器上 有限有效期—每个票据,防止暴力密码分析 时间戳阻止重放攻击—每个请求以请求时刻为标记. 相互鉴别—服务器只有在拥有与票据授权服务器共享的密 钥时,才能对票据解密,获取会话密钥,用来解密用户请求. 同时服务器返回一个用相同的会话密钥加密且包含1+用户 时间戳给用户，可以判定服务器是可信的。
密码学密钥分配和密钥管理共66页68页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
密钥分配与管理ppt课件
3.2.3 证书的认证 1．拆封数字证书 2．证书链的认证 3．序列号验证 4．有效期验证 5．查询CRL 6．证书使用策略的认证
3.3 公钥基础设施简介
PKI（Public Key Infrustructure）又 称为公钥基础设施，是一种遵循既定标 准的密钥管理平台,它能够为所有网络应 用提供加密和数字签名等密码服务及所 必需的密钥和证书管理体系。 完整的 PKI 系统必须具有权威认证机 关 (CA) 、数字证书库、密钥备份及恢复 系统、证书作废系统、应用接口等基本 构成部分 , 构建PKI 也将围绕着这五大系 统来着手构建。
3.2.1 Kerberos模型的工作原理和步骤
Kerberos是为TCP/IP网络设计的基于对称密码体系的可 信第三方鉴别协议，负责在网络上进行可信仲裁及会 话密钥的分配。 Kerberos有一个所有客户和它们的秘密密钥的数据库， 对于个人用户来说，秘密密钥是一个加密口令，需要 对访问客户身份进行鉴别的服务器以及要访问此类服 务器的客户，需要用Kerberos注册其秘密密钥，由于 Kerberos知道每个人的秘密密钥，故而它能产生消息向 一个实体证实另一个实体的身份。Kerberos还能产生会 话密钥，供两个实体加密通信消息，通信完毕后销毁 会话密钥。
3.3.3 CA系统的结构
R oot C A
Policy CA
Operation C A
个人证书、代码证书、服务器证书、企业证书等
3.3.4 CA的功能
CA的主要功能包括： 1、证书颁发 2、证书更新 3、证书撤销 4、证书和证书撤销列表（CRL）的公布 5、证书状态的在线查询 6、证书认证 7、制定政策等。
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第4讲 密钥分配和用户认证-(6)联合身份管理
月17日，发布了1.1版本。 • 最初IBM，微软，VeriSign和Forum
X.509认证证书和Kerberos门票（ticket）。 WS-Security将安全特性放入一个SOAP消息的
消息头中，在应用层处理。这样协议保证了端
Systems开发的，现在协议由OasisOpen下的一个委员会开发，官方名称
事方之间交换身份验证和授权数据，尤其 的身份，标志断言包含特定的用户信息，授权断 是在身份提供者和服务提供者之间交换。 言确认用户得到授权。
•
SAML是OASIS安全服务技术委员会的一个产 品，始于2001年。其最近的主要更新发布 于2005年，但协议的增强仍在通过附加的 可选标准稳步增加。
协议定义SAML如何请求和接收断言。约束定义如 何将SAML消息交换映射成简单对象访问协议 （SOAP）交换。SAML与多个协议一起工作，包括 超文本传输协议（HTTP）、简单邮件传输协议
网络与信息安全
5
身份联合
• 身份联合：将身份管理扩展到多个安全域（包含 自主组织的内部公司单位、外部合作公司以及其 它的第三方应用和服务）
• 身份联合的目的：共享数字身份，使得用户能实 现SSO
• 联合身份管理
– 用于使得身份、身份属性和资格在多个企业和应用中可移植并支 持众多用户的协议、标准、技术
•
SAML解决的最重要的需求是网页浏览器单 点登录（SSO）。单点登录在内部网层面比 较常见，（例如使用Cookie），但将其扩
展到内部网之外则一直存在问题，并使得
（SMTP）、文件传输协议（FTP），它还支持 SOAP、BizTalk以及电子商务XML（ebXML）。结构 化信息标准促进组织（OASIS）是SAML的标准组 织。
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基于对称加密的密钥分配
简单的基于密钥分发中心的会话密钥分发机制
重放攻击
解决方案：时间戳
临时值
时间戳+临时值
Kerberos
• 是一种认证服务，支持分布式鉴别，由麻省理工学院设计 • 要解决的问题：在一个分布式的环境中，工作站的用户希 望访问分布在网络各处的服务器上的服务。
• 困难：依靠工作站鉴别不可行。 用户可能进入一个特定工作站，冒充该工作站用户； 可能改变工作站的网络地址； 可能窃听并重放。
• X509v3 extensions: • Netscape Cert Type: • SSL Client • Netscape CA Revocation Url: • • /common_bin/crl.der • Netscape Comment: • • Cernet Eastern China(North) Network Center Certificate Authority • • Signature Algorithm: md5WithRSAEncryption • 92:ad:96:f6:4e:10:fa:69:3b:1b:99:61:80:1b:4a:36:49:8f: • 0f:1e:d0:96:42:1e:10:13:52:34:2c:03:f8:43:bb:de:96:02: • bc:2d:79:7c:54:95:95:a7:60:2e:e5:c4:09:9e:96:8c:c8:c3: • 97:55:05:c8:45:5b:b8:e6:9b:87:62:91:d4:0e:f1:c5:43:93: • 36:b2:d8:5d:59:f2:6b:da:95:30:a8:d6:72:98:8a:62:9f:43: • e0:5e:d0:4b:d2:be:16:b3:f6:81:f7:7e:60:92:24:9d:80:9d: • db:ff:89:8f:36:09:df:e1:49:45:fb:db:36:04:cb:51:86:91: • c2:53
PKI的组成(1)
（1）注册机构RA 注册管理中心 认证机构与其用户或证书申请人间的交互是由被称为 注册机构(RA) 的中介机构来管理；管理； 一个认证机构可能对应了多个注册机构，而且这些注 册机构可能是分散的； 发放证书时，申请人需亲自到场 ，出具身份证明文件、交换实物标记或进行实物标记，以 便于确定申请人的身份； 的身份 注册机构本身并不发放证书，但注册机构可以确认、 批准或拒绝证书申请人，随后由认证机构给经过批准的申 请人发放证书。 接收和验证新注册人的注册信息 • 代表用户生成密钥 • 接收和授权密钥备份和恢复请求 • 接收和授权证书撤销请求
• 数字证书—证实用户和公钥之间的绑定关系， 包括用户名、公开密钥其他身份信息构
• 基于X.509的数字证书结构（ITU提出）
• • • • • • • • • • • 版本 序号 标识证书 签名算法标识（用于证书签名的算法、相关参数） 发文者 建立和签署该证书的CA的X.500名称 证书的有效期（起始时间，中止时间） 持证书人名 主体公钥信息（公钥，该公钥用于何种加密算法，相关参数） 发放者唯一标识符 主体唯一标识符 扩展 数字签字 证书所有数据散列映射后 用CA私钥加密 签名算法 相关参数
第三讲 密钥分配和用户认证
提纲
基于对称加密的密钥分配 Kerberos 基于非对称加密的密钥分配 X.509证书 公钥基础设施PKI
基于对称加密的密钥分配
密钥分发技术
传递密钥给希望交换数据的双方，不允许其他人看见密钥的方法。
可能的选择
A能够选定密钥并通过物理方法传递给B 第三方可以选定密钥并通过物理方法传递给A和B 一方用已有的旧密钥加密新密钥传递给另一方 A和B各自有一个到达第三方的加密链路，C能够在加密链路上传递密钥 给 A和 B 两种类型的密钥 会话密钥（session Key） 一次性会话使用 永久密钥（permanent Key） 用于分发会话密钥
引入票据授权服务器的意义 可以避免用户每次访问新的服务器都要输入口令。用户只需保 存第一次认证获得的票据，每次有新的请求，重用该票据直接送 给票据授权服务器。
问题：该过程如何防止重放攻击的？ 即在消息截获者可能会在AS授予的票据有效期内，利用该票据。 解决方法：需要 TGS 服务器和用户之间的认证，因此有一个会话密钥 Kc,tgs，认证符就采用会话密钥对ID,网络地址和时间加密，避免 重放
• 问题：为什么不直接采用传递口令方式?
Kerberos
•注意:口令是集中存在 Kerberos 服务器上的,不需在网络上传输
Kerberos
（2）用户向票据授权服务器请求获得该服务的票据。 用户发送请求票据授权服务器对U验证其访问许可, 返回一服务票据 . 该票据用票据服务器和文件服务器 之间的会话密钥加密.
Kerberos
• 基本思想：利用集中认证服务器实现用户对服务器的认证 和服务器对用户的认证，认证服务器提供一种票据（表示 已鉴别的令牌，是不能伪造、不能重放、已鉴别的对象） 。使用对称密钥加密体制。 版本4和版本5（RFC 4120） •
Kerberos
• 工作过程: • (1) 用户身份鉴别
Kerberos
（3）用户从文件服务器获得服务 传送票据和认证符,服务器验证票据
（同样有票据重用和认证的问题，方法同上）
Kerberos可以抵御分布式环境下的多种攻击
• • • • 网络中无口令通信--口令只存放在Kerberos服务器上 有限有效期—每个票据,防止暴力密码分析 时间戳阻止重放攻击—每个请求以请求时刻为标记. 相互鉴别—服务器只有在拥有与票据授权服务器共享的密 钥时,才能对票据解密,获取会话密钥,用来解密用户请求. 同时服务器返回一个用相同的会话密钥加密且包含1+用户 时间戳给用户，可以判定服务器是可信的。
University, OU= Cernet Northeast Network Center, CN=Certificate Authority /Email=ca_master@
• •
•
Validity:
Not Before: Oct 7 01:53:38 2000 GMT Not After : Oct 7 01:53:38 2001 GMT
- 为用户签发数字证书，发给用户 - 对用户证书有效性验证 - 对用户证书管理，包括证书的公布、撤销（黑名单）证书归档
• Public Key Infrastructure
• • • •
在PKI基础上的应用基础上的应用 – 抗抵赖 – 身份认证身份认证 – 对称密钥交换 数据加密存储
标准PKI系统结构
基于非对称加密的密钥分配
• 如何信任他人公布 的公钥 • 公钥证书 公钥+公钥所有者的 ID+可信第三方签名
广泛接受的公钥证书的 格式是X.509标准， 被应用于IP安全 SSL SET S/MIME
问题：如何验证公钥证书？为何能防止假冒攻击？
基于公钥密码的秘密密钥密钥分发
• • • • B想与A通信 使用一次性传统会话密钥Ks加密消息 E(Ks,P) 用A的公钥加密会话密钥 E(KApub,Ks) 一起发送
Kerberos版本5的交换过程
Real-用户所在域 Options-用于请求在返 回票据中设置某些标志 Times-被客户端用来请 求以下票据中的时间设 置 from 期望请求票据的 起始时间 till 期望请求票据的过期 时间 Nonce—一个随机数 Subkey-此次特定服务 会话的加密密钥
Kerberos版本5
• 版本4的不足与改进 • 技术缺陷与改进 双重加密，消息（2）和(4)中向客户端提供的票据经过了双重加密， 计算上浪费。 使用了非标准的DES加密模式传播密钥分组链接（PCBC），易受交换 密钥块攻击-提供了完整的完整性机制，使用标准CBC模式加密， 每个票据都包含一会话密钥，用于认证，同时可能在后来用来保护会 话传输的消息，同一票据又被重用来获取一个特定服务器上的服务， 存在重放会话的风险协商子会话密钥，新的访问将导致新的子会话 密钥 两个版本都容易受口令攻击，由AS发给客户端的消息包含用基于客户 口令的密钥加密过的内容，攻击者可以截获并尝试解密。
证书结构
公钥证书举例
• Certificate: • Data: • Version: 3 (0x2) • Serial Number: 46 (0x2e) • SignatureAlgorithm: md5WithRSAEncryption • Issuer: C=CN, ST=JiangSu, L=Nanjing, O=Southeast
•
• Subject: C=CN, ST=, L=Nanjing, O=Southeast Univesity, OU= Network Center, CN=Jian Gong/Email=jgong@ • Subject Public Key Info: • Public Key Algorithm: rsaEncryption • RSA Public Key: (1024 bit) • Modulus (1024 bit): • 00:d9:fd:c6:68:34:0d:67:9e:95:4b:ed:c5:76:05: • 0c:cc:49:0e:21:a6:2c:cd:85:22:62:e4:bd:72:5d: • 5e:48:65:b8:98:3b:21:b3:65:67:a8:53:cd:63:53: • 23:d9:21:37:c3:93:d7:3d:0a:69:ed:da:bf:64:a4: • 6c:bb:a4:4b:cf:46:f5:cc:72:74:54:0a:b6:e8:22: • 70:69:ca:f7:8d:5b:25:24:bd:11:67:94:dc:97:21: • ff:08:7a:50:4c:3a:ff:33:4b:5f:54:66:ea:8e:cb: • f0:b3:af:96:ce:d0:78:a4:51:3e:8c:f9:98:52:0a: • fd:ad:cb:85:b5:45:d4:14:3f • Exponent: 65537 (0x10001) •