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时间:2019-03-10
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1、练习二利用PGP实现安全通信过程【实验目的】1.理解PGP邮件加密实现安全通信的原理2.通过实验实现对邮件加密后安全通信3.学习对文件和文件夹加密的简单原理并利用工具实现对文件和文件夹加密、解密过程【实验人数】每组2人【系统环境】Windows虚拟机【实验环境】该实验采用网络结构一【实验工具】Gnupg——PGP加密及签名工具。【实验原理】一.PGP简介在现代社会里,电子邮件和网络上的文件传输已经成为生活的一部分。邮件的安全问题也就突出了,大家都知道在互联网上传输的数据是不加密的。如果用户不保护自己的信息,第
2、三者就会轻易获得用户的隐私。还有一个问题就是信息认证,如何让收信人确信邮件没有被第三者篡改,就需要使用数字签名技术。 RSA公钥体系的特点使它非常适合用来满足上述两个要求:保密性(privacy)和公证性(authentication)。PGP(PrettyGoodPrivacy),是一个基于RSA公钥加密体系的邮件加密软件,它提出了公共钥匙或不对称文件加密和数字签名。其创始人是美国的PhilZimmermann。他的创造性在于他把RSA公钥体系的方便和传统加密体系的高速结合起来,并且在数字签名和密钥认证管
3、理机制上有巧妙的设计,因此PGP成为目前几乎最流行的公钥加密软件包。PGP有以下主要功能:1.使用PGP对邮件加密,以防止非法阅读;2.能给加密的邮件追加上数字签名,从而使收信人进一步确信邮件的发送者,而事先不需要任何保密的渠道用来传递密钥;3.可以实现只签名而不加密,适用于发表公开声明时证实声明人身份,也可防止声明人抵赖,这一点在商业领域有很大的应用前景;4.能够加密文件,包括图形文件、声音文件以及其它各类文件;1.利用PGP代替Uuencode生成RADIX64(就是MIME的BASE64格式)的编码文件
4、。二.PGP的加密机制 假设甲要寄信给乙,他们互相知道对方的公钥。甲就用乙的公钥加密邮件寄出,乙收到后就可以用自己的私钥解密出甲的原文。由于别人不知道乙的私钥,所以即使是甲本人也无法解密那封信,这就解决了信件保密的问题。另一方面,由于每个人都知道乙的公钥,他们都可以给乙发信,那么乙怎么确信来信是不是甲的,这就是数字签名的必要性,用数字签名来确认发信的身份。 PGP的数字签名是利用一个叫“邮件文摘”的功能,“邮件文摘”(messagedigest),简单地讲就是对一封邮件用某种算法算出一个最能体现这封邮件特
5、征的数来,一旦邮件有任何改变这个数都会发生变化,那么这个数加上用户的名字(实际上在用户的密钥里)和日期等等,就可以作为一个签名了,确切地说PGP是用一个128位的二进制数进行为"邮件文摘"的,用来产生它的算法就是MD5。MD5的提出者是RonRirest,PGP中使用的代码是由ColinPlumb编写的MD5,MD5是一种单向散列算法,它不像校验码,是一份替代的邮件并且与原件具有同样的MD5特征值。 PGP给邮件加密和签名的过程是这样的:首先甲用自己的私钥将上述的128位值加密,附加在邮件后,再用乙的公钥将
6、整个邮件加密(要注意这里的次序,如果先加密再签名的话,别人可以将签名去掉后签上自己的签名,从而篡改了签名)。这样这份密文被乙收到以后,乙用自己的私钥将邮件解密,得到甲的原文和签名,乙的PGP也从原文计算出一个128位的特征值来和用甲的公钥解密签名所得到的数进行比较,如果符合就说明这份邮件确实是甲寄来的。这样两个安全性要求都得到了满足。 PGP还可以只签名而不加密,这适用于公开发表声明时,声明人为了证实自己的身份(在网络上只能如此了),可以用自己的私签名,这样就可以让收件人能确认发信人的身份,也可以防止发信人
7、抵赖自己的声明。这一点在商业领域有很大的应用前途,它可以防止发信人抵赖和信件被途中篡改。 为什么说PGP用的是RSA和传统加密的杂合算法呢?因为RSA算法计算量很大而且在速度上也不适合加密大量数据,所以PGP实际上用来加密的不是RSA本身,而是采用了一种叫IDEA的传统加密算法,又称为“对称加密法”。 传统加密方法就是用一个密钥加密明文,然后用同样的密钥解密。这种方法的代表是DES,这的主要缺点就是密码长度较短,且传递渠道解决不了安全性问题,不适合网络环境邮件加密需要。 IDEA是一个有专利的算法,它的
8、加(解)密速度比RSA快得多,所以实际上PGP是以一个随机生成的密钥(每次加密不一样),用IDEA算法对明文加密,然后用RSA算法对该密钥加密。这样收件人同样是用RSA解出这个随机密钥,再用IDEA解密邮件本身。这样的链式加密就做到了既有RSA体系的保密性,又有IDEA算法的快捷性。PGP加密前会对文件进行预压缩处理,PGP内核使用PKZIP算法来压缩加密前的明文。一方面对文件而言,压缩后加密产生的
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