计算机安全技术概述

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1、计算机安全技术概述目录计算机安全技术概述1一、数据加密技术21．加密的概念与基本方法22．现代加密技术4二、数字摘要技术91．数据的完整性92．数字摘要原理93．报文摘要算法MD5104．安全散列算法SHA-1115．数字摘要技术在电子商务中的应用11三、数字签名技术121．数字签名概述122．数字签名原理12四、数字证书141．数字证书142．公钥基础设施、证书机构和证书政策16五、数字信封技术18六、数字时间戳技术19一、数据加密技术在当今互联网络蓬勃发展的信息化社会，信息是人们相互联系、相互协作的主要纽带，随之而来的，如何保护信息的安全，则成了

2、一项重要的研究课题。人们普遍认为，使用加密技术是保护信息的最基本的方法，密码学技术是信息安全技术的核心，已被广泛应用到各类交互的信息中。实质上，密码学不是现代社会才出现的概念，它的起源与发展要追溯到几千年前。密码学的雏形始于古希腊人，他们与敌人作战时，在战场上需要与同伴传递书写有“战争机密”的信件，为了防止信件会落到敌人手中从而泄漏了战略机密，聪明的古希腊战士采取了将信中的内容“加密”的手段，这样，信中所显示的内容就不是真实的要表达的战略内容。这种情况下，即使战争信件被敌人获取，敌人也很难得到信件中所包含的军事机密。尽管当时的加/解密方法非常简单，但

3、是在当时没有任何计算环境的年代，依靠手工破译信中的内容也是一件很困难的事情。随着时间的演进，密码学经历了“古典密码学”、“近代密码学”和“现代密码学”几个阶段。密码学又演化出两个分支：密码编码学和密码分析学。密码编码学主要研究密码方案的设计，即寻找对信息编码的方法从而实现隐藏信息的一门学问；密码分析学主要是从攻击者的角度来看问题，研究如何破解被隐藏信息的一门学问。两个分支是既相互对立，又相互依存的科学，一方面，密码编码学研究的是隐藏信息的方法，而密码分析学研究的是破解隐藏信息的方法；另一方面，正是密码分析学技术的存在与不断进步，为了不让隐藏信息被破解

4、，密码编码学就需要研究更加完善的密码编码体制，从而促进密码编码学的发展，与此同时，新的密码体制的出现又使得攻击者需要寻找新密码分析突破点，故密码编码学也加速了密码分析学的发展。因此两者相辅相成，相互促进，正是密码编码学与密码分析学这种对立统一的关系，推动了密码学自身向前发展。1．加密的概念与基本方法（1）加密的概念加密（Encryption）就是用基于数学算法的程序和加密的密钥对信息进行编码，生成别人难以理解的符号。研究加密的科学叫密码学（Cryptography）。密码学研究信息的加密方法，以便只有接收者和发送者才能复原信息。加密的目的是对消息或信

5、息进行伪装或改变。原始的、被伪装的消息称作明文p（plaintext），也称信源m（message）；通过一个密钥k（key）和加密算法可将明文p变换成一种伪装的形式，称为密文c（ciphertext）；这种变换过程称为加密E（Encryption）。由密文c恢复出原明文p的过程称为解密D（Decryption）。密钥k的所有可能的取值范围叫做密钥空间。对明文进行加密所采用的一组规则，即加密程序的逻辑称作加密算法。消息传送后的预定对象称作接收者，他对密文进行解密时所采用的一组规则称作解密算法。加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥（key）的控制下进

6、行的，分别称作加密密钥和解密密钥。对密码系统的攻击可分为被动攻击和主动攻击两种。被动攻击是指通过窃取密文试图了解明文或者密钥的内容；主动攻击是指篡改和伪造密文，以达到修改或者伪造明文的目的。被动攻击的主要方法有：通过窃听通信信道上传输的密文，对其进行分析，破译出明文或者密钥；攻击者拥有部分密文和对应的明文，试图找出密钥；攻击者能够选择地收集到任意出现的明文以及与之对应的密文，试图破译密钥。主动攻击的主要方法有：攻击者截取通信信道上传输的密文，然后对其篡改（如添加、删除某些内容）再发送；攻击者拦截传输的密文，并向接收者发送自己伪造的密文；攻击者发送曾经

7、截取的密文，即重放以前的信息。加密系统运作的示意图如图4-2所示：发送者的原始消息称作明文，通过一个密钥使用某种算法加密后，明文变换成外人无法理解的密文；通过传输信道如计算机网络，把密文送到接收者处。接受方需要使用密钥和解密算法把密文解密，恢复出原先的明文。图4-2加密系统运作的示意图加密程序和加密算法对保护安全至关重要。在美国是由国家安全局控制加密算法的发布。有些加密算法非常重要，美国政府甚至禁止公布其细节，也禁止出口这些算法。加密消息的可破密性取决于加密所用密钥的长度，其单位是位（bit）。40bit的密钥是最低要求，更长的（如128bit）密钥

8、能提供更高程度的加密保障。如果密钥足够长的话，加密信息实际上没有密钥是无法破解的。（2）加密的方法下面介绍一