网络安全协议的密码学知识ppt

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1、Internet中与安全相关的协议IPSec协议主要介绍密码学的相关知识，理解密码学在安全协议中的作用。3.1安全协议与密码学的关系3.2密码算法3.3利用密码算法建立安全信道(重点)3.4数字签名(重点)安全性——数据安全性、通信安全性、信息安全性等——就像一条链子，整个系统的安全性由最脆弱的连接的安全性所决定。因此链子上每一处都必须安全，才能保证整个链子的安全：加密算法、协议、密钥管理、使用规范等，任何一环出了问题，都会危及整个链子。除了提供对消息的保护外，密码学在网络安全中通常还有其它的作用：认证：消息的接收者应该能够确

2、认消息的来源；入侵者不可能伪装成他人。完整性：消息的接收者应该能够验证在传送过程中消息没有被修改；入侵者不可能用假消息代替合法消息。抗抵赖：发送者事后不可能虚假地否认他发送的消息。密钥用K表示。K可以是很多种数值里的任意值。密钥K的可能值的范围叫做密钥空间。加密和解密运算都使用这个密钥(即运算都依赖于密钥，并用K作为下标表示)，这样，加/解密函数现在变成：对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发

3、送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分(1)明文：原始信息。(2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。(3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。(4)密文：对明文进行变换的结果。(5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。非对称密码术也被称作公钥密码术，其思想是由W．Diffie和Hellman在1976年提出的。不同于以往的加密技术，非对称密码术是建立在数学函数基础上的，而不是建立在

4、位方式的操作上的。更重要的是，与只使用单一密钥的传统加密技术相比，它在加/解密时，分别使用了两个不同的密钥：一个可对外界公开，称为“公钥”；一个只有所有者知道，称为“私钥”。公钥和私钥之间具有紧密联系，用公钥加密的信息只能用相应的私钥解密，反之亦然。其加密算法有如下特性：EK1(M)=CDK2(C)=MDK2(EK1(M))=M其中，M表示消息；k1表示公匙；k2表示私匙；C是加密后的消息；E是加密函数；D为解密函数。加解密的过程为：(1)A查找B的公钥。因为公钥的公开不会影响到通信的保密性，B可以将自己的公钥公布在公共数据库

5、，由其它人取用，或以普通电子邮件等方式通过非安全信道发送给A。(2)A采用公钥加密算法以B的公钥作为加密密钥对原始信息进行加密。(3)A通过非安全信道将密文发送给B。(4)B收到密文后，使用自己持有的私钥对其解密，还原出明文。(1)通信双方事先不需要通过保密信道交换密钥。(2)密钥持有量大大减少。(3)非对称密码技术还提供了对称密码技术无法或很难提供的服务：如与Hash函数联合运用可组成数字签名，可证明的安全伪随机数发生器的构造，零知识证明等。使用非对称密码技术的主要缺点是：加／解密速度慢、耗用资源大。Hash算法也称Hash

6、函数，Hash函数具有名称多样性，最常用的是哈希函数、散列函数、消息摘要函数、单项函数、压缩函数、缩短函数等等。在计算机安全系统中广泛用于数字签名、消息的完整性认证、消息的起源认证等。(1)H能够应用到大小不一的数据上。(2)H能够生成大小固定的输出。(3)对于任意给定的x，H(x)的计算相对简单。(4)对于任意给定的代码h，要发现满足H(x)＝h的x在计算上是不可行的。(5)对于任意给定的块x，要发现满足H(y)＝H(x)而y=x在计算上是不可行的。(6)要发现满足H(X)=H(y)的(X，y)对在计算上是不可行的。一次一密

7、乱码本本质上是一个大的不重复的真随机密钥字母集，这个密钥字母集可以被写在几张纸上，并一起粘成一个乱码本。每个密钥仅对一个消息使用一次。发方对所发的消息加密，然后销毁乱码本中用过的一页或用过的磁带部分。收方有一个同样的乱码本，并依次使用乱码本上的每个密钥去解密密文的每个字符。如果消息是：ONETIMEPAD，而取自乱码本的密钥序列是TBFRGFARFM，那么密文就是IPKLPSFHGQ，因为O+Tmod26=IN+Bmod26=PE+Fmod26=K等等。由于每一密钥序列都是等概的（记住，密钥是以随机方式产生的），敌方没有任何信

8、息用来对密文进行密码分析，密钥序列也可能是：POYYAEAAZX解密出来是：SALMONEGGS或密钥序列为：BXFGBMTMXM解密出来的明文为：GREENFLUID值得重申的是：由于明文消息是等概的，所以密码分析者没有办法确定哪一明文消息是正确的。3.3.1对称密码技术A