消息认证(message authentication)

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1、•认证的种类•认证的需求•认证的功能认证内容认证的种类•消息认证(MessageAuthentication)•身份认证(IdentityAuthentication)•基于身份的身份认证(ID-basedIdentityAuthentication)消息认证•目的–验证消息是否为真正的通讯双方所传送，并验证信息在传送过程中未遭受遗失、插入及篡改也就是确保信息的完整性(Integrity)•方法–消息认证码(MessageAuthenticationCode,MAC)–数字签名(DigitalSignature)–加密(Encryption)认证的功

2、能•认证的应用–AuthenticatedKeyExchange(AKE)•同时进行身份认证与密钥交换的协议–AuthenticatedEncryption•同时具备签名与加密两种功能，有确保消息完整性与身份认证的效果–电子商务上的应用，如电子付款、电子投票1.消息认证目的双方通讯时，可能面临•窃听、伪造、伪装、重放、篡改……攻击•双方如何知道消息的来源和內容是否正确、完整？1.消息认证目的•消息认证目的包括–消息內容认证–消息来源认证–可信任的通訊密钥建立消息认证（MessageAuthentication）Goal:A=>M=>B1.Guaran

3、teenomessagechanged2.Confirmthemessagesentbyspecifieduser2.如何实现消息认证•消息认证码(MessageAuthenticationCode)•发送方用双方都知道的密钥计算出MAC值，并连同消息送給接收方•接收方欲知道在消息传送的过程中，是否有被篡改，於是做以下验证：–Step1:用与发送方共享的密钥算M’的MAC值–Step2:比较算出來的MAC值是否和传送过来的MAC’一样，如果一样即通过验证MACMMACM发送方接收方Authenticator:ashortstring(value)M

4、ACappendedtoamessageMforauthenticatingthemessageSender:MM

5、

6、MACReceiver:M

7、

8、MACyes/no(authentication)Methods(Important)=>ThinkingMethod-1:MessageencryptionMethod-2:MessageauthenticationcodeMethod-3:Hashfunction(Partialproperties)如何实现消息认证1.加密实现认证——CBC-MACCBC模式…n分组消息,校验码为MAC：Cn为认

9、证码MAC。仅需对消息认证,而不需加密时,传送消息：M认证码：Cn=MAC(k,IV,M)初始向量:IV……)(xEk检验方法：验证者仅收到消息M和认证码MAC，他需要：Step2利用共享密钥使用CBC模式对M加密，将得到的最后一个密文分组与接受到的认证码MAC比较，二者一致时判定接收的明文无错；二者不一致时判定明文出错。Step1计算消息M的校验码………)(xEk如何实现消息认证1.加密–消息內容只有加密者和拥有解密密钥者才知道，确保消息的秘密性。–如果明文內容中有可辨别的信息，则可确认消息的正确性1)对称加密系统–优点：计算速度快–缺点：事先必須

10、分享好共同密钥2)公钥加密系统–优点：不需要事先必須分享好共同密钥–缺点：计算速度慢，需要认证公钥来源的正确性如何实现消息认证2.数字信封–结合对称加密系统和公钥加密系统–利用对称加密系统计算量较少优点來加密消息–利用公钥加密系统來加密对称密钥，所以不必事先分享好密钥。如何实现消息认证3.数字签名–消息来源认证–消息不可否否认性–消息的完整性–但计算量大4.hash函数构造—消息认证码(MessageAuthenticationCode,MAC)较简单的方法是利用具密钥的杂凑函数(KeyedHashFunction)产生MAC.可以实现消息认证(Me

11、ssageAuthentication)或完整性(Integrity)如何实现消息认证认证的种类–消息认证•以MAC為例–M为发送方要发送给接收方的信息–K为发送方与接收方事先分享的密钥–MAC的输入为M与K，输出为digest(只有拥有K的人才能計算出digest)–接收方可以利用MAC，对收到的M’或digest’做验证，以确保消息的完整性MessageEncryptionmessageencryptionbyitselfalsoprovidesameasureofauthenticationifsymmetricencryptionisused

12、then:receiverknowsendermusthavecreateditsinceonlysende