物理安全與身份認(rèn)證

回顧在第2講，主要介紹了密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識、密碼與密碼學(xué)的分類、古典替換密碼、對稱密鑰密碼、公開密鑰密碼、數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES、高級加密標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范AES，另外還介紹了消息認(rèn)證、散列函數(shù)與數(shù)字簽名等。提問1.數(shù)據(jù)安全研究的內(nèi)容主要包括哪些？數(shù)據(jù)的機密性、完整性、不可否認(rèn)性以及身份識別等。2.開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型分為哪幾層？物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。3.對稱密鑰密碼與非對稱密鑰密碼的區(qū)別是什么？對稱密鑰密碼是指加密過程和解密過程使用同一個密鑰來完成，而后者使用兩個不同的密鑰來完成。4.如何驗證兩個文檔的內(nèi)容是完全相同的？對兩個文檔分別進行散列函數(shù)的求值。第3章物理安全技術(shù)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解物理安全的定義、目的和內(nèi)容掌握計算機房場地環(huán)境的安全要求掌握電源安全技術(shù)的實現(xiàn)方法掌握電磁防護的常用方法

了解容錯與容災(zāi)的相關(guān)知識3.1物理安全技術(shù)概述

物理安全又叫實體安全（PhysicalSecurity），是保護計算機設(shè)備、設(shè)施（網(wǎng)絡(luò)及通信線路）免遭地震、水災(zāi)、火災(zāi)、有害氣體和其他環(huán)境事故（如電磁污染等）破壞的措施和過程。3.1.1引言物理安全技術(shù)主要是指對計算機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的環(huán)境、場地、設(shè)備和通信線路等采取的安全技術(shù)措施。物理安全技術(shù)實施的目的是保護計算機及通信線路免遭水、火、有害氣體和其他不利因素(人為失誤、犯罪行為)的損壞。3.1物理安全技術(shù)概述

影響計算機網(wǎng)絡(luò)實體安全的主要因素如下：1）計算機及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身存在的脆弱性因素。2）各種自然災(zāi)害導(dǎo)致的安全問題。3）由于人為的錯誤操作及各種計算機犯罪導(dǎo)致的安全問題。3.1.2影響物理安全的因素

物理安全包括：環(huán)境安全、電源系統(tǒng)安全、設(shè)備安全和通信線路安全。3.1物理安全技術(shù)概述

3.1.3物理安全的內(nèi)容

1)環(huán)境安全：應(yīng)具備消防報警、安全照明、不間斷供電、溫濕度控制系統(tǒng)和防盜報警。2)電源系統(tǒng)安全：電源安全主要包括電力能源供應(yīng)、輸電線路安全、保持電源的穩(wěn)定性等。3)設(shè)備安全：要保證硬件設(shè)備隨時處于良好的工作狀態(tài)，建立健全使用管理規(guī)章制度，建立設(shè)備運行日志。同時要注意保護存儲媒體的安全性，包括存儲媒體自身和數(shù)據(jù)的安全。4)通信線路安全：包括防止電磁信息的泄漏、線路截獲，以及抗電磁干擾。物理安全包括以下主要內(nèi)容:1）計算機機房的場地、環(huán)境及各種因素對計算機設(shè)備的影響。2）計算機機房的安全技術(shù)要求。3）計算機的實體訪問控制。4）計算機設(shè)備及場地的防火與防水。5）計算機系統(tǒng)的靜電防護。6）計算機設(shè)備及軟件、數(shù)據(jù)的防盜防破壞措施。7）計算機中重要信息的磁介質(zhì)的處理、存儲和處理手續(xù)的有關(guān)問題。

3.1物理安全技術(shù)概述

3.1.3物理安全的內(nèi)容(續(xù))3.1物理安全技術(shù)概述

3.1.4物理安全涉及的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）GB/T2887-2000

《電子計算機場地通用規(guī)范》

（2）GB/T9361-1988

《計算站場地安全要求》

（3）GB/T14715-1993

《信息技術(shù)設(shè)備用UPS通用技術(shù)條件》

（4）GB50174-1993

《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》

計算機機房建設(shè)至少應(yīng)遵循國標(biāo)GB/T2887-2000和GB/T9361-1988，滿足防火、防磁、防水、防盜、防電擊、防蟲害等要求，并配備相應(yīng)的設(shè)備。3.2環(huán)境安全技術(shù)

安全保衛(wèi)技術(shù)是環(huán)境安全技術(shù)的重要一環(huán)，主要的安全技術(shù)措施包括：防盜報警、實時監(jiān)控、安全門禁等。

計算機機房的溫度、濕度等環(huán)境條件保持技術(shù)可以通過加裝通風(fēng)設(shè)備、排煙設(shè)備、專業(yè)空調(diào)設(shè)備來實現(xiàn)。

計算機機房的用電安全技術(shù)主要包括不同用途電源分離技術(shù)、電源和設(shè)備有效接地技術(shù)、電源過載保護技術(shù)和防雷擊技術(shù)等。

計算機機房安全管理技術(shù)是指制定嚴(yán)格的計算機機房工作管理制度，并要求所有進入機房的人員嚴(yán)格遵守管理制度，將制度落到實處。表3-1計算機機房安全要求(十：要求，—：有要求或增加要求)3.2環(huán)境安全技術(shù)

安全類別A類機房B類機房C類機房場地選擇--

防火---內(nèi)部裝修+-

供配電系統(tǒng)+--空調(diào)系統(tǒng)+--火災(zāi)報警和消防設(shè)施+--防水+-

防靜電+-

防雷擊+-

防鼠害+-

防電磁泄漏--

場地選擇--

3.2環(huán)境安全技術(shù)

3.2.1機房安全要求如何減少無關(guān)人員進入機房的機會是計算機機房設(shè)計時首先要考慮的問題。

計算機機房最好不要安排在底層或頂層，這是因為底層一般較潮濕，而頂層有漏雨、穿窗而入的危險。在較大的樓層內(nèi)，計算機機房應(yīng)靠近樓梯的一邊。外來人員進入辦理相關(guān)手續(xù)。

計算機機房所在建筑物的結(jié)構(gòu)安全。3.2環(huán)境安全技術(shù)

3.2.2機房防盜要求

視頻監(jiān)視系統(tǒng)是一種更為可靠的防盜設(shè)備，能對計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外圍環(huán)境、操作環(huán)境進行實時全程監(jiān)控。對重要的機房，還應(yīng)采取特別的防盜措施，如值班守衛(wèi)、出入口安裝金屬探測裝置等。

在需要保護的重要設(shè)備、存儲媒體和硬件上貼上特殊標(biāo)簽（如磁性標(biāo)簽），當(dāng)有人非法攜帶這些重要設(shè)備或物品外出時，檢測器就會發(fā)出報警信號。

將每臺重要的設(shè)備通過光纖電纜串接起來，并使光束沿光纖傳輸，如果光束傳輸受阻，則自動報警。

3.2環(huán)境安全技術(shù)

3.2.3機房三度要求

溫度、濕度和潔凈度并稱為三度，為保證計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運行，對機房內(nèi)的三度都有明確的要求。為使機房內(nèi)的三度達到規(guī)定的要求，空調(diào)系統(tǒng)、去濕機、除塵器是必不可少的設(shè)備。重要的計算機系統(tǒng)安放處還應(yīng)配備專用的空調(diào)系統(tǒng)，它比公用的空調(diào)系統(tǒng)在加濕、除塵等方面有更高的要求。溫度：機房溫度一般應(yīng)控制在18～28℃

濕度：相對濕度一般控制在40％～65％為宜

潔凈度：塵埃顆粒直徑<0.5μm，含塵量<3500顆/升3.2環(huán)境安全技術(shù)

3.2.4防火與防水要求

計算機機房的火災(zāi)一般是由電氣原因、人為事故或外部火災(zāi)蔓延引起的。

計算機機房的水災(zāi)一般是由機房內(nèi)有滲水、漏水等原因引起的。

為避免火災(zāi)、水災(zāi)，應(yīng)采取如下具體措施:

（1）隔離

（2）火災(zāi)報警系統(tǒng)

（3）滅火設(shè)施

(4）管理措施

3.3電源系統(tǒng)安全技術(shù)

3.3.1供電系統(tǒng)安全

電源是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的命脈，電源系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運行的先決條件。電源系統(tǒng)電壓的波動、浪涌電流和突然斷電等意外情況的發(fā)生還可能引起計算機系統(tǒng)存儲信息的丟失、存儲設(shè)備的損壞等情況的發(fā)生，電源系統(tǒng)的安全是計算機系統(tǒng)物理安全的一個重要組成部分。

GB/T2887-2000將供電方式分為三類:一類供電：需要建立不間斷供電系統(tǒng)。二類供電：需要建立帶備用的供電系統(tǒng)。三類供電：按一般用戶供電考慮。3.3電源系統(tǒng)安全技術(shù)

3.3.2防靜電措施

不同物體間的相互摩擦、接觸會產(chǎn)生能量不大但電壓非常高的靜電。如果靜電不能及時釋放，就可能產(chǎn)生火花，容易造成火災(zāi)或損壞芯片等意外事故。計算機系統(tǒng)的CPU、ROM、RAM等關(guān)鍵部件大都采用MOS工藝的大規(guī)模集成電路，對靜電極為敏感，容易因靜電而損壞。

機房的內(nèi)裝修材料一般應(yīng)避免使用掛毯、地毯等吸塵、容易產(chǎn)生靜電的材料，而應(yīng)采用乙烯材料。為了防靜電，機房一般要安裝防靜電地板。

機房內(nèi)應(yīng)保持一定濕度，特別是在干燥季節(jié)應(yīng)適當(dāng)增加空氣濕度，以免因干燥而產(chǎn)生靜電。

3.3電源系統(tǒng)安全技術(shù)

3.3.3接地與防雷要求

接地與防雷是保護計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工作場所安全的重要安全措施。接地是指整個計算機系統(tǒng)中各處電位均以大地電位為零參考電位。接地可以為計算機系統(tǒng)的數(shù)字電路提供一個穩(wěn)定的0V參考電位，從而可以保證設(shè)備和人身的安全，同時也是防止電磁信息泄漏的有效手段。

要求良好接地的設(shè)備有：各種計算機外圍設(shè)備、多相位變壓器的中性線、電纜外套管、電子報警系統(tǒng)、隔離變壓器、電源和信號濾波器、通信設(shè)備等。

計算機房的接地系統(tǒng)要按計算機系統(tǒng)本身和場地的各種地線系統(tǒng)的設(shè)計要求進行具體實施。

3.4電磁防護與設(shè)備安全技術(shù)

3.4.1硬件設(shè)備的維護和管理

1．硬件設(shè)備的使用管理

1）要根據(jù)硬件設(shè)備的具體配置情況，制定切實可行的硬件設(shè)備的操作使用規(guī)程，并嚴(yán)格按操作規(guī)程進行操作。

2）建立設(shè)備使用情況日志，并嚴(yán)格登記使用過程的情況。

3）建立硬件設(shè)備故障情況登記表，詳細(xì)記錄故障性質(zhì)和修復(fù)情況。

4）堅持對設(shè)備進行例行維護和保養(yǎng)，并指定專人負(fù)責(zé)。

2．常用硬件設(shè)備的維護和保養(yǎng)

定期檢查供電系統(tǒng)的各種保護裝置及地線是否正常。

對設(shè)備的物理訪問權(quán)限限制在最小范圍內(nèi)。3.4電磁防護與設(shè)備安全技術(shù)

3.4.2電磁兼容和電磁輻射的防護

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種設(shè)備都屬于電子設(shè)備，在工作時都不可避免地會向外輻射電磁波，同時也會受到其他電子設(shè)備的電磁波干擾，當(dāng)電磁干擾達到一定的程度就會影響設(shè)備的正常工作。這就是電磁輻射泄密的危險。

電磁輻射防護的措施：(1)一類是對傳導(dǎo)發(fā)射的防護，主要采取對電源線和信號線加裝性能良好的濾波器，減小傳輸阻抗和導(dǎo)線間的交叉耦合；(2)對輻射的防護可分為：1)采用各種電磁屏蔽措施，如對設(shè)備的金屬屏蔽和各種接插件的屏蔽，同時對機房的下水管、暖氣管和金屬門窗進行屏蔽和隔離；2)干擾的防護措施，即在計算機系統(tǒng)工作的同時，利用干擾裝置產(chǎn)生一種與計算機系統(tǒng)輻射相關(guān)的偽噪聲向空間輻射來掩蓋計算機系統(tǒng)的工作頻率和信息特征。

3.4電磁防護與設(shè)備安全技術(shù)

3.4.3信息存儲媒體的安全管理

計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息要存儲在某種媒體上，常用的存儲媒體有：硬盤、磁盤、磁帶、打印紙、光盤等。

1）存放有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的磁盤、磁帶或光盤，必須注意防磁、防潮、防火、防盜。2）對硬盤上的數(shù)據(jù)，要建立有效的級別、權(quán)限，并嚴(yán)格管理，必要時要對數(shù)據(jù)進行加密，以確保硬盤數(shù)據(jù)的安全。3）存放業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的磁盤、磁帶或光盤，管理必須落實到人，并分類建立登記簿。4）對存放有重要信息的磁盤、磁帶、光盤，要備份兩份并分兩處保管。5）打印有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的打印紙，要視同檔案進行管理，6）凡超過數(shù)據(jù)保存期的磁盤、磁帶、光盤，必須經(jīng)過特殊的數(shù)據(jù)清除處理，視同空白磁盤、磁帶、光盤。7）凡不能正常記錄數(shù)據(jù)的磁盤、磁帶、光盤，必須經(jīng)過測試確認(rèn)后銷毀。8）對需要長期保存的有效數(shù)據(jù)，應(yīng)在磁盤、磁帶、光盤的質(zhì)量保證期內(nèi)進行轉(zhuǎn)儲，轉(zhuǎn)儲時應(yīng)確保內(nèi)容正確。

3.5容錯與容災(zāi)

為了保證系統(tǒng)的可靠性，人們總結(jié)出了三條途徑：避錯、糾錯、容錯。容錯是第三條途徑，其基本思想是即使出現(xiàn)了錯誤，系統(tǒng)也可以執(zhí)行一組規(guī)定的程序，讓系統(tǒng)具有抵抗錯誤帶來的能力。

容錯系統(tǒng)可以分為五種類型：高可用度系統(tǒng)、長壽命系統(tǒng)、延遲維修系統(tǒng)、高性能系統(tǒng)、關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)。常用的數(shù)據(jù)容錯技術(shù)主要有以下四種：空閑設(shè)備：就是備份兩套相同的部件。鏡像：把一份工作交給兩個相同的部件同時執(zhí)行。復(fù)現(xiàn)：延遲鏡像。負(fù)載均衡：將一個任務(wù)分解成多個子任務(wù)分配給不同的服務(wù)器執(zhí)行。

3.5.1容錯3.5容錯與容災(zāi)

容災(zāi)的真正含義是對偶然事故的預(yù)防和恢復(fù)。

對付災(zāi)難的解決方案有兩類：一是對服務(wù)的維護和恢復(fù)，二是保護或恢復(fù)丟失的、被破壞的或被刪除的信息。采用災(zāi)難恢復(fù)的策略主要包括以下的內(nèi)容：（1）做最壞的打算。（2）充分利用現(xiàn)有的資源。（3）既重視災(zāi)后恢復(fù)也注意災(zāi)前措施。

3.5.2容災(zāi)

23

第4章身份認(rèn)證的主要內(nèi)容身份認(rèn)證Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKIX.509認(rèn)證業(yè)務(wù)

23

24

1、身份認(rèn)證概述

身份認(rèn)證又稱作識別(Identification)、實體認(rèn)證(EntityAuthentication)、身份證實(IdentityVerification)等。它與消息認(rèn)證的區(qū)別在于：身份認(rèn)證一般都是實時的，而消息認(rèn)證本身不提供時間性；另一方面，身份認(rèn)證通常證實身份本身，而消息認(rèn)證除了認(rèn)證消息的合法性和完整性外，還要知道消息的含義。

24

25

1）身份證明系統(tǒng)組成一方是出示證件的人，稱作示證者P（Prover），提出某種要求；另一方為驗證者V（Verifier），檢驗示證者提出的證件的正確性和合法性，決定是否滿足其要求；第三方是攻擊者，可以竊聽和偽裝示證者，騙取驗證者的信任。認(rèn)證系統(tǒng)在必要時也會有第四方，即可信賴者參與調(diào)解糾紛。此類技術(shù)為身份證明技術(shù)。1、身份認(rèn)證概述

25

26

（1）驗證者正確識別合法示證者的概率極大化。（2）不具可傳遞性，驗證者B不可能重用示證者A提供給他的信息來偽裝示證者A，而成功地騙取其他人的驗證，從而得到信任。（3）攻擊者偽裝示證者欺騙驗證者成功的概率要小到可以忽略的程度，特別是要能抗擊已知密文攻擊，即能抗攻擊者在截獲到示證者和驗證者多次（多次式表示）通信下偽裝示證者欺騙驗證者。1、身份認(rèn)證概述2）對身份證明系統(tǒng)的要求

26

27

（4）計算有效性，為實現(xiàn)身份證明所需的計算量要小。（5）通信有效性，為實現(xiàn)身份證明所需通信次數(shù)和數(shù)據(jù)量要小。（6）秘密參數(shù)能安全存儲。（7）交互識別，有些應(yīng)用中要求雙方能互相進行身份認(rèn)證。（8）第三方的實時參與，如在線公鑰檢索服務(wù)。（9）第三方的可信賴性。（10）可證明安全性。1、身份認(rèn)證概述

27

28

3）身份證明分兩大類（1）身份證實即只對個人身份進行肯定或否定。一般方法是輸入個人信息，經(jīng)運算所得的結(jié)果與從卡上或庫中存的信息經(jīng)公式和算法運算所得結(jié)果進行比較，得出結(jié)論。（2）身份識別一般方法是輸入個人信息，經(jīng)處理提取成模板信息、試著在存儲數(shù)據(jù)庫中搜索找出一個與之匹配的模板，而后給出結(jié)論。1、身份認(rèn)證概述

28

29

4）實現(xiàn)身份證明的基本途徑所有（Possesses）所知（Knowledge）個人特征（characteristics）

所知。個人所知道的或所掌握的知識，如密碼、口令等。所有。個人所具有的東西，如身份證、護照、信用卡、鑰匙等。個人特征。身份證明的基本途徑：指紋、筆跡、聲紋、手型、臉型、血型、視網(wǎng)膜、虹膜、DNA以及個人一些動作方面的特征等。

根據(jù)安全水平、系統(tǒng)通過率、用戶可接受性、成本等因素，可以選擇適當(dāng)?shù)慕M合設(shè)計實現(xiàn)一個自動化身份證明系統(tǒng)。1、身份認(rèn)證概述

29

30

口令認(rèn)證：最簡單、最普遍的身份識別技術(shù)，如：各類系統(tǒng)的登錄等口令具有共享秘密的屬性，口令有時由用戶選擇，有時由系統(tǒng)分配。通常情況下，用戶先輸入某種標(biāo)志信息，比如用戶名和ID號，然后系統(tǒng)詢問用戶口令，若口令與用戶文件中的相匹配，用戶即可進入訪問?？诹钣卸喾N，如一次性口令；還有基于時間的口令。1、身份認(rèn)證----口令認(rèn)證

30

31

這種方法的缺點是：1、安全性僅僅基于用戶口令的保密性，而用戶口令一般較短且容易猜測，因此這種方案不能抵御口令猜測攻擊。2、大多數(shù)系統(tǒng)的口令是明文傳送到驗證服務(wù)器的，容易被截獲。3、口令維護的成本較高。為保證安全性口令應(yīng)當(dāng)經(jīng)常更換。為避免對口令的字典攻擊，口令應(yīng)當(dāng)保證一定的長度，并且盡量采用隨機的字符。但缺點是難于記憶。4、口令容易在輸入時被攻擊者偷窺，且用戶無法及時發(fā)現(xiàn)。1、身份認(rèn)證----口令認(rèn)證

31

32

網(wǎng)絡(luò)通過用戶擁有什么東西來識別的方法，一般是用智能卡或其它特殊形式的標(biāo)志，這類標(biāo)志可以從連接到計算機上的讀取器讀出來。訪問不但需要口令，也需要使用物理智能卡。智能卡技術(shù)將成為用戶接入和用戶身份認(rèn)證等安全要求的首選技術(shù)。用戶將從持有認(rèn)證執(zhí)照的可信發(fā)行者手里取得智能卡安全設(shè)備，也可從其他公共密鑰密碼安全方案發(fā)行者那里獲得。這樣智能卡的讀取器必將成為用戶接入和認(rèn)證安全解決方案的一個關(guān)鍵部分。1、身份認(rèn)證----智能卡

32

33

IC卡基本原理1、身份認(rèn)證----智能卡

33

34

IC卡操作系統(tǒng)的典型模塊結(jié)構(gòu)IC卡接口設(shè)備1、身份認(rèn)證----智能卡

34

35

IC卡認(rèn)證是IC卡和應(yīng)用終端之間通過相應(yīng)的認(rèn)證過程來相互確認(rèn)合法性，目的在于防止偽造應(yīng)用終端及相應(yīng)的IC卡。它一般有三種認(rèn)證方式：內(nèi)部認(rèn)證(InternalAuthentication)：

應(yīng)用終端驗證IC卡的合法性；

外部認(rèn)證(ExternalAuthentication)：

IC卡驗證應(yīng)用終端的合法性；相互認(rèn)證(MutualAuthentication)：

IC卡和應(yīng)用終端相互驗證合法性。

1、身份認(rèn)證----智能卡

35

36

IC卡認(rèn)證實例1、身份認(rèn)證----智能卡

36

37

目前已有的設(shè)備包括：視網(wǎng)膜掃描儀、聲音驗證設(shè)備、手型識別器等。安全性高。例如：系統(tǒng)中存儲了他的指紋，他接入網(wǎng)絡(luò)時，就必須在連接到網(wǎng)絡(luò)的電子指紋機上提供他的指紋（這就防止他以假的指紋或其它電子信息欺騙系統(tǒng)），只有指紋相符才允許他訪問系統(tǒng)。更普通的是通過視網(wǎng)膜膜血管分布圖來識別，原理與指紋識別相同，聲波紋識別也是商業(yè)系統(tǒng)采用的一種識別方式。1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證

37

38

在安全性要求較高的系統(tǒng)，由護字符和持證等所提供的安全保障不夠完善。護字符可能被泄露，證件可能丟失或被偽造。更高級的身份驗證是根據(jù)被授權(quán)用戶的個人特征來進行的確證，它是一種可信度高而又難以偽造的驗證方法，這種方法在刑事案件偵破中早就采用了。指紋驗證語音驗證視網(wǎng)膜圖樣驗證臉型驗證

1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證

38

39

1）指紋驗證弓型紋箕型紋斗型紋傷殘紋指紋分類與特征1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證

39

40

指紋圖象采集儀圖象輸入通道指紋細(xì)節(jié)匹配認(rèn)證結(jié)果指紋自動識別系統(tǒng)主要部分指紋識別系統(tǒng)利用人類指紋的特性，通過特殊的光電掃描和計算機圖像處理技術(shù)，對活體指紋進行采集、分析和比對，自動、迅速、準(zhǔn)確地認(rèn)證出個人身份。自動指紋認(rèn)證的過程是按照用戶和姓名等信息將其存在指紋數(shù)據(jù)庫中的模板指紋調(diào)出來，然后再用用戶輸入的指紋與該模板的指紋相匹配，以確定這兩幅指紋是否出于同一幅指紋。1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證

40

41

每個人的說話聲音都各有其特點，人對于語音的識別能力是很強的，即使在強干擾下、也能分辨出某個熟人的話音。在軍事和商業(yè)通信中常?？柯爩Ψ降恼Z音實現(xiàn)個人身份認(rèn)證。例如，可將由每個人講的一個短語所分析出來的全部特征參數(shù)存儲起來，如果每個人的參數(shù)都不完全相同就可實現(xiàn)身份認(rèn)證。這種存儲的語音稱作為語音聲紋(Voice-print)。電話和計算機的盜用是相當(dāng)嚴(yán)重的問題，語音聲紋識別技術(shù)可用于防止黑客進入語音函件和電話服務(wù)系統(tǒng)。1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證2）語音驗證

41

42

人的視網(wǎng)膜血管（即視網(wǎng)膜脈絡(luò)）的圖樣具有良好的個人特征。這種識別系統(tǒng)已在研制中；其基本方法是利用光學(xué)和電子儀器將視網(wǎng)膜血管圖樣記錄下來，一個視網(wǎng)膜血管的圖樣可壓縮為小于35字節(jié)的數(shù)字信息?？筛鶕?jù)對圖樣的節(jié)點和分支的檢測結(jié)果進行分類識別。被識別人必須合作允許采樣。研究表明，識別驗證的效果相當(dāng)好。如果注冊人數(shù)小于200萬時，錯誤率為0，所需時間為秒級，在要求可靠性高的場合可以發(fā)揮作用，已在軍事和銀行系統(tǒng)中采用，其成本比較高。1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證3）視網(wǎng)膜圖樣驗證

42

43

利用圖像識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和紅外掃描探測，對人臉的“熱點”進行采樣、處理和提取圖樣信息。通過臉型自動驗證系統(tǒng)進行身份認(rèn)證。將用于銀行等的身份識別系統(tǒng)中。也可將面部識別系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中其軟件開發(fā)，與其它信息系統(tǒng)的軟件集成，作為金融、接入控制、電話會議、安全監(jiān)視、護照管理、社會福利發(fā)放等系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證4）臉型驗證

43

44

2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述一、Kerberos簡介

Kerberos：希臘神話“三個頭的狗——地獄之門守護者”有三個功能：身份認(rèn)證、記賬、審核。Kerberos針對分布式環(huán)境，一些工作站可能安裝于不安全場所，而且用戶也并非是完全可信的?？蛻粼诘卿洉r，需要認(rèn)證。用戶必須獲得由認(rèn)證服務(wù)器發(fā)行的許可證，才能使用目標(biāo)服務(wù)器上的服務(wù)。許可證提供被認(rèn)證的用戶訪問一個服務(wù)時所需的授權(quán)資格。所有客戶和服務(wù)器間的會話都是暫時的。

44

45

1、Kerberos的產(chǎn)生背景用戶需要從多臺計算機得到服務(wù)，控制訪問的方法有三種：a)認(rèn)證工作由用戶登錄的計算機來管理，服務(wù)程序不負(fù)責(zé)認(rèn)證，這對于封閉式網(wǎng)絡(luò)是可行的方案。b)收到服務(wù)請求時，對發(fā)來請求的主機進行認(rèn)證，對每臺認(rèn)證過的主機的用戶不進行認(rèn)證。每個服務(wù)選擇自己信任的計算機，在認(rèn)證時檢查主機地址來實現(xiàn)認(rèn)證。c)在開放式系統(tǒng)中，主機不能控制登錄它的每一個用戶，另外還有來自系統(tǒng)外部的假冒等情況發(fā)生，以上兩種方法都不能保證用戶身份的真實性，必須對每一個服務(wù)請求，都要認(rèn)證用戶的身份。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述

45

46

開放式系統(tǒng)的認(rèn)證的要求：1)安全性：沒有攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。2)可靠性：認(rèn)證服務(wù)是其他服務(wù)的基礎(chǔ)，要可靠，不能癱瘓。3)透明性：用戶覺察不到認(rèn)證服務(wù)，只是輸入口令。4)可擴展性：支持加入更多的服務(wù)器。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述

46

47

2、什么是KerberosKerberos是網(wǎng)絡(luò)通信提供可信第三方服務(wù)的面向開放系統(tǒng)的認(rèn)證機制。每當(dāng)用戶C申請得到某服務(wù)程序S的服務(wù)時，用戶和服務(wù)程序會首先向Kerberos要求認(rèn)證對方的身份，認(rèn)證建立在用戶和服務(wù)程序?qū)erberos信任基礎(chǔ)上。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述KerberosClientServer認(rèn)證雙方與Kerberos的關(guān)系

47

48

在申請認(rèn)證時，C和S都是Kerberos認(rèn)證服務(wù)的用戶，為了和其它服務(wù)的用戶區(qū)別，Kerberos用戶統(tǒng)稱為當(dāng)事人(principle)，principle可以是用戶或者某項服務(wù)，當(dāng)用戶登錄到工作站時，Kerberos對用戶進行初始認(rèn)證，此后用戶可以在整個登錄時間得到相應(yīng)的服務(wù)。Kerberos不依賴用戶的終端或請求服務(wù)的安全機制，認(rèn)證工作由認(rèn)證服務(wù)器完成。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述

48

49

Kerberos保存當(dāng)事人及其密鑰的數(shù)據(jù)庫。共享密鑰只被當(dāng)事人和Kerberos知道，當(dāng)事人在登記時與Kerberos商定。使用共享密鑰，Kerberos可以創(chuàng)建消息使一個當(dāng)事人相信另一個當(dāng)事人的真實性。Kerberos還產(chǎn)生一種臨時密鑰(對話密鑰)，通信雙方用在具體的通信中。Kerberos提供三種安全等級：

1）只在網(wǎng)絡(luò)開始連接時進行認(rèn)證，認(rèn)為連接建立起來后的通信是可靠的。

2)安全消息傳遞：對每次消息都進行認(rèn)證工作，但是不保證每條消息不被泄露。

3)私有消息傳遞：不僅對每條消息進行認(rèn)證，而且對每條消息進行加密。Kerberos在發(fā)送密碼時就采用私有消息模式。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述

49

50

1．時間同步問題：

整個Kerberos的協(xié)議都嚴(yán)重地依賴于時鐘，而實際證明，要求在分步式系統(tǒng)環(huán)境中實現(xiàn)良好的時鐘同步，是一個很難的課題。2．口令猜測問題：口令沒有進行額外的特殊處理，以至于即使用強力攻擊（即窮舉法）的時間復(fù)雜度僅和口令的長度成比例，這將形成一個兩難的局面：或是增加密鑰長度換取更高的安全，但這會造成用戶的使用困難和增加系統(tǒng)加/解密開銷。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性

50

51

3．認(rèn)證域之間的信任問題：認(rèn)證域之間的多級跳躍過程復(fù)雜且不明確，相互信任和協(xié)調(diào)不方便。若各Kerberos區(qū)域形成復(fù)雜或不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則要求方便的域間服務(wù)，將付出極大的代價，即系統(tǒng)的可擴充性不強。針對這種無序的狀況，應(yīng)有規(guī)劃有目的地建立起全球一體化的分層（樹狀）結(jié)構(gòu)，形成良好的信任鏈條。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性

51

52

4．重放攻擊的問題：長票的生存期較長，容易被重放攻擊；對短票而言，如果攻擊者技術(shù)高明，也有機會重放攻擊，況且攻擊者可以著手破壞系統(tǒng)的時鐘同步性。我們建議，在Kerberos引入序列號循環(huán)機制，即讓傳送的消息帶上一定的序列號，這些序列號在由系統(tǒng)循環(huán)地賦予消息，再結(jié)合系統(tǒng)原有的生存期控制，將有效地保證一定的時間段里只能存在唯一的合法消息，從而消除了重放的可能性。當(dāng)然，這必須付出一定的系統(tǒng)開銷代價。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性

52

53

5．密鑰的存儲問題：

Kerberos認(rèn)證中心要求保存大量的共享私鑰，無論是管理還是更新都有很大的困難，需要特別細(xì)致的安全保護措施（甚至應(yīng)采用硬件/物理方法），將付出極大的系統(tǒng)代價。6．系統(tǒng)程序的安全性、完整性問題：

對Kerberos系統(tǒng)程序進行攻擊，特別是惡意篡改登錄程序，是有效的攻擊方法。所以，必須花一定的系統(tǒng)代價去防范對認(rèn)證系統(tǒng)本身的集中攻擊。其中，建立高性能的防火墻和進行日志是必要的。2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性

53

PKI即公開密鑰體系，是一種遵循既定標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理平臺，它能夠為所有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供加密和數(shù)字簽名等密碼服務(wù)及所必需的密鑰和證書管理體系，PKI技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心，也是電子商務(wù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)技術(shù)。PKI的技術(shù)包括加密、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)完整性機制、數(shù)字信封、雙重數(shù)字簽名等。

1.PKI技術(shù)的信任服務(wù)及意義

（1）PKI技術(shù)的信任服務(wù)在網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)交易中，特別是在電子政務(wù)和電子商務(wù)業(yè)務(wù)中，最需要的安全保證有四個方面：身份標(biāo)識和認(rèn)證、保密或隱私、數(shù)據(jù)完整性和不可否認(rèn)性。PKI可以完全提供以上四個方面的保障，提供的服務(wù)主要包括下述三方面內(nèi)容。①認(rèn)證。②支持密鑰管理。③完整性與不可否認(rèn)。3、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI

54

（2）PKI的意義①可以構(gòu)建一個可管、可控和安全的互連網(wǎng)絡(luò)。②可以在互連網(wǎng)中構(gòu)建一個完整的授權(quán)服務(wù)體系。③通過PKI可以建設(shè)一個普適性好和安全性高的統(tǒng)一平臺。

2.PKI的標(biāo)準(zhǔn)及體系結(jié)構(gòu)

（1）PKI的標(biāo)準(zhǔn)從整個PKI體系建立與發(fā)展的歷程來看，與PKI相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種：①X.209(1988)ASN.1基本編碼規(guī)則的規(guī)范。②X.500(1993)信息技術(shù)之開放系統(tǒng)互連：概念、模型及服務(wù)簡述。③X.509(1993)信息技術(shù)之開放系統(tǒng)互連：鑒別框架。④PKCS系列標(biāo)準(zhǔn)。⑤OCSP在線證書狀態(tài)協(xié)議。⑥LDAP輕量級目錄訪問協(xié)議。3、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI

55

（2）PKI的體系結(jié)構(gòu)完整的PKI系統(tǒng)必須具有權(quán)威認(rèn)證機構(gòu)、數(shù)字證書庫、密鑰備份及恢復(fù)系統(tǒng)、