打造工程師系列教程第四課

打造網(wǎng)絡(luò)安全工程師

第四節(jié)

加密及認(rèn)證技術(shù)基礎(chǔ)主講:Spring

課程安排了解加密的基本概念和相關(guān)的術(shù)語掌握加密技術(shù)的分類掌握對稱加密技術(shù)的原理及主要算法的具體實(shí)現(xiàn)掌握公鑰加密技術(shù)的原理及主要算法的具體實(shí)現(xiàn)掌握數(shù)字簽名的原理及相關(guān)算法一、加密技術(shù)加密技術(shù)是電子商務(wù)采取的主要安全保密措施，是最常用的安全保密手段,利用技術(shù)手段把重要的數(shù)據(jù)變?yōu)閬y碼（加密）傳送，到達(dá)目的地后再用相同或不同的手段還原（解密）。加密技術(shù)包括兩個元素：算法和密鑰。算法是將普通的文本（或者可以理解的信息）與一竄數(shù)字（密鑰）的結(jié)合，產(chǎn)生不可理解的密文的步驟，密鑰是用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼的一種算法。使用加密，提供的安全服務(wù)：保密性；完整性；不可否認(rèn)性一、加密技術(shù)（續(xù)）進(jìn)不來看不懂改不了拿不走保密性完整性不可否認(rèn)性明文也叫明碼（plaintext）：未加密的信息密文（ciphertext）：明文經(jīng)變換后一種隱蔽信息加密（encryption）：將明文轉(zhuǎn)后密文的過程解密（decryption）：由密文恢復(fù)明文的過程加密算法（encryptionalgorithm）:密碼員對明文進(jìn)行加密時采用的一組規(guī)則；二、加密相關(guān)術(shù)語二、加密相關(guān)術(shù)語（續(xù)）解密算法（decryptionalgorithm）：接收者對密文進(jìn)行解密時所用的一組規(guī)則密鑰（Key）:控制加密和解密算法操作的數(shù)據(jù)處理，分為加密密鑰和解密密鑰。截收者（Eavesdropper）：在信息傳輸和處理系統(tǒng)中的非受權(quán)者，通過搭線竊聽、電磁竊聽、聲音竊聽等來竊取機(jī)密信息基本的加密操作

加密算法解密算法

明文密文明文三、基本加密算法置換：按照規(guī)則改變內(nèi)容的排列順序移位：打亂字母的排列順序移位和置換都是可逆的操作，容易恢復(fù)信息移位、置換應(yīng)用于現(xiàn)代密碼算法中三、基本加密算法（續(xù)）置換是用一個特定的值替換另一個特定值的過程置換需要通信雙方事先知道置換的方法置換比較簡單，頻繁使用會找到規(guī)律三、基本加密算法（續(xù)）上例中置換原則：奇數(shù)位ASCII碼值加1偶數(shù)位ASCII碼值加2移位：把某個字母以其前或其后幾位的某個特定的字母替代移位具有規(guī)律，容易被攻破三、基本加密算法（續(xù)）EXAMPLE以中間為基準(zhǔn)，左右對換四、加密算法分類密碼設(shè)計(jì)的基本公理和前提是算法公開系統(tǒng)的安全性僅依賴于密鑰的保密性加密算法分類：對稱密鑰密碼算法（又稱私有密鑰算法）非對稱密鑰密碼算法（又稱公鑰密碼算法）對稱加密算法的原理對稱加密傳統(tǒng)密碼加密私鑰算法加密對稱加密要保存很多密鑰而變得很復(fù)雜密鑰傳送非常重要加密密鑰解密密鑰兩者相等可相互推導(dǎo)對稱加密算法的原理（續(xù)）網(wǎng)絡(luò)傳輸明文私鑰A密文明文同一私鑰A密文五、著名的對稱加密算法對稱加密的密鑰長度從40bits到168bits著名加密算法-DES/3DES數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)-IDEA國際數(shù)據(jù)加密算法-RC系列（RC2、RC4、RC5）-CAST-Blowfish/Twofish-AES高級數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)等

六、公鑰加密技術(shù)=非對稱加密技術(shù)公鑰加密比私鑰加密出現(xiàn)晚私鑰加密使用同一個密鑰來加密和解密信息公鑰加密使用兩個密鑰，一個密鑰用于加密信息，另一個密鑰用于解密信息公鑰就是鎖，私鑰是鑰匙。公鑰用來加密或校驗(yàn)，私鑰用來解密或簽名。密鑰對則是包含鎖和鑰匙的套裝。密鑰環(huán)相當(dāng)于密鑰對和他人公鑰的存儲倉庫，包含1個或更多地密鑰對以及公鑰。公鑰加密網(wǎng)絡(luò)傳輸明文Bob的公鑰B密文AliceBobBob的私鑰B’密文公鑰加密（續(xù)）私鑰需要安全保存公鑰公開加密速度慢可以與對稱加密相結(jié)合公鑰私鑰不可相互推導(dǎo)不相等七、Diffie-Hellman密鑰交換1976年發(fā)明解決對稱加密系統(tǒng)中密鑰的發(fā)布問題無需使用代價高昂即可對私鑰達(dá)成共識在現(xiàn)代密鑰管理中提供其他算法的密鑰管理產(chǎn)生共享密鑰需要一個保密值，外人無法得到計(jì)算大數(shù)的離散對數(shù)很困難(YB

)

modp=K (YA)modp=KXA秘密值,XA公開值,YA秘密值,

XB公開值,YBAliceBobYAYBYB

=g

modpXBYA=g

modpXA

XB八、其他的公鑰算法數(shù)字簽名算法橢圓曲線加密RSA比用軟件實(shí)現(xiàn)的DES慢100倍RSA比用硬件實(shí)現(xiàn)的DES慢1000倍密鑰長度在512~2048bit之間RSA的主要功能加密數(shù)字簽名九、數(shù)字簽名數(shù)字簽名（又稱公鑰數(shù)字簽名、電子簽章）是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名，但是使用了公鑰加密領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，用于鑒別數(shù)字信息的方法。一套數(shù)字簽名通常定義兩種互補(bǔ)的運(yùn)算，一個用于簽名，另一個用于驗(yàn)證。數(shù)字簽名（DigitalSignature）技術(shù)是不對稱加密算法的典型應(yīng)用九、數(shù)字簽名（續(xù)）