計算機(jī)安全課件

計算機(jī)安全

鞏晶

武漢理工大學(xué)

gongjing@mail.whut.edu.cn

Jason1

Lesson7

DigitalSignatures&

AuthenticationProtocols

Jason(GongJing)

WuhanUniversityofTechnology,China

gongjing@

Jason

OUTLINE

?數(shù)字簽名

?認(rèn)證協(xié)議

?數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)

Jason3

數(shù)字簽名

?數(shù)字簽名的功能：

-能驗證簽名者、簽名日期和時間

-能認(rèn)證被簽的消息內(nèi)容

-簽名能由第三方仲裁，解決爭執(zhí)

Jason4

數(shù)字簽名的特征

?必須與被簽消息相關(guān)

?必須使用發(fā)送方的獨(dú)有信息，以防偽造

和否認(rèn)

?產(chǎn)生簽名相對容易

?識別和驗證簽名比較容易

?偽造數(shù)字簽名在計算上是不可行的

?可以保存數(shù)字簽名

Jason5

直接數(shù)字簽名

Jason6

直接數(shù)字簽名

?只涉及發(fā)送方和接受方

?假定接受方知道發(fā)送方的公開秘鑰

?發(fā)送方通過對整個消息或消息的hash碼

加密來生成數(shù)字簽名

?如果要求保密性，可用接受方公鑰加密

?注意順序，先簽名后加密

?該方法有效性基于發(fā)送方的私鑰的安全

Jason7

仲裁數(shù)字簽名

-涉及到第三方-仲裁者A

-發(fā)送方將簽名發(fā)送給仲裁者A

-A驗證簽名

-加上日期時間發(fā)送給接受方，指明消息已經(jīng)

通過檢驗

?要求通信雙方都信賴仲裁者

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仲裁數(shù)字簽名

Jason9

認(rèn)證協(xié)議

?使通信雙方確信對方的身份，以及交換

會話密鑰

?單向或者雙向

,兩個重要問題

-保密性(confidentiality)：保護(hù)會話密鑰

-及時性(timeliness)：預(yù)防重放攻擊

?已公布的協(xié)議常會發(fā)現(xiàn)瑕疵，并作出相

應(yīng)的修改

Jason10

重放攻擊(ReplayAttacks)

?重放攻擊例子

-簡單重放

-可檢測的重放

-不可檢測的重放

-不加修改的逆向重放

?對策

-序歹！J號(sequencenumbers)

-時間戳(timestamps)

-挑戰(zhàn)/應(yīng)答(challenge/response)

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對稱加密方法

?使用兩層密鑰結(jié)構(gòu)

?存在一個可信的密鑰分配中心（KDC）

-各方和KDC共享一個主密鑰

-KDC產(chǎn)生通信期間短期使用的會話密鑰

-用主密鑰保護(hù)會話密鑰的分配

Jason12

Needham-Schroeder

Protocol

1.A->KDC：IbA11IbB11Ni

2.KDC->A：EKJKS11孫11N11EKb[Ks||IbA]]

3.3->B：EKb[Ks||IbA]

4.B->A:EKS[N2]

5.A->B：EKs[f(N2)]

Jason13

Needham-Schroeder

Protocol

?用作在A、B之間安全地分配通信會話密鑰

?如果舊的會話密鑰泄漏，容易受到重放攻擊

-步驟3中的消息被重放，使B相信他正和A通信

-相應(yīng)的修改：

-加入時間戳timestamps(Denning81)

-使用exiranonce(Neuman93)

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公鑰加密

?保證通信雙方擁有另一方的公鑰

?使用中心認(rèn)證服務(wù)器(Authentication

Server)

?協(xié)議使用時間戳或臨時交互號

Jason15

DenningASProtocol

?Denning81:

1.A->AS：工DAIIWB

2.AS->A：EPMS皿IIPU/E||EPRQS[工DBIIPSIE

3.A->B：EPRQS[工DAI|PU/|T]||EPRQS[工DBIIPU/IT]

IIEPub[EpRas[Ks||T]]

?AS并不負(fù)責(zé)密鑰分配，會話密鑰由A選擇并加密

?時間戳用于預(yù)防重放攻擊，但需要同步時鐘

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單向認(rèn)證

One-WayAuthentication

?用于收發(fā)雙方不需要同時在線的情況，

例如email

?電子郵件頭是明文格式，使郵件系統(tǒng)能

夠處理

?信件內(nèi)容需要保護(hù)或者認(rèn)證發(fā)送方身份

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對稱加密方法

?使用KDC：

1.A->KDC：皿IIWBIINi

2.KDC->A：EKJKS11411NI11EKb[⑸皿]]

3.A->B：EM皿IIEMM]

-不能抵抗重放攻擊

Jason18

公鑰加密方法

?主要關(guān)注保密性：

A->B：EPUb[Ks]||EKS[M]

?主要關(guān)注認(rèn)證：

A->B：M||EPRQ[H(M)]

or

A->B：AA||EPRQ[H(M)]IIEPR/T||]：DAI|PU』

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DigitalSignatureStandard

(DSS)

?美國政府批準(zhǔn)的數(shù)字簽名方案

?由NIST&NSA在上世紀(jì)90年代初設(shè)計

?1991年正式發(fā)布(publishedasFIPS-186)

?在1993,1996和2000修訂

?使用SHA散列算法

?DSS是標(biāo)準(zhǔn)，DSA是具體簽名算法

?FIPS186-2(2000)擴(kuò)充版包括了RSA和橢圓

曲線

Jason