身份认证(Authentication)
防火墙是系统的之一道防线,用以防止非法数据的侵入,而安全检查的作用则是阻止非法用户 。有多种 *** 来鉴别一个用户的合法性,密码是最常用的,但由于有许多用户采用了很容易被猜到的单词或短语作为密码,使得该 *** 经常失效 。其它 *** 包括对人体生理特征(如指纹)的识别,智能IC卡和USB盘 。
数字签名(Digital Signature)
数字签名可以用来证明消息确实是由发送者签发的,而且,当数字签名用于存储的数据或程序时,可以用来验证数据或程序的完整性 。
美国 *** 采用的数字签名标准(Digital Signature Standard,DSS)使用了安全哈希运算法则 。用该算法对被处理信息进行计算,可得到一个160位(bit)的数字串,把这个数字串与信息的密钥以某种方式组合起来,从而得到数字签名 。
内容检查(Content Inspection)
即使有了防火墙、身份认证和加密,人们仍担心遭到病毒的攻击 。有些病毒通过E-mail或用户下载的ActiveX和Java小程序(Applet)进行传播,带病毒的Applet被激活后,又可能会自动下载别的Applet 。现有的反病毒软件可以清除E-mail病毒,对付新型Java和ActiveX病毒也有一些办法,如完善防火墙,使之能监控Applet的运行,或者给Applet加上标签,让用户知道他们的来源 。
介绍一些加密的知识
密钥加/解密系统模型
在1976年,Diffie及Hellman发表其论文“New Directions in Cryptography”[9]之前,所谓的密码学就是指对称密钥密码系统 。因为加/解密用的是同一把密钥,所以也称为单一密钥密码系统 。
这类算法可谓历史悠久,从最早的凯撒密码到目前使用最多的DES密码算法,都属于单一密钥密码系统 。
通常,一个密钥加密系统包括以下几个部分:
① 消息空间M(Message)
② 密文空间C(Ciphertext)
③ 密钥空间K(Key)
④ 加密算法E(Encryption Algorithm)
⑤ 解密算法D(Decryption Algorithm)
消息空间中的消息M(称之为明文)通过由加密密钥K1控制的加密算法加密后得到密文C 。密文C通过解密密钥K2控制的解密算法又可恢复出原始明文M 。即:
EK1(M)=C
DK2(C)=M
DK2(EK1(M))=M
概念:
当算法的加密密钥能够从解密密钥中推算出来,或反之,解密密钥可以从加密密钥中推算出来时,称此算法为对称算法,也称秘密密钥算法或单密钥算法;
当加密密钥和解密密钥不同并且其中一个密钥不能通过另一个密钥推算出来时,称此算法为公开密钥算法 。
1.凯撒密码变换
更一般化的移位替代密码变换为
加密:E(m)=(m+k) mod 26
解密:D(c)=(c-k) mod 26
2.置换密码
在置换密码中,明文和密文的字母保持相同,但顺序被打乱了 。在简单的纵行置换密码中,明文以固定的宽度水平地写在一张图表纸上,密文按垂直方向读出;解密就是将密文按相同的宽度垂直地写在图表纸上,然后水平地读出明文 。例如:
明文:encryption is the transformation of data into some unreadable form
密文:eiffob nsodml ctraee rhmtuf yeaano pttirr trinem iaota onnod nsosa
20世纪40年代,Shannon提出了一个常用的评估概念 。特认为一个好的加密算法应具有模糊性和扩散性 。
模糊性:加密算法应隐藏所有的局部模式,即,语言的任何识别字符都应变得模糊,加密法应将可能导致破解密钥的提示性语言特征进行隐藏;
扩散性:要求加密法将密文的不同部分进行混合,是任何字符都不在其原来的位置 。
加密算法易破解的原因是未能满足这两个Shannon条件 。
数据加密标准(DES)
DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位,其功能是把输入的64位数据块按位重新组合,并把输出分为L0、R0两部分,每部分各长32位,经过16次迭代运算后 。得到L16、R16,将此作为输入,进行逆置换,即得到密文输出 。逆置换正好是初始置的逆运算.
具体 ***需要图 我放不上去对不起了
可以将DES算法归结如下:
子密钥生成:
C[0]D[0] = PC–1(K)
for 1 = i = 16
{C[i] = LS[i](C[i?1])
D[i] = LS[i](D[i?1])
K[i] = PC–2(C[i]D[i])}
加密过程:
L[0]R[0] = IP(x)
for 1 = i = 16
{L[i] = R[i?1]
R[i] = L[i?1] XOR f?(R[i?1], K[i])}
c= IP?1(R[16]L[16])v
解密过程:
R[16]L[16] = IP(c)
for 1 = i = 16
{R[i?1] = L[i]
L[i?1] = R[i] XOR f?(L[i], K[i])}
x= IP?1(L[0]R[0])
DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密,并对64位的数据块进行16轮编码 。与每轮编码时,一个48位的“每轮”密钥值由56位的完整密钥得出来 。DES用软件进行解码需要用很长时间,而用硬件解码速度非常快,但幸运的是当时大多数***并没有足够的设备制造出这种硬件设备 。
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