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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院2008年11月,第二十講,第6章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全,網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自：外部的入侵；內(nèi)部的脆弱。,造成的結(jié)果是：系統(tǒng)不能正常工作；系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)被非法獲取、修改和破壞。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),第6章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全,6.2認(rèn)證與鑒別技術(shù),6.3防火墻技術(shù),6.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)與安全預(yù)警,6.5惡意程序及其防治,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),本節(jié)教學(xué)目標(biāo)：,掌握數(shù)據(jù)加密/解密算法和密鑰；,掌握對(duì)稱(chēng)密鑰體系、非對(duì)稱(chēng)密鑰體系的原理；,了解密鑰分配問(wèn)題；,理解數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),為了使系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)不被非法獲取，我們可以采取兩個(gè)基本方法：,數(shù)據(jù)加密：將數(shù)據(jù)變形，使獲取者無(wú)法辨識(shí)內(nèi)容、無(wú)法利用；,數(shù)據(jù)隱藏：將數(shù)據(jù)隱藏在某個(gè)載體中，讓外人難以找到。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),6.1.1加密/解密算法和密鑰,6.1.2對(duì)稱(chēng)密鑰體系,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,6.1.4密鑰分配,6.1.5數(shù)據(jù)隱藏,6.1.1加密/解密算法和密鑰,數(shù)據(jù)加密：通過(guò)某種函數(shù)進(jìn)行變換，把正常數(shù)據(jù)報(bào)文（明文、明碼）轉(zhuǎn)換成密文（密碼）。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,COMPUTER,FRQSXWHU,愷撒算法：將明文中的每個(gè)字母都移動(dòng)一段距離。,加密算法公式：C=EK(M)其中，M為明文，C為密文，E為加密算法，K為密鑰。,Vigenere密碼系統(tǒng),例如：欲把明文“computernetwork”用密鑰“study”來(lái)加密，算法為：,制作維吉利亞方陣，第i行以字母I開(kāi)始。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,Vigenere密碼系統(tǒng),按密鑰的長(zhǎng)度將明文分解成若干節(jié)。由于K=study，長(zhǎng)度為5，故分解為：,密鑰study,,,明文,compu,terne,twork,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,Vigenere密碼系統(tǒng),對(duì)每一節(jié)明文，利用密鑰study進(jìn)行變換。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,密鑰study,,,密文,UHGSS,LXLQC,LPIUI,,,,由此可見(jiàn)：,加密/解密變換的兩個(gè)關(guān)鍵要素：算法E：數(shù)學(xué)公式、法則、程序。密鑰k：可變參數(shù)；,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,提高加密強(qiáng)度的手段：設(shè)計(jì)安全性好的加密算法盡量提高密鑰的長(zhǎng)度,兩種密碼體系：對(duì)稱(chēng)與非對(duì)稱(chēng)密碼體系,6.1.2對(duì)稱(chēng)密鑰體系,加密和解密采用同一把密鑰。密鑰必須保證不能泄露。也稱(chēng)為秘密密鑰密碼體制或私鑰密碼體制。,明文,加密器E,解密器D,明文,密文,密鑰,,,,,,,,,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,6.1.2對(duì)稱(chēng)密鑰體系,最著名的加密算法：DES分組算法。另一個(gè)成功的分組加密算法：IDEA分組加密算法,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,加密算法是標(biāo)準(zhǔn)的、公開(kāi)的。算法的安全性完全依賴(lài)于密鑰。,密鑰的分發(fā)和管理機(jī)構(gòu)—KeyDistributionCenter：初始密鑰階段性密鑰,秘密密鑰體制的特點(diǎn)及問(wèn)題,特點(diǎn)：運(yùn)算效率高、使用方便、加密效率高。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,存在問(wèn)題：密鑰的管理和分配問(wèn)題。由于加密密鑰和解密密鑰是一樣的，通信雙方在通信之前必須互通密鑰，而密鑰在傳遞的過(guò)程中極有可能被第三方截獲。這就為密鑰的保密工作增加了難度；另外，如果有n個(gè)用戶(hù)彼此之間要進(jìn)行保密通信，則一共需要n(n-1)/2個(gè)密鑰，如此巨大數(shù)目的密鑰為密鑰的管理和分配帶來(lái)了極大的困難。,秘密密鑰體制的特點(diǎn)及問(wèn)題,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,存在問(wèn)題：認(rèn)證問(wèn)題。對(duì)稱(chēng)密鑰加密系統(tǒng)無(wú)法避免和杜絕如下一些不正?，F(xiàn)象：（1）接收方可以篡改原始信息，（2）發(fā)送方可以否認(rèn)曾發(fā)送過(guò)信息等等。,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,非對(duì)稱(chēng)密鑰體系概述公開(kāi)密鑰系統(tǒng)（1976年提出）的特點(diǎn)是：,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,加密和解密分別用不同的密鑰進(jìn)行:DPK(EPK(M))≠M(fèi)，DSK(EPK(M))=M；加密密鑰和解密密鑰可以對(duì)調(diào)，即DPK(ESK(M))=M；應(yīng)能在計(jì)算機(jī)上成對(duì)的生成，但不能用已知的PK導(dǎo)出未知的SK。,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,公開(kāi)密鑰系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：發(fā)送者和接收者事先不必交換密鑰，從而使保密性更強(qiáng)；可用于身份認(rèn)證和防止抵賴(lài)，應(yīng)用前景廣闊。,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,公開(kāi)密鑰系統(tǒng)的缺點(diǎn)：計(jì)算量大，故不適合信息量大、速度要求快的加密。,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,2.非對(duì)稱(chēng)密鑰體系的工作原理,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,為通信雙方A、B各生成一對(duì)密鑰—PKA、SKA；PKB、SKB。PKA、PKB稱(chēng)為公開(kāi)密鑰（公鑰），SKA、SKB稱(chēng)為私有密鑰（私鑰）；,每一方掌握自己的私鑰和對(duì)方的公鑰，即：A：SKA、PKB，B：SKB、PKA。,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,設(shè)A為發(fā)送方，B為接收方，加密/解密過(guò)程為：,M,D,E,PKB,D,E,M,SKB,PKA,,,DSKA(M),,,EPKB(DSKA(M)),DSKA(M),,,,,,A方,,B方,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,3.RSA算法（Rivest、Shamir、Adleman）,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,歐拉定理：尋求兩個(gè)大的素?cái)?shù)容易，但將它們的乘積分解開(kāi)極其困難。,RSA算法非常簡(jiǎn)單，概述如下：秘密的找兩個(gè)十進(jìn)制大素?cái)?shù)p和q；計(jì)算出N=p*q，將N公開(kāi)；取T=(p-1)*(q-1)（T即為歐拉函數(shù)）；,6.1.3非對(duì)稱(chēng)密鑰體系,3.RSA算法（續(xù)）,6.1數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)隱藏技術(shù),,取任何一個(gè)數(shù)e,要求滿(mǎn)足e

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