本文主要介紹網(wǎng)絡(luò)安全密碼學(xué)有哪些基礎(chǔ)知識？，下面一起看看網(wǎng)絡(luò)安全密碼學(xué)有哪些基礎(chǔ)知識？相關(guān)資訊。
密碼學(xué)要實(shí)現(xiàn)的基本功能是數(shù)據(jù)加密的基本思想是偽裝的，需要通過改變信息的形式來保護(hù)敏感信息，使未授權(quán)的人無法理解信息的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)安全使用加密技術(shù)來輔助完成與敏感信息傳輸相關(guān)的問題，包括:(i)機(jī)密性(保密性)只有發(fā)送者和指定的接收者才能理解所發(fā)送消息的信息，者可以截獲加密信息，但可以 不能恢復(fù)原始信息，不能 我不知道郵件的內(nèi)容。(2)識別(認(rèn)證)發(fā)送者和接收者都應(yīng)該能夠驗(yàn)證參與通信過程的另一方，并且通信的另一方確實(shí)有其聲稱的身份，即第三方不能冒充與你通信的另一方，能夠識別對方的身份。(三)消息完整性(message integrity)即使發(fā)送方和接收方能夠相互識別，也需要保證通信內(nèi)容在傳輸過程中不被改變。(iv)不可抵賴性(non-disability)如果我們收到來自另一方的消息，我們也確認(rèn)該消息來自聲稱的發(fā)送者，并且發(fā)送者在發(fā)送消息后不能否認(rèn)他發(fā)送了該消息。根據(jù)加密算法運(yùn)行機(jī)制的不同，加密技術(shù)主要有對稱加密算法、非對稱加密算法和單向哈希算法，各有優(yōu)缺點(diǎn)，相互配合實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)安全。對稱密碼系統(tǒng)對稱密碼系統(tǒng)是一種傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng)，也稱為私鑰密碼系統(tǒng)。在對稱密碼系統(tǒng)中，加密和解密使用相同的密鑰。(一)凱撒密碼(caesar password)casesar密碼:明文中的每一個(gè)字母都用字母r代替，以達(dá)到加密的目的。(二)des、3des和aes des(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))算法是美國在信息處理中保護(hù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的一種加密方法。這是一種傳統(tǒng)的密碼加密算法，現(xiàn)在廣泛使用。64位算法輸入的明文由生成64位密文的64位密鑰控制，不是輸入64位密文，而是輸出64位明文。64位密鑰包含一個(gè)8位奇偶校驗(yàn)位，因此實(shí)際有效密鑰長度為56位。1997年，rsa數(shù)據(jù)安全推出了des挑戰(zhàn)。志愿者分別在4個(gè)月、41天、56小時(shí)和22小時(shí)內(nèi)解決了他們的56位加密des算法4次。也就是des加密算法在今天被認(rèn)為是不安全的，計(jì)算機(jī)的速度提高了。3des是通過將加密密鑰長度擴(kuò)展到128位des算法的密鑰長度擴(kuò)展(112位有效)或192位有效(168位有效)。其基本原理是將128位的密鑰分成兩組64位，在明文中進(jìn)行多次普通的des加解密操作，從而提高加密強(qiáng)度。aes(高級加密標(biāo)準(zhǔn))是des的繼承者。作者宣布基于數(shù)據(jù)塊的對稱密鑰加密算法是nist在2001年處理的，aes 128bit，可以用128192和256 bit密鑰加密。nist估計(jì)，如果能在第二次破解中使用56位des計(jì)算機(jī)算法來突破128位aes密鑰，大約需要149億年。對稱算法最重要的問題是加密和解密必須使用相同的密鑰，所以在網(wǎng)絡(luò)安全中，密鑰的分發(fā)必須在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)完成。因此，分發(fā)密鑰是加密系統(tǒng)中最薄弱也是最危險(xiǎn)的環(huán)節(jié)。通過各種基本手段很難保證安全高效地完成這項(xiàng)工作。在對稱算法中，雖然是增強(qiáng)實(shí)力的關(guān)鍵，機(jī)會跟蹤和發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵大大降低，但密鑰分發(fā)的難度幾乎是無解的。比如n方參與通信，如果n方使用同一個(gè)密鑰，整個(gè)系統(tǒng)就會崩潰。對稱密鑰加密算法具有效率高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。使用對稱加密算法對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行加密，解決了上一篇文章中提到的保密功能問題。對稱加密算法時(shí)，密鑰長度越長，求解難度越大，安全性越高。但也會降低系統(tǒng)的效率。同時(shí)，計(jì)算機(jī)速度線性增長，網(wǎng)格技術(shù)的出現(xiàn)使得對稱加密算法越來越受到威脅。對稱密鑰的生命周期很好的解決了這個(gè)問題:我們每隔一段時(shí)間(比如一個(gè)小時(shí))換一個(gè)對稱密鑰，也就是在換第三方之前，新的密鑰是要換的，這就是問題的解決方案。非對稱加密技術(shù)傳統(tǒng)的對稱加密算法遇到了密鑰分發(fā)管理的問題。最好的方法是如果密鑰分發(fā)和傳播，泄漏破壞了整個(gè)安全系統(tǒng)。非對稱加密算法有效地避免了分發(fā)管理的關(guān)鍵問題。在非對稱加密中，使用一對公鑰(公鑰)和一個(gè)私鑰(私鑰)的組合。密碼的公鑰加密只能用私鑰解密，而用私鑰加密的密文只能用公鑰解密。在工作過程中，我們對外公布公鑰，讓外界知道，保存私鑰，只有自己能知道，如果要發(fā)送秘密消息b，只需要獲取秘密b的公鑰的一個(gè)t信息，然后加密。加密信息只能用b 解密。;的私鑰。另一方面，b也可以用a 的公鑰。即使第三方被截獲，信息也無法解密其內(nèi)容。(一)rsa rsa(ron rivest，創(chuàng)始人阿迪·薩莫爾和倫納德·阿德曼的縮寫)幾乎已經(jīng)成為公鑰密碼系統(tǒng)，rsa代詞是公鑰加密系統(tǒng)，其應(yīng)用原理:一對公鑰(public keys)和私鑰(private keys)在密鑰管理中心產(chǎn)生之前，就是所謂的密鑰對。方法如下:強(qiáng)數(shù)p和q為產(chǎn)量第一的積，p和q為n =頁數(shù)的積；然后我們計(jì)算另一個(gè)數(shù)z =(p-1)乘以，(q-1)p和q，然后選擇一個(gè)與z互質(zhì)的奇數(shù)e，即e指數(shù)。從e的這個(gè)值可以找到另一個(gè)值d，滿足e的要求，生成的兩組數(shù)(n，e)和(n，d)稱為公鑰和私鑰。當(dāng)前的公鑰密碼算法是基于一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。比如現(xiàn)在廣泛使用的rsa算法，就是基于大整數(shù)分解的著名數(shù)學(xué)問題。公鑰密碼體制的優(yōu)點(diǎn)是能滿足網(wǎng)絡(luò)開放性的要求，密鑰管理簡單，易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名和身份認(rèn)證的功能。這是目前電子商務(wù)技術(shù)的核心，其缺點(diǎn)是算法復(fù)雜，加密數(shù)據(jù)的速度和效率較低。所以在實(shí)踐中，常見的對稱加密算法和非對稱加密算法都是用對稱加密算法加密數(shù)據(jù)，rsa等非對稱加密算法傳輸采用的對稱加密算法，可以有效提高效率，簡化密鑰管理。(2)身份證明和簽名對稱密碼技術(shù)解決了數(shù)據(jù)保密性的功能需求，非對稱密碼解決了簽名和不可否認(rèn)性的功能需求。在非對稱加密中，我們使用自己的公鑰來加密數(shù)據(jù)。我們可以把自己的公鑰放在互聯(lián)網(wǎng)上，我們可以用自己的公鑰加密數(shù)據(jù)和密文。只有我們能夠以非?？煽康拇蜷_加密的數(shù)據(jù)并相互通信，而不需要傳遞對稱密鑰。相反，如果我們用私鑰加密消息，通信方就可以用公鑰解密消息，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證功能。由于公鑰可以用來解密消息，這意味著數(shù)據(jù)必須自己加密。前提是這些加密不是用來保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的，只是用來確定我的身份。這樣我們也可以使用對稱算法的數(shù)字簽名(digital signature)，用私鑰加密的信息讓對方確認(rèn)我的身份。如果一個(gè)加密的私鑰有一定的信息，b使用一個(gè)公鑰；信息讀??；一個(gè)，且一個(gè)不可否認(rèn)發(fā)送的消息a .(三)ca(認(rèn)證與授權(quán))公鑰密碼體制理論上是非常安全的，在運(yùn)行過程中可能受到中間人攻擊。比如b要發(fā)送機(jī)密信息，那么第一步就是把它的公鑰發(fā)送給ka。在這個(gè)過程中，如果者h(yuǎn)截獲了它的公鑰，然后偽裝成一個(gè)，它的公鑰kh加密后發(fā)送給b發(fā)送敏感信息。在這個(gè)過程中，者截取密文來解密h h 的私鑰，然后用公鑰ka得到密文，偽裝成b，發(fā)送給，用自己的私鑰成功解密密文。在這個(gè)過程中，其中一人與b順利溝通，沒有 t感受不到h的存在，但是a和b的信息被者了。的出現(xiàn)，有效地解決了middleman.ca ca(認(rèn)證和授權(quán)攻擊)將特定實(shí)體與公鑰相結(jié)合的問題。我們正在建立一個(gè)值得信賴的第三方。我們都信任和信賴第三方，實(shí)現(xiàn)相互信任。如果我們想把我們的公鑰，我們將使用我們相關(guān)的身份信。關(guān)于我們公鑰權(quán)威的信息，比如警察局，做一個(gè)數(shù)字證書，權(quán)威機(jī)構(gòu)驗(yàn)證你的身份后，用加密你數(shù)據(jù)的私鑰來證明自己的權(quán)威。如果想把自己的公鑰發(fā)給對方，只需要通過自己的數(shù)據(jù)證明對方，對方就能獲得與自己身份相關(guān)的信息。通過解密權(quán)威公鑰，公鑰將更加透明。比如可以在報(bào)紙上公布，讓大家知道我們的系統(tǒng)本身就有一些權(quán)威的公鑰，這些公鑰已經(jīng)存在于我們的加載系統(tǒng)中。單向哈希算法對稱加密算法和非對稱加密算法有效地解決了機(jī)密性、不可否認(rèn)性和簽名等功能。單向哈希算法有效地解決了完整性問題。單向哈希算法，稱為哈希算法，通過對一個(gè)哈希函數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得到一個(gè)固定長度的消息摘要。任意兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)來自兩個(gè)不同的摘要，或者一位數(shù)據(jù)的內(nèi)容發(fā)生變化，生成的摘要是相同的。這允許您確認(rèn)數(shù)據(jù)的完整性，并且不會被惡意或無意地修改。常用的哈希算法:(一)md5 md5哈希算法一個(gè)128位的哈希值由ron rivest設(shè)計(jì)，md5的設(shè)計(jì)采用intel處理器優(yōu)化。㈡sha-1 .sha-1是nsa使用的標(biāo)準(zhǔn)，作為哈希數(shù)據(jù)包含在nist fips中。sha-1是一種用于創(chuàng)建數(shù)字簽名的流行哈希算法。同時(shí)，日常數(shù)據(jù)交換中很多數(shù)據(jù)交換是不需要加密的。不對稱算法是非常昂貴的，它可以 t加密或解密數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)簽名的功能。從消息與其摘要的單一對應(yīng)關(guān)系可以對摘要進(jìn)行簽名，非對稱加密算法的系統(tǒng)開銷遠(yuǎn)小于原始消息。
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