4.3.1对称式密钥加密技术对称加密

1、经济与贸易学院电子商务系第4章 电子商务的安全问题 4.1 电子商务的安全控制要求概述 4.2 防火墙技术 4.3 数据加密技术 4.4 电子商务的认证技术 4.5 安全技术协议经济与贸易学院电子商务系2009年互联网十大安全事件l1. 百度被“黑”l2. 微软再爆IE极光0DAY漏洞 l3. 5.19全国断网事件l4.工信部推行绿坝软件引发争议l5. 央视3.15晚会曝光网银诈骗l6. 山寨版杀毒软件横行 l7. 刑法修正案出台将有力震慑网游盗号团伙 l8. 猫癣病毒带来的灰色产业链二次分工 l9. 国内首个网购安全平台推出 l10. 国内首款“云查杀”安全产品问世经济与贸易学院电子商务系4

2、.1.1 4.1.1 网络安全问题网络安全问题1. 黑客攻击： 口令攻击 服务攻击 IP欺骗2. 计算机病毒：破坏功能或毁坏数据的计算机指令或 程序代码。3. 拒绝服务：用数百条消息填塞某人的E-mail信箱的 一种在线袭扰的方法。经济与贸易学院电子商务系4.1.2 4.1.2 电子商务面临的安全威胁电子商务面临的安全威胁经济与贸易学院电子商务系4.1.3 电子商务对安全控制的要求电子商务对安全控制的要求经济与贸易学院电子商务系4.2 防火墙技术4.2.1 防火墙的概念4.2.2 防火墙的体系结构4.2.3 防火墙的分类4.2.4 防火墙的局限性经济与贸易学院电子商务系4.2.1 防火墙的概念

3、防火墙的概念 防火墙是一种由计算机硬件和软件组成的一个或一组系统，用于增强内部网络Internet之间的访问控制。防火墙具有如下属性： 所有从内到外的通信流量，都必须通过它； 仅仅被本地安全策略定义的且被授权的通信量允许通过； 系统对外部攻击具有高抵抗力。经济与贸易学院电子商务系防火墙的基本原理 防火墙的工作原理是：在内部网和外部网之间建立起一条隔离墙，检查进入内部网络的信息是否合法，或者是否允许用户的服务请求，从而阻止对内部网络的非法访问和非授权用户的进入，同时防火墙也可以禁止特定的协议通过相应的网络。 经济与贸易学院电子商务系1. 1. 防火墙的安全控制基本准则防火墙的安全控制基本准则4.

4、2.2 电子商务的体系结构与功能电子商务的体系结构与功能 一切未被允许的都是禁止的 一切未被禁止的都是允许的经济与贸易学院电子商务系2. 2. 防火墙的功能防火墙的功能经济与贸易学院电子商务系 1. 1. 包过滤型防火墙包过滤型防火墙4.2.3 防火墙的分类防火墙的分类经济与贸易学院电子商务系 2. 2. 代理服务器型防火墙代理服务器型防火墙经济与贸易学院电子商务系3. 3. 监测型防火墙监测型防火墙经济与贸易学院电子商务系4.2.4 4.2.4 防火墙的局限性防火墙的局限性1. 防火墙不能阻止来止内部的破坏2. 防火墙不能保护绕过它的连接3. 防火墙无法完全防止新出现的网络威胁4. 防火墙不

5、能防止病毒经济与贸易学院电子商务系4.3 数据加密技术4.3.1 对称式密钥加密技术4.3.2 公开密钥密码体制4.3.3 数字摘要经济与贸易学院电子商务系经济与贸易学院电子商务系1W，2I，3T，4C，50，6H，7E，8I，9B。 经济与贸易学院电子商务系源信息(明文)密钥加密加密后的信息(密文)解密后的信息(明文)加密后的信息(密文)因特网密钥解密数据加密过程数据加密过程经济与贸易学院电子商务系明文密文密文明文私钥私钥发送发送方接收方4.3.1 对称式密钥加密技对称式密钥加密技术术1.对称加密对称加密 所谓对称加密，是指使用同一把密钥对信息加密，而对信息解密，同样采用该密钥即可。经济与贸

6、易学院电子商务系2. 2. 基于私有密钥体制的信息认证基于私有密钥体制的信息认证l 基于私有密钥体制采用了对称加密算法，即信息交换双方共同约定一个口令或一组密码，建立一个通讯双方共享的密钥。l 通信的甲方将要发送信息用私钥加密后传给乙方，乙方用相同的私钥解密后获得甲方传递的信息。经济与贸易学院电子商务系图12-1 对称加密示意图经济与贸易学院电子商务系例题例题：l明文：studentl算法：大小写转化l密钥：3-右移3个字母 比如a-dl对称加密后密文是多少呢？lVWXGHW经济与贸易学院电子商务系3. 对称加密算法对称加密算法l DES：一种数据分组加密方法。使用密钥长度为64位，其中有效的

7、密钥长度为56位，8位为奇偶校验.l IDEA：是一个分组大小为64位，密钥为128位，迭代轮数为8轮的迭代型密码体制.经济与贸易学院电子商务系3. 3. 对称式密钥加密技术的优缺对称式密钥加密技术的优缺点点l 优点：加密速度快、保密度高l缺点：密钥传递存在安全隐患、密钥分发复杂、不认识的人之间无法使用、无法解决数字签名验证的问题。经济与贸易学院电子商务系4.3.2 4.3.2 公开密钥密码体公开密钥密码体制制lRSA算法 ：既能用于数据加密，也能用于数字签名的算法。l信息保密原理： 公钥与私钥, 这两个密钥是互补的，即用公钥加密的密文可以用私钥解密，而用私钥加密的密文可以用公钥解密。l签名认

8、证原理：发送方使用自己的私钥加密，可以确认发送人身份。经济与贸易学院电子商务系 1.1.基于公开密钥体制的信息认证基于公开密钥体制的信息认证l公开密钥加密体系采用的是非对称加密算法。使用公开密钥算法需要两个密钥:公开密钥和私有密钥。l公开密钥体制常用的加密算法是RSA算法。图12-2 使用公钥加密和对应的私钥解密的示意图经济与贸易学院电子商务系l在该体制中，加密密钥（又称公开密钥）PK是对外公开的，解密密钥（私有密钥）SK是保密的，l加密算法E和解密算法D也是公开的，l但解密密钥（又称秘密密钥）SK是保密的。l虽然SK是由PK决定的，但却不能根据PK计算出SK。经济与贸易学院电子商务系公开密钥

9、算法具有以下特点用加密密钥PK对明文X加密后，再用解密密钥SK解密即得明文，即DSK(EPK(X)=X；加密密钥不能用来解密，即DPK(EPK(X) )X；在计算机上可以容易地产生成对的PK和SK，但从已知的PK不可能推导出SK。经济与贸易学院电子商务系2 2RSARSA算法的安全性算法的安全性lRSA算法有被破译过吗？l1999年8月，荷兰国家数学与计算机科学研究所家们的一组科学家成功分解了512bit的整数，大约300台高速工作站与PC机并行运行，整个工作花了7个月，可见难度极大。l现有的RSA密码体制支持的密钥长度有512bit、1024bit、2048bit、4096bit等。经济与贸

10、易学院电子商务系4.3.3 数字摘要1.1.数字摘要数字摘要 l数字摘要是采用单向Hash函数对文件中若干重要元素进行某种变换运算得到固定长度的摘要码（数字指纹Finger Print），并在传输信息时将之加入文件一同送给接收方，接收方收到文件后，用相同的方法进行变换运算，若得到的结果与发送来的摘要码相同，则可断定文件未被篡改，反之亦然。经济与贸易学院电子商务系数字摘要过程经济与贸易学院电子商务系2. Hash2. Hash函数应该满足的函数应该满足的3 3个条个条件件l 对同一数据使用同一Hash函数，其运算结果应该是一样的 。l Hash函数应具有运算结果不可预见性，即从源文件的变化不能推

11、导出缩影结果的变化 。l Hash函数具有不可逆性，即不能通过文件缩影反算出源文件的内容。经济与贸易学院电子商务系4.4 电子商务的认证技术l4.4.1 基本认证技术l4.4.2 认证中心与认证体系l4.4.3 安全交易的过程经济与贸易学院电子商务系1 1数字签名数字签名l把HASH函数和公钥算法结合起来，可以在提供数据完整性的同时，也可以保证数据的真实性。完整性保证传输的数据没有被修改，而真实性则保证是由确定的合法者产生的HASH，而不是由其他人假冒。而把这两种机制结合起来就可以产生所谓的数字签名（Digital Signature）。4.4.1 4.4.1 基本认证技术基本认证技术经济与贸

12、易学院电子商务系数字签名过程示意图（1） 发送方首先用哈希函数将需要传送的内容加密产生报文的数字摘要； （2） 送方采用自己的私有密钥对摘要进行加密，形成数字签名；（3） 发送方把原文和加密的摘要同时传递给接收方；（4） 接受方使用发送方的公共密钥对数字签名进行解密，得到发送方形成的报文摘要；（5） 接收方用哈希函数将接收到的报文转换成报文摘要，与发送方形成的摘要相比较，若相同，说明文件在传输过程中没有被破坏； 经济与贸易学院电子商务系2. 数字信封l数字信封是用加密技术来保证只有规定的特定收信人才能阅读信的内容。在数字信封中，信息发送方采用对称密钥来加密信息，然后将此对称密钥用接收方的公开密

13、钥来加密（这部分称为数字信封）之后，将它和信息一起发送给接收方，接收方先用相应的私有密钥打开数字信封，得到对称密钥，然后使用对称密钥解开信息。这种技术的安全性相当高。经济与贸易学院电子商务系数字信封工作过程 （1） 在发送文件时，发送方先产生一个通信密钥，并用这一通信密钥对文件原文进行加密后，再通过网络将加密后的文件传送到接收方；（2） 发送方再把对文件加密时使用的通信密钥用接收方的公开密钥进行加密，即生成数字信封，然后通过网络传送到接收方；（3） 接收方收到发送方传来的经过加密的通信密钥后，用自己的私钥对其进行解密，从而得到发送方的通信密钥；（4） 接收方再用发送方的通信密钥对加密文件进行解

14、密，从而得到文件的原文。 经济与贸易学院电子商务系3. 数字时间戳l交易文件中，时间是十分重要的信息。在书面合同中，文件签署的日期和签名一样均是十分重要的，是防止文件被伪造和篡改的关键性内容。l而在电子交易中，同样需对交易文件的日期和时间信息采取安全措施，而数字时间戳服务（DTS-Digital Time-stamp Service）就能提供电子文件发表时间的安全保护。数字时间戳服务（DTS）是网络安全服务项目，由专门的机构提供。经济与贸易学院电子商务系数字时间戳（）包括：（1）需要加时间戳的文件的摘要（2）收到文件的日期和时间（3）的数字签名经济与贸易学院电子商务系4. 4. 数字证书数字证

15、书数字证书的内容格式：经济与贸易学院电子商务系图12-4 数字证书的组成经济与贸易学院电子商务系数字证书的内容 （1）申请者的信息l第一部分申请者的信息，数字证书里的数据包括以下信息：l版本信息，用来与X.509的将来版本兼容；l证书序列号，每一个由CA发行的证书必须有一个唯一的序列号；lCA所使用的签名算法：RSAl发行证书CA的名称；l证书的有效期限:一般为10年l证书主题名称；l被证明的公钥信息，包括公钥算法、公钥的位字符串表示；l包含额外信息的特别扩展。经济与贸易学院电子商务系（2）发放证书CA的信息l第二部分CA的信息，数字证书包含发行证书CA的签名和用来生成数字签名的签名算法。任何

16、人收到证书后都能使用签名算法来验证证书是否是由CA的签名密钥签发的。经济与贸易学院电子商务系1.1.电子商务的认证体系电子商务的认证体系lSET CA ：所颁发的数字证书主要有持卡人证书、商户证书和支付网关证书。lPKI CA ： PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础设施）是提供公钥加密和数字签字服务的安全基础平台，目的是管理密钥和证书。l用户自己认定的CA。 4.4.2 4.4.2 认证中心与认证体系认证中心与认证体系经济与贸易学院电子商务系安全交易的过程图示4.4.3 4.4.3 安全交易的过程安全交易的过程经济与贸易学院电子商务系 (1) 在甲方，要发送的

17、信息通过哈希函数变换成预先设定长度的报文数字摘要； (2) 数字摘要用甲方的私钥通过RSA算法加密，其结果是一个数字签名； (3) 数字签名和甲方的证书，附着在原始信息上打包；同时，在甲方的计算机上，使用DES算法生成对称密钥给这个信息包加密； (4) 甲方预先收取乙方的证书，并通过其中的公钥为甲方的对称密钥加密，形成一个数字信封； (5) 加密的信息和数字信封通过因特网传输给乙方的计算机； (6) 乙方用自己的私钥解密数字信封，得到甲方的对称密钥； (7) 通过这个密钥，从甲方收到的加密的信息被解密成原始信息、数字签名和甲方的数字证书； (8) 用甲方的公钥（包含在甲方的证书中）解密数字签名

18、，得到报文摘要； (9) 将收到的原始信息通过哈希函数变换成报文摘要； (10) 分别由第(8)步和第(9)步所产生的报文摘要被比较，以确定在传输过程中是否有什么改变，这一步确定信息的完整性。经济与贸易学院电子商务系4.5 安全技术协议 4.5.1 SSL安全协议 4.5.2 SET安全交易协议 4.5.3 SSL协议与SET协议比较经济与贸易学院电子商务系4.5.1 SSL4.5.1 SSL安全协议安全协议 1. 1. 安全套接层协议（）安全套接层协议（）l SSL协议基于TCP/IP ，SSL连接可以看成在TCP/IP连接的基础上建立一个安全通道，在这一通道中，所有点对点的信息都将加密，从

19、而确保信息在Internet上传输时，不会被第三方窃取。l SSL协议可以分为两个子协议：SSL握手协议（Handshake protocol）和SSL纪录协议（Record protocol）。经济与贸易学院电子商务系lA君决定丢掉曾经深爱ApplePowerbook，因为它太重了，他想换之以只有三磅重的SonyNotebook。当然，A君必须购买许多Windows版本的软件产品，他迅速上网找到了几家在线商店，找到了需要的东西。他不想付额外的包装送货费用，而准备立即在网上下载所选中的软件。经济与贸易学院电子商务系l问题1：客户在和谁打交道？l看一下这几个卖主，它们没什么名气，A君选中了一家名

20、为SuperSoft的网上店铺。A君怎么知道这个店铺没有卖给他一个非法拷贝呢？任何用户都想确定得到一个合法的、完整的、正确的正版软件产品，它必须符合升级条件，并得到技术支持。l为了理解SSL是怎样处理这件事的，让我们来看一看SSL在它的“握手”阶段在浏览器和Web服务器之间进行的一系列初始信息交换。在“握手”成功之后，浏览器知道已经建立起了一条保密连接，然后开始下载Web页面上的有关内容。 经济与贸易学院电子商务系l首先，SSL要求服务器向浏览器出示它的证书，证书包括一个公钥，这个公钥是由一家可信证书授权机构签发的，在这个例子中此机构为VeriSign公司。l客户的浏览器能够知道服务器证书的正

21、确性，因为大部分浏览器产品内置了一些基础公共密钥。VeriSign在SuperSoft的公钥上的签名使我们知道SuperSoft是一家合法的公司。l然后浏览器中的SSL软件发给服务器一个随机产生的传输密钥，此密钥由SuperSoft的已验证过的公钥加密。由于传输密钥只能由SuperSoft对应的私有密钥来解密，这证实了该服务器属于SuperSoft。经济与贸易学院电子商务系l虽然SSL保证客户访问的是SuperSoft的Web服务器，且真的有一家叫SuperSoft的公司，但除此以外它不能给我们任何东西。l其中的关键在于：SSL并不能使客户确信SuperSoft接收信用卡支付是得到授权的，该公

22、司是否值得信任。 经济与贸易学院电子商务系l问题2：能保证私秘性吗？l随机产生的传输密钥是核心机密，只有客户的浏览器和SuperSoft的Web服务器知道这个数字序列。这个两方共享的密钥的密文可以通过浏览器安全地抵达Web服务器，Internet上的其他人无法解开它（这就是公共密钥算法的魔力）。在接下来的HTTP通信中SSL采用该密钥保证数据的保密性（通过加密）和完整性（通过hashing）。这就是SSL提供的“安全连接”。经济与贸易学院电子商务系l这时客户需要确认订购并输入信用卡号码。应该感谢SSL，它保证信用卡号码以及其他信息只会被SuperSoft所获取。l客户还可以打印屏幕上显示的已经

23、被授权的订单，这样就可以得到这次交易的书面证据。大多数在线商店在得到你的信用卡号码后出示收到的凭据，这是你已付款的有效证据。 经济与贸易学院电子商务系（1）浏览器请示与服务器建立安全会话。（2）浏览器与Web服务器交换密钥证书以便双方相互确认。（3）Web服务器与测览器协商密钥位数（40位或128位）；客户机提供自己支持的所有 算法清单，服务器选择它认为最有效的密钥生成算法。（4）浏览器将产生的会话密钥用Web服务器的公钥加密传给Web服务器。（5）Web服务器用自己的私钥解密。（6）Web服务器和浏览器用会话密钥加密和解密，实现加密传输。 经济与贸易学院电子商务系3.3.提供的安全服务提供的

24、安全服务l信息保密：通过使用公开密钥和对称密钥技术以达到数据加密l信息完整：利用机密共享和ash组提供信息完整性服务l相互认证：这是客户机与服务器相互识别的过程经济与贸易学院电子商务系4. SSL4. SSL的缺点的缺点l因为SSL除了传输过程外不能提供任何安全保证。 l我们已经听到过大量的黑客通过商家服务器窃取信用卡号的案例。lSET协议可解决此类问题。 经济与贸易学院电子商务系lA君通过Internet为他的手提电脑购买了一条内存，该内存价格还不到100美元。在线订购后，一个销售人员打电话给A君，要求将A君的信用卡复印件及其签名确认传真给他。如果使用SET，这些讨厌的过程将不再必要，因为S

25、ET提供了对交易中涉及各方的认证。 经济与贸易学院电子商务系l虽然通过SSL用信用卡支付提供了对服务器的认证，但是并没有提供对浏览器用户的认证。但只要我们给所有用户都颁发证书，SSL协议就可以解决这个问题 。经济与贸易学院电子商务系l一个基于SET的交易lSET协议规定发给每一个持卡人一个数字证书。客户（持卡者）选中一个口令，用它对数字证书和私钥、信用卡号码以及其他信息加密存储。这些与符合SET协议的软件一起组成了一个SET电子“钱夹”。经济与贸易学院电子商务系l当A君在网上商店SuperSoft选中商品并使用SET钱夹付钱时，商家服务器上的POS软件发报文给A君的浏览器要求SET钱夹付钱，l

26、SET钱夹则要A君输入口令然后与商家服务器交换“握手”消息，让A君确认SuperSoft被授权可以接收信用卡，同时SuperSoft也知道A君是一个合法的持卡人。l这些消息被表示为支付初始化请求和支付初始化响应。经济与贸易学院电子商务系l然后A君的钱夹组织一个报文，这个报文中包括购买订单以及支付命令。支付命令中包括A君的信用卡号码，被加密保护以保证SuperSoft无法获取其中的信息。只有位于商家开户行的被称为支付网关的另外一个服务器可以处理支付命令中的信息。经济与贸易学院电子商务系5.支付授权的消息流程：lPOS软件组织授权请求报文（AuthReq），其中包括A君发给它的支付命令，发给支付网

27、关。l支付网关是一个Internet服务器，是连接Internet与银行内部支付网络系统的桥梁。l在SET这个多方报文协议中的每一方都持有数字证书，该数字证书来源于一个公有SET密钥，这使得每一方都有办法确信其他各方具有得到授权的合法身份。l假如A君的信用卡没有透支的话，支付网关就发给SuperSoft授权响应报文，SuperSoft再组织一个购买响应报文（PRes）发给A君的钱夹。经济与贸易学院电子商务系支付网关收单银行在线商店消费者订单确认审核请求确认协商发卡银行认 证 中 心认证认证认证审核批准确认SET协议工作原理图4.5.2 SET4.5.2 SET安全交易协议安全交易协议1. SET1. SET协议的