网络安全课件要点VIP

计算机网络平安计算机网络平安的本质和内容网络平安从其本质上来讲就是网络上的信息平安。信息平安是对信息的保密性、完整性和可用性的爱护，包括物理平安、网络系统平安、数据平安、信息内容平安和信息基础设施平安等。计算机网络面临的平安性威逼计算机网络上的通信面临以下的四种威逼：(1)截获——从网络上窃听他人的通信内容。(2)中断——有意中断他人在网络上的通信。(3)篡改——有意篡改网络上传送的报文。(4)伪造——伪造信息在网络上传送。截获信息的攻击称为被动攻击，而更改信息和拒绝用户运用资源的攻击称为主动攻击。对网络的被动攻击和主动攻击截获篡改伪造中断被动攻击主动攻击目的站源站源站源站源站目的站目的站目的站网络平安的目标进不来拿不走看不懂改不了跑不了网络平安的攻击手段物理破坏窃听数据阻断攻击数据篡改攻击数据伪造攻击数据重放攻击盗用口令攻击中间人攻击缓冲区溢出攻击分发攻击野蛮攻击SQL注入攻击计算机病毒蠕虫后门攻击欺瞒攻击拒绝服务攻击特洛伊木马

网络信息系统内部人员威胁拒绝服务攻击逻辑炸弹特洛伊木马黑客攻击计算机病毒信息泄漏、篡改、破坏后门、隐蔽通道蠕虫社会工程天灾系统Bug网络平安机制——数据加密机制密码技术是保障信息平安的核心技术。消息被称为明文。用某种方法伪装消息以隐藏它的内容的过程称为加密。加了密的消息称为密文。而把密文转变为明文的过程称为解密。信息加密是保障信息平安的最基本、最核心的技术措施和理论基础。信息加密也是现代密码学主要组成部分。密码学发展历程密码学是一门古老的科学，或许自人类社会出现斗争便产生了密码，以后渐渐形成一门独立的学科。密码学的发展历史大致可以分为三个阶段：在1949年之前，是密码发展的第一阶段——古典密码体制。古典密码体制是通过某种方式的文字置换进行，这种置换一般是通过某种手工或机械变换方式进行转换，同时简洁地运用了数学运算。虽然在古代加密方法中已体现了密码学的若干要素，但它只是一门艺术，而不是一门科学。密码学发展历程从1949年到1975年，是密码学发展的其次阶段。1949年Shannon发表了题为《保密通信的信息理论》的著名论文，把密码学置于坚实的数学基础之上，标记着密码学作为一门学科的形成，这是密码学的第一次飞跃。然而，在该时期密码学主要用在政治、外交、军事等方面，其探讨是在隐私地进行，密码学理论的探讨工作进展不大，公开的发表的密码学论文很少。密码学发展历程1976年，W．Diffie和M．Hellman在《密码编码学新方向》一文中提出了公开密钥的思想，这是密码学的其次次飞跃。1977年美国数据加密标准（DES）的公布使密码学的探讨公开，密码学得到了快速地发展。1994年美国联邦政府颁布的密钥托管加密标准（EES）和数字签名标准（DSS）以及2001年颁布的高级数据加密标准（AES），都是密码学发展史上一个个重要的里程碑。置换密码在置换密码中，每个字母或每一组字母被另一个字母或另一组字母来取代，从而将明文中的字母掩盖起来，也就是在密文中将明文伪装起来。一种常用的方法是将明文字母表移动k个字母，例如k为3，即A变成D，B变成E，C变成F，……Z变成C，此时k就是这种循环移动字母表的通用加密方法的密钥。依据映像方式的不同，可分为单表置换密码和多表置换密码。典型的置换密码：福尔摩斯探案集中的《跳舞的小人》helloworldkhoorzruog算法：置换算法密钥：k=3明文密文一些重要概念一些重要概念密码编码学(cryptography)是密码体制的设计学，而密码分析学(cryptanalysis)则是在未知密钥的状况下从密文推演出明文或密钥的技术。密码编码学与密码分析学合起来即为密码学(cryptology)。假如不论截取者获得了多少密文，但在密文中都没有足够的信息来唯一地确定出对应的明文，则这一密码体制称为无条件平安的，或称为理论上是不行破的。假如密码体制中的密码不能被可运用的计算资源破译，则这一密码体制称为在计算上是平安的。明文X

截获密文Y一般的数据加密模型加密密钥K明文X密文Y截取者篡改ABE运算加密算法D运算解密算法因特网解密密钥K传统基础加密方法置换密码（SubstitutionCipher）换位密码（TranspositionCipher）换位密码换位密码又称代换密码，它不更改保持明文的字母，但是重新对字母进行排序，形成新的密文序列。典型的置换密码：美国南北斗争时期（1861-1865年），军队中曾经运用过的“栅栏”式密码（railfencecipher)现代加密体制分类对称密钥体制非对称密钥体制混合密钥体制对称密钥算法的优缺点优点：加解密速度快。缺点：网络规模扩大后，密钥管理很困难；无法解决消息确认问题；缺乏自动检测密钥泄露的实力。非对称密钥算法的优缺点优点：可以适用网络的开放性要求，密钥管理相对简洁；可以实现数字签名功能。缺点：算法一般比较困难，加解密速度慢。混合密钥体制第一步，数据发送者A用对称密钥把须要发送的数据加密。其次步，A用B的公开密钥将对称密钥加密，形成数字信封，然后一起把加密数据和数字信封传给B。第三步，B收到A的加密数据和数字信封后，用自己的私钥将数字信封解密，获得A加密数据时的对称密钥。第四步B运用A加密的对称密钥把收到的加密数据解开。两类密码体制

1.对称密钥密码体制

所谓常规密钥密码体制，即加密密钥与解密密钥是相同的密码体制。这种加密系统又称为对称密钥系统。数据加密标准DES数据加密标准DES属于常规密钥密码体制，是一种分组密码。在加密前，先对整个明文进行分组。每一个组长为64位。然后对每一个64位二进制数据进行加密处理，产生一组64位密文数据。最终将各组密文串接起来，即得出完全的密文。运用的密钥为64位（实际密钥长度为56位，有8位用于奇偶校验)。2.公钥密码体制公钥密码体制运用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不行行的”密码体制。公钥密码体制的产生主要是因为两个方面的缘由，一是由于常规密钥密码体制的密钥安排问题，另一是由于对数字签名的需求。现有最著名的公钥密码体制是RSA体制，它基于数论中大数分解问题的体制，由美国三位科学家Rivest,Shamir和Adleman于1976年提出并在1978年正式发表的。加密密钥与解密密钥在公钥密码体制中，加密密钥(即公钥)PK是公开信息，而解密密钥(即私钥或秘钥)SK是须要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然秘钥SK是由公钥PK确定的，但却不能依据PK计算出SK。公钥算法的特点发送者A用B的公钥PKB对明文X加密（E运算）后，在接收者B用自己的私钥SKB解密（D运算），即可复原出明文：(7-4)解密密钥是接收者专用的秘钥，对其他人都保密。加密密钥是公开的，但不能用它来解密，即

(7-5)公钥算法的特点（续）加密和解密的运算可以对调，即

在计算机上可简洁地产生成对的PK和SK。从已知的PK事实上不行能推导出SK，即从PK到SK是“计算上不行能的”。加密和解密算法都是公开的。（7-6）公钥密码体制密文Y

E运算加密算法D运算解密算法加密解密明文X明文X

ABB的私钥SKB密文Y

因特网B的公钥PKB3数字签名数字签名必需保证以下三点：(1)报文鉴别——接收者能够核实发送者对报文的签名；(2)报文的完整性——接收者不能伪造对报文的签名；(3)不行否认——发送者事后不能抵赖对报文的签名。现在已有多种实现各种数字签名的方法。但接受公钥算法更简洁实现。密文数字签名的实现D运算明文X明文X

ABA的私钥SKA因特网签名核实签名E运算密文A的公钥PKA数字签名的实现因为除A外没有别人能具有A的私钥，所以除A外没有别人能产生这个密文。因此B信任报文X是A签名发送的。若A要抵赖曾发送报文给B，B可将明文和对应的密文出示给第三者。第三者很简洁用A的公钥去证明A的确发送X给B。反之，若B将X伪造成X‘，则B不能在第三者前出示对应的密文。这样就证明白B伪造了报文。具有保密性的数字签名核实签名解密加密签名E运算D运算明文X明文X

ABA的私钥SKA因特网E运算B的私钥SKBD运算加密与解密签名与核实签名B的公钥PKBA的公钥PKA密文报文摘要MD

(MessageDigest)A将报文X经过报文摘要算法运算后得出很短的报文摘要H。然后然后用自己的私钥对H进行D运算，即进行数字签名。得出已签名的报文摘要D(H)后，并将其追加在报文X后面发送给B。B收到报文后首先把已签名的D(H)和报文X分别。然后再做两件事。用A的公钥对D(H)进行E运算，得出报文摘要H。对报文X进行报文摘要运算，看是否能够得出同样的报文摘要H。如一样，就能以极高的概率断定收到的报文是A产生的。否则就不是。报文摘要算法报文摘要算法就是一种散列函数。这种散列函数也叫做密码编码的检验和。报文摘要算法是防止报文被人恶意篡改。报文摘要算法是细心选择的一种单向函数。可以很简洁地计算出一个长报文X的报文摘要H，但要想从报文摘要H反过来找到原始的报文X，则事实上是不行能的。若想找到随意两个报文，使得它们具有相同的报文摘要，那么事实上也是不行能的。报文摘要的实现A比较签名核实签名报文XHD运算D(H)A的私钥报文XD(H)B报文摘要报文XD(H)发送E运算H签名的报文摘要H报文摘要运算A的公钥报文摘要运算报文摘要报文摘要因特网身份认证查证对方的真实身份身份认证基于共享隐私密钥的认证Diffie—hellman密钥交换协议运用密钥分发中心的认证Kerberos认证协议基于公开密钥系统的认证一.基于共享隐私密钥的认证

（基于对称密钥系统的认证）1.认证过程A,B分别是Alice和BobRA,RB分别是Alice和Bob选择的随机数KAB为Alice和Bob的共享密钥认证过程演示2.反射攻击：利用截获对方的有用信息来攻击对方3.挫败反射攻击：

Alice和Bob从不同的整数集合中选择随机数，例如Alice选奇数Bob选偶数二.Diffie—hellman密钥交换协议其中，n,g为两个大素数，且(n-1)/2和(g-1)/2也都是素数。（保证平安性）认证过程演示问题：真正解决身份认证必需有可信任的第三方三、运用密钥分发中心的认证在网络中，为了削减用户的共享密钥数目，通常须要一个密钥分发中心来管理睬话密钥。密钥分发中心简记为KDC(KeyDistributionCenter)大嘴蛙协议其中，KDC是可信任的密钥分发中心。KS是Alice选择的与Bob共享会话密钥KA是Alice选择的与KDC共享会话密钥KB是Bob与KDC共享会话密钥认证过程演示大嘴蛙协议优缺点优点：每个用户只需维护一个共享密钥，即与KDC的共享密钥。问题：KDC如何鉴定Alice？KA如何产生？缺点：易受到重发攻击挫败重发攻击1.每条消息中加上时间戳，若接收端收到过时的消息则丢弃，但大型网络中很难做到时钟同步2.每条消息中设置一个唯一性的序号（通过检查是否已收到这个序号来推断是否已经过时），但要求每个用户保存以前收到的消息序号AB四、Kerberos认证协议ASTGS运用两台服务器：认证服务器(AS)：在登录时验证用户的身份许可证服务器(TGS)：用于发放“许可证”，证明持证者的确如他所自称得一样ABKerberosAASTGSTKAB,A,KABKBT+1KABA,KSTKS,B,KTGA,KABKB,B,KABKSKTGKAA,KSKS,五、基于公开密钥系统的认证EA和EB分别是Alice和Bob的加密密钥RA,RB分别是Alice和Bob选择的随机数KS为Alice和Bob的共享密钥认证过程演示公钥认证公钥认证：证明某一公钥的确属于某一用户。PKI(公钥基础设施)公钥基础设施PKI公钥基础设施PKI（PubicKeyInfrastructure）又叫公钥体系，是一种标准的公钥证书管理体制，它通过离线的数字证书（公钥证书）来说明某一公钥的真实性。是一种利用公钥加密技术为电子商务的开展供应一套平安基础平台的技术和规范。PKI基础设施接受数字证书来管理公钥，通过第三方的可信任机构——认证机构CA，把用户的公钥和用户的其他标识信息捆绑在一起，在Internet网上验证用户的身份。PKI基本组成一、证书颁发机构(CA)主要职责：验证并标识申请者的身份；签署公钥证书通过平安信道发放证书证书的维护数字证书（公钥证书）X.509版本3数字证书格式一、证书颁发机构(CA)二、注册机构（RA）：分担CA的部分功能三、证书库：公开的，保存全部用户的数字证书四、用户PKI基本组成数字证书的申请和发放数字证书管理机构认证机构CA又称认证中心、证书授予机构，是担当网上认证服务，能签发数字证书并能确认用户身份的受大家信任的第三方机构。注册机构RA完成认证机构与其用户或数字证书申请人间的交互工作数字证书的申请注册数字证书的生成数字证书的更新利用数字证书实现信息平安发送方的工作发送方发送方私有密钥发送方数字证书++信息数字签名‚发送方数字证书加密对称密钥加密后信息ƒ接收方公开密钥加密数字信封„信息数字摘要利用数字证书实现信息平安接收方的工作发送方发送方私有密钥发送方数字证书++信息数字签名‚发送方数字证书加密对称密钥加密后信息ƒ接收方公开密钥加密数字信封„信息数字摘要防火墙的原义是指古代建筑在房屋之间的一道墙，当某一房屋发生火灾的时候，它能防止火势扩散到别的房屋。防火墙是目前一种广泛应用的网络平安技术，它用来限制两个不同平安策略的网络之间互访，从而防止不同平安领域之间的相互危害。防火墙(firewall)防火墙(firewall)防火墙是由软件、硬件构成的系统，是一种特殊编程的路由器，用来