1)被动式攻击
2)主动式攻击
几种常见的方式:
① 篡改:
攻击者篡改网络上传送的报文,比如,彻底中断,伪造报文;
② 恶意程序:包含的种类有:
③ 拒绝服务(DoS,Denial of Service)
攻击者向互联网上的某个服务器不停地发送大量分组,使该服务器无法提供正常服务,甚至完全瘫痪。
④ 交换机攻击
攻击者向以太网交换机发送大量伪造源 MAC地址的帧,交换机收到MAC地址后,进行学习并记录,造成交换表很快被填满,无法正常工作。
人们一直希望能够设计出一种安全的计算机网络,但不幸的是,网络的安全性是不可判定的,只能针对具体的攻击设计安全的通信协议。
计算机网络安全的四个目标
1)保密性:要求只有信息的 发送方 和 接收方 才能懂得所发送信息的内容,而信息的截获者则看不懂所截获的内容。以此,对付 被动攻击 ;
2)端点鉴别:要求计算机网络必须能够 鉴别 信息的 发送方 和 接收方 的真实身份。对付 主动攻击 ;
3)信息的完整性:要求信息的内容没有被人篡改过;
4)运行的安全性:要求计算机系统运行时的安全性。 访问控制 是一种应对方法。对付 恶意程序 和 拒绝服务攻击 。
发送者向接受者发送明文 P,通过加密算法运算,得到密文 C。接收端通过解密算法解密,得到明文P。
如果不论截取者获得多少密文,但在密文中都没有足够的信息来唯一的确定出对应的明文,则这一密码体制称为 无条件安全的 ,或成为 理论上是不可破的 。
在无任何限制的条件下,目前几乎所有的密码体制均是可破的。
人们关心的是研制出 在计算机上(而不是理论上)是不可破的密码体制 。如果一个密码体制中的密码,不能在一定时间内被可以使用的计算机资源破译,那么这一密码体制称为 在计算上是安全的 。
2)发展史
对称密码体制,也就是, 加密密钥 与 解密密钥 使用相同的密码体制。
1)数据加密标准(DES)
属于对称密钥密码体制。1977年,由 IBM公司提出,被美国定位联邦信息标准,ISO 曾将 DES 作为数据加密标准。
2)高级加密标准(AES)
1976年,由斯坦福大学提出,使用不同的 加密密钥 和 解密密钥 ;
1)公钥密码出现的原因
① 对称密钥密码体制的密钥分配问题;
② 对数字签名的需求。
2)对称密码的挑战
对称密码体制中,加密/解密的双方使用的是 相同的密钥 。
那么,如何让双方安全的拥有相同的密钥?
① 事先约定:给密钥管理和更换带来极大的不便;
② 信使传送:不该用于高度自动化的大型计算机系统;
③ 高度安全的密钥分配中心:网络成本增加;
3)三种公钥
① RSA 体制:1978年正式发表,基于数论中的大数分解问题的体制;
4)差异:
公钥加密算法开销较大,并不会取代传统加密算法。
5)密码性质
任何加密算法的安全性取决于密钥的长度,以及攻破密文所需的计算量。
书信或文件是根据亲笔签名或印章来证明其真实性的。(伪造印章,要坐牢)
1)核实:接受者能够核实发送者对报文的签名,也就是,确定报文是否是发送者发送的;
2)无篡改:接受者确信所收到的数据和发送者发送的完全一样,没有被篡改过。称为 报文的完整性 。
3)不可否认:发送这时候不能抵赖对报文的签名,叫 不可否认 。
1)A用其私钥对报文进行D运算,获得密文;
2)接收方,通过A的公钥解密,核实报文是否是A发送的。
1)核实保证:只有A有私钥,加密有唯一性;
2)无篡改:篡改后,无A的私钥,无法加密;
3)不可否认:其他人无A的私钥;
疑问:是否利用产生一个A的公钥可以解密的私钥,就可以冒充A?
上述操作,对数据进行了签名,但是,没有对数据进行加密。所有,拥有公钥的人都可以破解。
1)具有保密性的数字签名:
① 发送方,利用A的私钥对数据进行签名;
② 发送方,利用B的公钥对数据进行加密;
③ 接收方,利用B的私钥对数据进行解密;
④接收方,利用A的公钥对数据进行鉴权。
鉴别 是要验证通信的双方确实是自己所要通信的对象,而不是其他的冒充者。
并且,所传送的报文是完整的、没有被他人篡改过。
0)动机
① 数字签名:就是一种**报文鉴别技术;
② 缺陷:对较长的报文进行数字签名会给计算机增加非常大的负担,因此这就需要进行较多的时间来进行计算;
③ 需求:一种相对简单的方法对报文进行鉴别;
④ 解决办法:密码散列函数;
1)密码散列函数
作用:保护明文的完整性;
① 散列函数 的特点:
② 密码散列函数 的特点:
2)实用的密码散列函数:MD5 和 SHA-1
① MD5
② SHA
美国技术标准协会 NIST 提出 SHA 散列算法。
3)报文鉴别码
① 散列函数的缺点:可能被其他人篡改,然后,计算相应的正确散列值;
② 报文鉴别码:生成报文的散列后,对散列进行加密生成报文鉴别码;
1)差别
2)鉴别方法
A向远端的B发送带有自己身份A和口令的报文,并使用双方约定好的共享对称密钥进行加密;
3)存在的问题
可能攻击者处于中间人,冒充A向B发送口令,并发送公钥,最后,成功冒充A,获取A的重要数据;
4)总结
重要问题:公钥的分配,以及公钥的真实性。
密码算法是公开的,网络安全完全基于密钥,因此 密钥管理 十分重要;包括:
1)挑战
① 密钥数量庞大:n个人相互通信,需要的密钥数量 n(n-1);
② 安全通信:如何让通信双方安全得到共享密钥;
2)解决方案
密钥分配中心:公共信任的机构,负责给需要秘密通信的用户临时分配一个会话密钥(使用一次);
3)处理过程
① 用户 A 发送明文给蜜月分配中心 KDC,说明想和用户 B通信。
② KDC 随机产生 “一次一密” 的会话密钥KAB,然后,用KA加密发送给A 密钥KAB和票据。
③ B收到A转来的票据,并根据自己的密钥KB解密后,就知道A要和他通信,并知道会话密钥KAB。
4)
这一系统现在已广泛用于电子护照中,也就是下一代金融系统使用的加密系统。
移动通信带来的广泛应用,向网络提出了更高的要求。
量子计算机的到来将使得目前许多使用中的密码技术无效,后两字密码学的研究方兴未艾。