两种密码体制的对比表
第三章 对称密码体制
第三章对称密码体制 计算机科学与技术学院 对称密码体制 §1、对称密码体制简介 §2、典型的对称密码算法 §3、数据加密标准DES §4、高级数据加密标准AES §5、密码分析 §6、分组密码的工作模式 §7、流密码简介 2
3 §对称密码体制（私钥）：加密密钥和解密密钥相同，且都需要保密。 ?优点：加密算法比较简便、高效、密钥简短，对方破译极其困难，且经受住时间的检验和攻击；?缺点：密钥必须通过安全的途径传送。 ?系统的机密性主要取决于密钥的安全性。 ?加密的方式： §按字符逐位加密（流密码） §将明文消息分组（分组密码） ?常用算法：DES ?适用范围：数据加密、消息认证1、对称密钥体制简介
2、典型的对称加密算法 1、DES加密算法 §定义：DES 全称为Data Encryption Standard即数据加密算法，它是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的，1977年，美国把DES用于国家非保密机关。 §DES是一种采用传统加密方法的分组密码。它的算法是对称的，既可用于加密又可用于解密。 §基本思想：DES对64比特二进制数据加密，产生64比特等长的密文数据。使用的密钥为64比特，实际密钥长度为56比特（有8比特用于奇偶校验）。 5 典型的对称加密算法 §2、IDEA算法 ?IDEA（International Data Encryptdri Algorithm）， 即“国际数据加密算法”。 ?IDEA采用基于“相异代数群上的混合运算”的设计思想，其算法的明、密文组位长度为64位，密钥长度为128位。 §3、FEAL-8密码 ?FEAL密码算法家族是日本NTT（日本电报电话公司 ）设计的。密钥组位长度为64比特，明、密文组位长度 为64比特。作为一种分组密码，与DES相比，其增加了 每一轮迭代的算法强度，因此可以通过减少迭代次数而 提高运算速度。 6
一种实现双向认证动态口令身份认证措施
一种实现双向认证的动态口令身份认证方案 来源：网店装修 https://www.360docs.net/doc/1011664734.html, 摘要本文在分析现有动态身份认证系统的基础上，结合使用国际标准加密算法设计了双向通信协议、动态密码生成算法、以及动态重调机制，解决了目前动态身份认证系统只能实现服务器对客户端的单向认证的缺陷，和以牺牲口令随机度来解决“失步”问题的不足。 关键词双向身份认证、动态口令、同步重调，动态身份认证系统 身份认证技术是信息安全理论与技术的一个重要方面，它是网络安全的第一道防线，用于限制非法用户访问受限的网络资源，是一切安全机制的基础。这也就使之成为黑客攻击的主要目标。因此使用一个强健有效的身份认证系统对于网络安全有着非同寻常的意义。 就国内外身份认证技术的发展情况来看，最传统的身份认证方式是帐号——口令方式；新兴的身份认证方式包括：生物特征识别法、动态口令<又称一次性口令）认证法等。本文中主要展开对动态口令认证法的讨论和研究。 1 背景知识介绍 1.1 PKI体系 PKI PKI的基础技术包括加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等。完整的PKI系统必须具有权威认证机构(CA>、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口 一种实现双向认证动态口令身份认证方案 摘要在分析现有动态身份认证系统的基础上，结合使用国际标准加密算法设计了双向通信协议、动态密码生成算法、以及动态重调机制，解决了目前动态身份认证系统只能实现服务器对客户端的单向认证的缺陷，和以牺牲口令随机度来解决“失步”咨询题的别脚。关键词双向身份认证、动态口令、同步重调，动态身份认证系统，别可否认基于动态口令的身份认证系统给络安全带来了福音。它的优点，如动态性、一次性、随机性、多重安全性等，从全然上有效修补了传统身份认证系统存在的一些安全隐患。比如，能够有效防止重放攻击、窃听、推测攻击等。但就目前的研究成果、使用事情来看，它同样也存在这别脚，以及技术上的难关。现有的基于动态口令的身份认证系统都只能实现单向认证，即服务器对客户端的认证，如此就别能幸免服务器端的攻击。随着络应用的多样性进展，越来越多的络应用要求可以实现双向认证以确保双发的利益，如电子商务、金融业务等，所以实现双向认证就成为了身份认证的一具必定趋势。关于同步认证技术来说，保证服务器端和客户端的高度同步是必需的。此时怎么保持服务器和众多客户端同步就成了一具技术难关。基于同步认证技术的动态身份认证系统都存在“微小漂浮”咨询题，也即“失步”。目前的解决方法往往是以牺牲口令的随机度来弥补那个缺陷。这无疑给系统带来了很大的安全隐患。固然异步认证技术别存在“极小”咨询题，但是它进行认证的过程比较繁琐，占用通讯时刻太长，效率比较低。针对上面提到的动态口令认证系统的别脚和缺陷设计了一具新方案。该方案采纳双向认证通信协议实现了双向认证，并设计了一种失步重调机制。2.2改进方案2.2.1双向认证通信协议在那个协议中使用了直接信任模型，即客户端和服务器端经过注册时期而建立直接信任关系。（直接信任是最简单的信任形式。两个实体之间无须第三方介绍而直接建立起来的信任关系称为直接信任。）协议中包括两个时期：注册时期、登陆时期。1）注册时期注册时期是为了让Client和Server建立初始信任关系。整个注册过程经过安全信道进行。注册时期中Client和Server交换各自的id和公钥。服务器端将加密后存储。客户端将加密后存储在令牌中。Client将和本次的动态密码用自己的私钥加密，再和，此次产生的随机数R一并用Server的公钥加密后发送给Server。发送完毕后，客户端会将R备份，并启动计时器，若超过一定时刻T后仍无收到Server的应答数据包则丢弃该随机数R；或在T范围之内收到Server应答数据包进行验证后丢弃该随机数R。，，，一种实现双向认证动态口令身份认证方案飞雪 动态口令身份认证专利技术分析 动态口令能弥补静态口令技术的大部分安全缺陷，广泛应用于身份认证技术中。文章基于CPRSABS和DWPI数据库，对基于动态口令的身份认证技术相关专利进行了梳理和分析，对涉及动态口令技术的研发有较大帮助。 关鍵词：动态口令（OTP）；身份认证；技术演进；专利 Abstract：The one-time password （OTP）can make up for most of the security defects of static password technology，and is widely used in identity authentication technology. Based on the databases of CPRSABS and DWPI，this paper sorts out and analyzes the patents of identity authentication technology based on dynamic password，which is helpful to the research and development of OTP technology. Keywords：one-time password （OTP）；identity authentication；technology evolution；patent 1 概述 本文以基于动态口令身份认证的专利申请作为分析对象，重点分析全球范围内关于动态口令身份认证专利的四个主要技术分支，研究动态口令身份验证技术的技术发展趋势。 2 技术发展概述 随着网络交易的猛增所带来的安全问题日益突出，动态口令身份认证技术开始受到越来越多人的青睐；美国的RSA公司最早开始本领域的专利申请，2001-2008年动态口令身份认证专利申请量增长显著，2009年其申请量达到一个小高峰，2009年至今整体呈现稳步上升的趋势。本文通过分析专利申请的趋势来梳理动态口令技术的技术发展脉络；总的来说，动态口令身份认证技术专利主要集中在以下几个方面：动态口令的产生、口令的下发、口令表现形式以及动态口令与其他认证方法结合的多重认证技术。 2.1 动态口令的产生 动态口令身份机制需要基于一种密码算法，将用户的身份和某种变动因子作为密码算法的输入参数，输出的结果即为动态口令，不同的变动因子构成了不同的动态口令产生技术。 90年代基于动态口令的身份验证技术开始萌芽，美国RSA公司成功研制了基于时间同步的动态口令认证系统RSA SecureID，RSA于1984年抢先进行了专利布局，申请了基于时间同步的动态口令相关专利（US4720860B），其提供一个用户身份唯一标识码以及动态变量，通过预定的算法生成一个不可预测的码，该 一种基于动态口令的身份认证系统研究 傅德胜1，陈 昕2 (南京信息工程大学 计算机与软件学院, 江苏 南京 210044) 摘 要：身份认证在信息安全中起着非常重要的作用，建立安全的身份认证机制成为终端安全的关键之一。作为一种新型的认证模式，动态口令比传统的静态口令更加安全、可靠。本文阐述了动态口令的原理及现有动态口令方案的缺点，设计了一种新型的身份认证系统，并对其有效性进行了分析。 关键词：动态口令；身份认证；安全性 中图法分类号:TP309文献标识码: A A Study of Authentication System based on Dynamic Password FU De-sheng1, CHEN Xin2 (Department of Computer & software, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing Jiangsu 210044, China) Abstract: Identity authentication plays a very important role in the system security, establishing a secure authentication mechanism becomes one of the keys in the terminal security. As a new mode of authentication，dynamic password is more secure and reliable than traditional static password. This paper describes the principle of dynamic password and disadvantages of the existing dynamic protocols，designs a new type of authentication system and analyzes the effectiveness of it. Key words: dynamic password; identity authentication; security 0 引言 身份认证是系统安全中最重要的问题，只有在进行安全可靠的身份认证的基础上，各种安全产品才能最有效地发挥安全防护作用；也只有完成了身份认证，网络系统才可能安全、高效地开放和共享各种网络资源、系统资源、信息资源。 目前大部分网络系统所使用的访问控制方法是传统的静态口令认证技术，通过用户名和口令的匹配来确认用户的合法性。但是，随着网络技术的进一步发展，以静态口令为基础的认证方式面临着很多的安全问题，渐渐无法满足用户的需求。动态口令的概念就是在这样的情况下产生的，它采用了基于同步或者异步方式而产生的一次性口令来代替传统的静态口令，从而避免了口令泄密带来的安全隐患。目前，基于动态口令的身份认证系统已应用在电子商务，电子政务，银行，证券等诸多领域。 1 传统的身份认证方式 传统的身份认证方式就是用户名口令核对法：系统为每一个合法用户建立一个ID／PW 对，当用户登录系统时，提示用户输入自己的用户名和口令，系统通过核对用户输入的用户名，口令与系统内已有的合法用户的ID／PW是否匹配，来验证用户的身份。 这种静态口令认证方式存在很多问题，最常见的是网络数据流窃听、截取/重放、暴力破解、窥探等攻击方式。静态口令的不安全因素是信息系统普遍存在的隐患。基于口令认证的身份鉴别的安全性成为信息安全中迫切需要解决的一个问题，动态口令认证方式应运而1傅德胜，男（1950--），教授，主要研究领域：信息安全 2陈昕，女（1984--），在读硕士研究生，主要研究领域：信息安全 龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/1011664734.html, 基于身份标识的密码体制及其在安全电子邮件的应用 作者：刘镪王胜男 来源：《信息安全与技术》2014年第06期 【摘要】近年来，基于身份标识的密码体制成为密码研究领域的一个热点。本文介绍了基于身份标识的密码学原理及其优缺点，并描述了其在安全电子邮件中的应用。 【关键词】基于身份的密码体制；IBE；电子邮件 1引言 1976年，美国密码学家Diffie和Hellman提出了公钥密码体制的思想，这是密码学上一个重要的里程碑。公钥密码体制不仅具有加密的功能，同时还有认证的功能。在公钥体制架构下，加密和解密分别使用不同的密钥，其中加密密钥（即公钥）是可以公开的，而解密密钥（即私钥）只有解密人自己知道，非法使用者是无法根据公开的加密密钥来推算出解密密钥的。加密密钥的公开使用，使得密钥的分配和管理比对称密码体制更简单。 在传统的公钥密码学中，公钥是与身份无关的随机字符串，存在如何确认公钥真实性的问题。这需要一个可信赖的第三方CA（Certificate Authority），又称证书机构，向系统中的各个用户发行公钥证书。公钥证书上CA的签名可把用户的身份和其公钥紧密地联系起来。在这种架构下，CA机构是一个重要部门，负责用户公钥证书生命周期的每一个环节：生成、签发、存储、维护、更新、撤销等。这种需要证书的密码体制被称为基于证书的公钥密码体制（PKI）。然而，PKI证书管理复杂，需要建造复杂的CA系统，且证书发布、吊销、验证和 保存需要占用较多资源，这就限制了PKI在实时和低带宽环境中的广泛应用。 2基于身份标识的密码体制 为了简化传统的PKI公钥体系架构中CA对用户证书的管理，Shamir于1984年提出了基于身份标识的密码学（IBC）的思想。其基本思想是把用户的身份和其公钥用最自然的方式绑定起来，也就是用户的身份信息就是其公钥。在基于身份标识的密码体制架构下，只要知道某个用户的身份就可以知道他的公钥，而无需再去获取并验证用户的公钥证书。因为公钥不需要分发，传统公钥密码体制的大部分设施都会变得多余了。例如，如果一个用户的身份是其电子邮件地址，那么任意一个信息发送者，只需要知道这个用户的邮件地址，就可以给该用户发送加密信息，而不需要其他机制来分发密钥。 在提出IBC概念的同时，Shamir提出了一个采用RSA算法的基于身份的签名算法（IBS）。但是基于身份的加密算法（IBE）长时间内都没有找到有效地解决方案。直到2001 1概述 1.1研究意义与目的 随着Internet的飞速发展，全球性信息化浪潮也是日新月异的，信息网络技术也正日益普及和广泛应用，不断深入应用层次，同时从传统的小型业务系统，开始逐渐向大型关键业务系统扩展，典型的如金融业务系统、企业商务系统、党政部门信息系统等大型应用领域。Internet的飞速广泛应用，产生的安全问题同时也是重要问题，因为Internet的自由性、开放性和国际性增加了应用自由度，同时也对网络安全造成了严重威胁。 虽然开放的、自由的并且国际化的Internet给企事业单位和政府机构带来了开放和革新，他们可以利用Internet提升效率和侦查市场反应，但同时他们也必须面对网络开放带来的各种网络安全的新危险与新挑战。保障各单位信息网络有效抵抗网络攻击，有效保护网络信息资源，已然成为各单位信息化健康发展的重大事情。当前Internet存在的安全威胁主要表现为:非授权访问网络或计算机资源、信息泄漏或丢失、破坏数据完整性、拒绝服务攻击、利用网络传播病毒。 针对以上攻击手段与各种网络威胁形式，对访问网络系统的用户进行身份认证就显得至关重要，身份认证已经成为网络信息安全领域中非常重要的一个分支。口令认证技术是身份认证中最常用的技术，而静态口令认证技术是目前普遍采用的口令认证技术。其特点是简单、易用同时也具备一定的安全性，但随着攻击手段的多样化、网络应用的复杂化，静态口令技术的安全缺陷也越来越明显，对于安全性要求高的网络应用系统已经不再适用。专门针对静态口令技术的安全缺陷提出的一次性口令认证技术就得到了迅速地发展。但是，目前现有的一次性口令认证方案并不是十分完善，各种方案在执行性能和安全性上都存在着缺陷。设计更加完善的一次性口令认证方案并实现相应的认证系统，让一次性口令认证技术为更多的网络系统提供更加安全可靠的身份认证。这对Internet应用的发展有着重大的意义和积极的推动作用。 1.2口令认证技术的研究现状与发展趋势 美国科学家Leslie Lamport在上世纪80年代初首次提出了利用散列函数产生一次性口令的思想[1]，指的是每个用户每一次同服务器进行身份认证时，认证口令都是以加密后的密文形式在网上传输的，一次性口令的思想指的是在每一次认证时认证口令都是独一无二的，也是密文形式的，也就是说密文口令是一次有效的。Lamport方式就是一次性口令认证实现方式之一。但Lamport方式有个最 PKI身份认证和动态口令身份认证技术比较 ?本文将就网络环境下的PKI认证技术和动态口令认证技术从实现原理、算法安全性、密钥安全性、通信安全性、系统风险性和可实施度六个方面进行技术比较。 1. 身份认证系统概述 对于身份认证而言，其目的就是鉴别网上实体的现实身份，即：网上虚拟实体所代表的现实对象。 举例： Authen（我的账号）网上实体 XXX(姓名隐含) 现实实体 ?现实中能够凭借看到、听到、闻到、接触到、感觉到现实实体的特征来判定对象的真实性。但是在网上如何判定虚拟实体的真实性呢？目前采用各种密码算法的身份认证技术，从表现形式而言有：传统静态口令认证技术、特征认证（如指纹、虹膜）技术、基于单钥的智能卡身份认证技术、基于双钥的智能卡身份认证技术、生物识别身份认证技术、动态口令身份认证技术等。 本文仅对基于双钥的PKI身份认证技术和动态口令身份认证技术进行探讨。 2. 两种身份认证技术实现原理 2.1 PKI身份认证技术实现原理 采用PKI技术的身份认证系统其基本认证模型为： 2.2 动态口令身份认证技术实现原理 动态口令认证技术有至少两个因子，一个是常量，即电子令牌瞬间触电的种子值；另一个是变量，即时间值。 采用动态口令技术的基本认证模型为： 3. 算法安全性分析 对于采用上述PKI基本模型的认证技术而言，其算法安全性目前可以说是安全的，但是某些PKI身份认证系统在认证流程中采用了简单的签名技术；其认证模型为： 随着2004年8月17日美国加州圣巴巴拉召开的国际密码学会议（Crypto’2004）上，山东大学王小云教授所作的破译MD5、HAVAL-128、MD4和RIPEMD算法的报告，宣告采用该种算法的身份认证技术已不再安全。 根据王小云教授的密码分析成果，现有的数字签名技术已不再可靠；因此现有的某些采用签名技术的身份认证系统实际上已经不能保证网络实体的唯一性。对于采用PKI基本模型的认证技术而言，Authentication需要强劲的运算能力，特别是网内用户数量较多且并发量较高的网络环境。 采用动态口令技术的身份认证系统在国内市场可见，其安全性依赖于算法的严格保密。 4. 密钥安全性分析 采用PKI认证技术基本模型的系统而言，其私钥的安全保管可谓是系统整体安全的重中之重。为防止私钥文件的复制，目前多采用两种私钥载体保存私钥。一种是将私钥固化在IC芯片中，另一种是将私钥写入U-KEY外形的闪存中。 对于固化有私钥的IC芯片，其本身是个微系统，复制难度较大。 存储私钥的U-KEY介质目前分为两类，一种是带微系统的U-KEY，计算过程在U-KEY内完成，只输出结果；另一种是不带微系统的U-KEY，计算过程在计算机内存中完成。后者（不带微系统的U-KEY）可能在计算机内存中被复制或影响计算过程。 采用动态口令技术的身份认证系统，用户持有的动态令牌，其本身物理封装，内含一块电池；设计为断电后芯片数据销毁工艺。Authentication端为软件，运行在计算机内存中；对于其计算过程能否被复制的问题，如上所述。 非对称密码体制的认证和对称密码体制的加密 仵惠婷 22620139407 摘要：本文主要介绍在安全网络通信过程中：用非对称密码体制即公钥密码来进行通信双方的身份认证，以确保发送方是真的发送方，接收方是真的接收方；用对称密码体制对通信双方交互的通信数据进行加密的安全网络通信方案。非对称密码体制方案较对称密码体制方案处理速度慢，因此，通常把非对称密钥与对称密钥技术结合起来实现最佳性能。即用非对称密钥技术在通信双方之间传送会话密钥，而用会话密钥来对实际传输的数据加密解密。另外，非对称加密也用来对对称密钥进行加密。 关键词：非对称密码体制；认证；对称密码体制；加密； 1.引言 在要求安全的网络环境下通信双方首先要确认对方的身份是否属实，以防止伪造身份的恶意程序向正常服务发起服务请求，以防止恶意程序截获交付给正常客户程序的正常服务。然后要在整个通信过程中对通信双方交互的通信数据进行加密，以防止即使数据被泄露或者截获也不易被恶意程序篡改或伪造等。在现有密码技术条件下，应用非对称密码体制对通信双方进行身份认证，应用对称密码体制对通信数据进行加密的方案可谓设计精妙。 2.非对称密码体制的认证 非对称密码体制可以对信息发送与接收人的真实身份的验证、对所发出/接收信息在事后的不可抵赖以及保障数据的完整性是现代密码学主题的另一方面。 首先要介绍的是证书和CA。其中证书是将公钥和公钥主人名字放在一起被CA权威机构的私钥签名，所以大家都认可这个证书，而且知道了公钥的主人。而CA就是这个权威机构，也拥有一个证书，也有私钥，所以它有签字的能力。网上的公众用户通过验证CA的签字从而信任CA，任何人都应该可以得到CA的证书，用以验证它所签发的证书。如果一个用户想鉴别另一 云南大学数学与统计学实验教学中心实验报告 一、实验目的： 通过实验掌握AES加密实验的构造算法，以及其重要思想。 二、实验内容： 查阅资料，实现AES密码体制的编码算法、译码算法、子密钥生成算法 三、实验环境 Win7、Eclipse 四、实验过程（请学生认真填写）： 实验过程、结果以及相应的解释： 1. 预备知识 密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），是一种对称加密的方法。 本实验使用Java平台来编写的，虽然在java中已经很好的实现了AES等安全机制，但是为了了解如何实现，还是写了一个AES加密的java程序。 2. 实验过程 A、原理分析： 大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。 AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“体（state）”，其初值就 是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支 持更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均 包含4个步骤： AddRoundKey —矩阵中的每一个字节都与该次回合金钥（round key）做XOR运算；每个子 密钥由密钥生成方案产生。 SubBytes —通过一个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。 ShiftRows —将矩阵中的每个横列进行循环式移位。 MixColumns —为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的 四个字节。 最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。 B、具体代码如下： //如6.2，若是将每一行看做是一个对象的话 //具体实现的整体结构思想如此下图 动态口令双因素认证及其应用_动态口令认证失败 摘要：身份认证是信息安全技术领域的一个重要部分，文章阐述了身份认证的主要因素和动态口令双因素认证的机制，并详细分析了动态密码双因素认证技术在各种信息系统中的应用。关键词：双因素认证；动态口令；一次性口令；信息安全技术0 引言目前最普遍采用的身份认证机制是结合用户ID和密码的身份认证方案，它已经被广泛的应用于各种网络和系统中。用户的密码过于简单或容易被猜中，用户使用密码存在不良习惯，都可能造成密码的失窃。许多企事业单位开始意识到密码已经不能满足他们对关键信息资源保护的需求，开始着手实施更可靠的身份认证方案来保护他们的信息资源。目前主要采用的强认证方案是动态口令双因素认证方案。 1 双因素身份认证在信息安全领域，对共享信息资源保护的第一步就是实施一种用户身份认证服务。通常这―服务基于指定的用户ID，系统或者网络通过某种方式识别出使用者，这个过程就是身份认证(Authentication)。身份认证是最重要的安全服务，也是其他安全控制的基础，比如访问控制机制基于用户ID来分配信息资源，日志记录机制基于用户ID控制用户的访问和使用信息”。身份认证过程是基于“某种信息片段”如密码、指纹等进行的，这些信息片段被称为认证因素(Authentication factor)。认证因素通常可以分为以下三类：第一类因素是指“你所具备的特征(something you are)”，通常是使用者本身拥有的惟一生物特征，例如指纹、瞳孔、声音等。第二类因素是指“你所知道的事物(something you know)”，通常是需要使用者记忆的身份认证内容，例如密码和身份证号码等。第三类因素是指“你所拥有的事物(Something you have)”，通常是使用者拥有的特殊认证加强机制，例如动态密码卡，IC卡，磁卡等。采 一种实现双向认证的动态口令身份认证方案来源：网店装修 https://www.360docs.net/doc/1011664734.html, 摘要本文在分析现有动态身份认证系统的基础上，结合使用国际标准加密算法设计了双向通信协议、动态密码生成算法、以及动态重调机制，解决了目前动态身份认证系统只能实现服务器对客户端的单向认证的缺陷，和以牺牲口令随机度来解决“失步”问题的不足。 关键词双向身份认证、动态口令、同步重调，动态身份认证系统 身份认证技术是信息安全理论与技术的一个重要方面，它是网络安全的第一道防线，用于限制非法用户访问受限的网络资源，是一切安全机制的基础。这也就使之成为黑客攻击的主要目标。因此使用一个强健有效的身份认证系统对于网络安全有着非同寻常的意义。 就国内外身份认证技术的发展情况来看，最传统的身份认证方式是帐号——口令方式；新兴的身份认证方式包括：生物特征识别法、动态口令（又称一次性口令）认证法等。本文中主要展开对动态口令认证法的讨论和研究。 1 背景知识介绍1.1 PKI体系 PKI（Public Key Infrastructure 公共密钥基础设施）是一种遵循标准的密钥管理平台，它能够为所有网络应用透明的提供采用加密和数字签名等密码服务所必需的密钥和证书管 理。公共密钥基础设施则是希望从技术上解决网上身份认证、信息的保密性、信息的完整性和不可抵赖性等安全问题，为网络应用提供可靠的安全服务。 PKI的基础技术包括加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封、双重数字签名等。完整的PKI系统必须具有权威认证机构(CA)、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口（API）等基本构成部分，构建PKI也将围绕着这五大系统来着手构建。 1.2 RSA加密算法 RSA加密算法，又称非对称算法，采用公钥——私钥对来对信息进行加、解密。 RSA加密算法的过程如下： （1）取两个随机大素数p和q（保密）。 （2）计算公开的模数r=pq(公开)。 （3）计算秘密的欧拉函数? =（p-1）(q-1)（保密），丢弃两个素数p和q。 （4）随机选取整数e，满足gcd(e， ?)=1(公开e，加密密钥)。 （5）计算d，满足de≡1(mod ?)(保密d，解密密钥，陷门信息) （6）将明文x（其值的范围在0到r-1之间）按模为r自乘e次幂以完成加密操作，从而产生密文y（其值也在0到r-1范围内） 对称密钥密码系统 2000多年以前，罗马国王Julius Caesar使用过现今被称为“凯撒密码”的加密算法。此加密算法其实是“移位密码”算法的一个特例。由于移位密码安全性不高，使用穷举爆力技术很容易将其破解，于是人们发明了“代换密码”。而移位密码其实是代换密码的一个子集。虽然代换密码安全性有所提高，使用穷举爆力技术较难破解，然而使用统计密码分析技术却可以很容易地破解代换密码。 到了几百年前，有人发明了“置换密码”有时也叫“换位密码”，之后现代密码技术开始出现。很多人把Claude Shannon誉为现代密码学之父，他提出了“扩散”和“混淆”来构造密码体制的基本要素。这种加密技术可以有效的挫败使用统计分析技术来破解密码。 1973年，Horst Feistel公开了他的“Feistel密码”，这是第一个体现密码之父Shannon思想的密码系统。目前，几乎所有的对称密码系统都使用了Feistel密码的设计特征。 1973年，（美）国家标准局（NBS），即现在的（美）国家标准技术研究所（NIST）公布了征求国家密码标准的提案，人们建议了许多的密码系统。 1977年7月，NBS经过对众多的密码系统进行评估后，采纳了IBM在20世纪60年代（1960s）研制出来的一个密码系统作为数据加密标准（DES），此系统是由Horst Feistel领导的一个研究组研制出来的。这个密码系统基于一个称为LUCIFER[Fic73]的密码系统。LUCIFER密码系统本质上是Feistel密码的一个推广。 1983年、1988年和1993年，DES再度被认定为（美）国家标准。 1997年，RSA实验室发布了一个以10000美元作为酬金的挑战：寻找一个前面带有一个已知明文块的密文的DES密钥。由Roche Verse牵头的一个工程小组动用了70000多台通过因特网连接起来的计算机系统，使用穷举爆力攻击程序大约花费96天的时间找到了正确的DES密钥。意识到DES已经快完成它的历史使命，NIST于1997年1月宣布了一项选择一个用作高级加密标准（AES）的候选算法的计划：这个新的标准的将取代DES。 基于公钥密码体制的数据加密 摘要：公开密钥算法的原理是加密密钥和解密密钥分离，可将加密密钥公之于众，谁都可以使用；而解密密钥只有解密人自己知道。任何人利用这个加密密钥和算法向该用户发送的加密信息，该用户均可以将之还原。公钥加密算法中使用最广的是RSA。RSA使用两个密钥，一个公共密钥，一个专用密钥。如用其中一个加密，则可用另一个解密。本文综述了公钥体系及其应用RSA算法，也讨论了相关的攻击手段。 关键字：公钥密码加密技术 RSA Abstrat：Public-key algorithm encryption and decryption key principle is key separation, but will encryption key in the open, who can use; And decryption decryption key only themselves know. Any person to use the encryption key and to the user to send the algorithm of the encrypted information, the user can be will restore. Public key encryption algorithm used in the most extensive is RSA. RSA use two keys, a public key, a special key. If use one of the encryption, usable another decryption. This paper reviewed the application of RSA public key system and its algorithm, and also discussed the related attack means. Key：Public key password Encryption technology RSA 1 公钥密码体系背景 通常信息安全的目标可以概括为解决信息的以下问题：保密性(Confidentiality)保证信息不泄露给未经授权的任何人；完整性（Integrity）防止信息被未经授权的人篡改；可用性（Availability）保证信息和信息系统确实为授权者所用；可控性（Controllability）对信息和信息系统实施安全监控，防止非法利用信息和信息系统。 密码是实现一种变换，利用密码变换保护信息秘密是密码的最原始的能力，然而，随着信息和信息技术发展起来的现代密码学，不仅被用于解决信息的保密性，而且也用于解决信息的完整性、可用性和可控性。可以说，密码是解决信息安全的最有效手段，密码技术是解决信息安全的核心技术。 公开密钥算法是在1976年由当时在美国斯坦福大学的迪菲（Diffie）和赫尔曼(Hellman)两人首先发明的（论文"New Direction in Cryptography"），思想不同于传统的对称密钥密码体制，它要求密钥成对出现，一个为加密密钥(e)，另一个为解密密钥(d)，且不可能从其中一个推导出另一个，其原理是加密密钥和解密密钥分离。在公钥体制中，加密密钥不同于解密密钥。人们将加密密钥公之于众，谁都可以使用；而解密密钥只有解密人自己知道。这样，一个具体用户就可以将自己设计的加密密钥和算法公诸于众，而只保密解密密钥。任何人利用这个加密密钥和算法向该用户发送的加密信息，该用户均可以将之还原。 自1976年以来，已经提出了多种公开密钥密码算法，其中许多是不安全的，一些认为是安全的算法又有许多是不实用的，它们要么是密钥太大，要么密文扩展十分严重。多数密码算法的安全基础是基于一些数学难题，这些难题专家们认为在短期内不可能得到解决。因为一些问题(如因子分解问题)至今已有数千年的历史了。 一般理解密码学(Cryptography)就是保护信息传递的机密性，而对信息发送与接收人的真实身份的验证、对所发出/接收信息在事后的不可抵赖以及保障数据的完整性是现代密码学主题的另一方面。公开密钥密码体制对这两方面的问题都给出了出色的解答，并正在继续产生许多新的思想和方案。 公用密钥的优点就在于，也许你并不认识某一实体，但只要你的服务器认为该实体的CA是可靠 1引言 计算机的发展给人类带来了前所未有的便利,以计算机信息技术为手段的企业信息化建设,已成为企业必不可少的部分。计算机CAD技术高速度、高精度和高效等的优点,已经逐步取代手工设计,广泛应用于产品设计工作中。CAD图纸,在任何时候,都是一个企业的命脉。在使用SolidWorks等软件绘制图纸的过程中,作为企业是否经常会考虑:我们厂刚刚设计出来的新产品,怎么市场上别的牌子的产品也已经上市啦?技术人员的流动,是否会同时有图纸的流动?我们花了几十万买的图纸,怎么隔壁的那个厂子图纸和我们的一样呢?我们的光驱、软驱、U盘接口都封掉了,可是图纸怎么还是传出去啦?解决这些问题的一种有效方法就是使用现代密码技术,加密技术是保障信息安全的最基本的、最核心的技术措施。对CAD图纸进行加密应该是一种比较合适的安全保密措施 2密码技术 2.1基本概念 密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换,随着通信技术的发展,对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。随着先进科学技术的应用,密码学已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。密码就是一组含有参数K的变换E。设已知信息M,通过变换E得到密文C。即C=EK(M)这个过程称之为加密,参数K称为密钥。 2.1.1传统密码学 自从有了人类社会就有了信息交流,特别是出现了战争,为了信息交流的安全,就出现了密码技术。从古代到16世纪末由于这个时期生产力低下,产生的许多密码体制都是可用纸笔或者简单的器械实现加密/解密的,这个时期的密码体制主要有两大类:一类是换位密码体制,另一类是代替密码体制。从二十世纪初到20世纪50年代末,为了适应密码通信的需要,密码设计者设计出了一些采用复杂的机械和电动机械设备实现信息加密/解密操作,他们代替了繁重的手工作业方式,在战争中发挥了重要的作用。转轮密码机是这一时期的杰出代表。 2.1.2现代密码学 对称密钥密码体制又称为单密钥密码体制或秘密密钥密码体制。这种密码体制的加密密钥和解密密钥相同,或者虽然不相同,但可由其中的任意一个可以和容易地推导出另一个。传统的密码学都是属于对称密钥密码体制。现在,在传统密码学地基础上对称密码体制也有了新地发展,像序列密码,分组密码,还有对称密钥密码体制的典型代表:数据加密标准DES和高级数据加密标准AES。非对称密钥密码体制又称为双密钥密码体制或公开密钥密码体制。这种密码体制的加密/解密操作分别使用两个不同地密钥,并且不可能由加密密钥推导出解密密钥。采用非对称密钥密码体制的每个用户都有一对相互关联而又彼此不同地密钥,使用其中的一个密钥加密的数据,不能使用该密钥自身进行解密,而只能使用对应的另一个密钥进行解密。在这一对密钥中,其中一个密钥称为公钥,它可以公开并通过公开的信道发给任何一位想与自己通信的另 1【单选题】（）适用于开放的使用环境。P114 A、分组密码体制 B、对称密码体制 C、序列密码体制 D、非对称密码体制 我的答案：D 得分：2.3分 2【单选题】（）是为网络上下载的软件提供凭证。P134 A、服务器凭证 B、企业凭证 C、软件凭证 D、个人凭证 我的答案：C 得分：2.3分 3【单选题】加密系统数学描述S=｛P,C,K,E,D｝中，K代表（）。P113 A、密钥 B、明文 C、解密算法 D、加密算法 我的答案：A 得分：2.3分 4【单选题】PGP的（）功能通过将传送的消息加密实现。P122 B、压缩 C、身份验证 D、电子邮件兼容性 我的答案：A 得分：2.3分 5【单选题】（）用于提供证书下载服务。P150 A、注册机构RA B、LDAP服务器 C、安全服务器 D、CA服务器 我的答案：C 得分：2.3分 6【单选题】通过一个密钥和加密算法将明文变换成的伪装信息，称为（）。P113 A、解密 B、密钥 C、密文 D、加密算法 我的答案：C 得分：2.3分 7【单选题】按照SET协议要求，CA体系结构中（）是离线并被严格保护的。P152 A、持卡人CA C、品牌CA D、支付网关 我的答案：B 得分：2.3分 8【单选题】在CA体系结构中起承上启下作用的是（）。P150 A、注册机构RA B、安全服务器 C、CA服务器 D、LDAP服务器 我的答案：A 得分：2.3分 9【单选题】PGP是一个基于（）公匙加密体系的邮件加密软件。P116 A、3DES B、RSA C、DES D、RC2 我的答案：B 得分：2.3分 10【单选题】加密一封电子邮件发给朋友，为了只让收件人看到这封邮件，需要用（）加密。P118 A、收件人的公钥 第23卷第6期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.23,No.6 2007年11月 Journal of Qiqihar University Nov.,2007 对称密码体制及其算法研究 于学江 （齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006） 摘要：密码算法是实现网络信息安全的基础，本文对现代密钥密码算法及体系进行了研究，介绍了对称密码体制 与非对称密码体制，重点分析了对称密码体制中分组密码与序列密码算法的原理、性质，比较了分组密码与序列 密码的不同应用特性。 关键词：对称密码体制；分组密码算法；序列密码算法 中图分类号：TP309.7 文献标识码：A 文章编号：1007-984X(2007)06-0038-03 1 现代密码体制 现代密码体制的研究基本上沿着两个方向进行，即对称密码体制和非对称密码体制。对称密码体制又称单钥或私钥密码体制。在对称密码体制中，加密密钥和解密密钥是一样的或彼此之间容易相互确定，因此对称密码体制的安全性主要取决于密钥的安全性。按加密方式不同，对称密码算法可分为分组密码和序列密码。分组密码是将消息进行分组，并按组加密。而序列密码是利用密钥序列对明文进行逐比特加密从而产生密文。 非对称密钥密码体制，又称为双钥或公钥密码体制。在非对称密钥密码体制中，加密密钥不同于解密密钥，加密密钥公之于众，谁都可以使用。解密密钥只有解密人自己知道，分别称为公开密钥和秘密密钥。 2 对称密码算法 2.1 分组密码 分组密码的基本原理是将明文分成固定长度的组（块），如64 bit一组，用同一密钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文。目前最常用的对称加密算法有数据加密标准的DES、新一代分组加密标准AES、国际数据加密算法IDEA、Blowfish加密算法等，他们的加密原理都是Feistel分组密码结构。其中以DES 算法最为著名，是到目前为止使用最广的算法。 2.1.1 DES密码算法 DES 算法是将64 bit 的明文初始重排后，在密钥控制下进行16次复杂的非线性变换，得到64 bit 的预输出，接着再对预输出经过一次逆初始化重排。整个算法是代替法和换位法的组合，共叠代16层。该算法分3个阶段实现： 1）对输入的明文分组m 进行固定的初始置换函数IP ，该初始置换可表示为 000)(R L m IP m == （1） 2）计算函数f 的16次迭代运算，即 1?=i i R L ),(11i i i i K R f L R ??⊕= )16,,2,1("=i （2） 其中i k 是48位的子密钥，子密钥是作为密钥k 的函数而计算出的。f 称为“S 盒函数” ，是一个替代密码。这个运算的特点是交换两半分组，这一轮的左半分组输入是上一轮的右半分组输出。交换运算是一 收稿日期：2007-07-17 作者简介：于学江(1964-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，副教授，大学本科，主要从事数学教育、算法分析设计等研究，Email:yuxjph@https://www.360docs.net/doc/1011664734.html,。一种实现双向认证动态口令身份认证方案
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