信息安全课后思考题答案

第二章：

2.1 对称密码的基本因素是：明文，加密算法，秘密密钥，密文，解密算法

2.2 替换和转换

2.3 1个

2.4 流密码是一个比特一个比特的加密，分组密码是若干比特同时加密。

流密码通常是在特定硬件设备上实现。分组密码既可以在硬件实现，也方便在计算机上软件实现。

2.5 密钥搜索和穷举方法

2.6 出于加密与解密的考虑，一个密码模式必须保证加密与解密的可逆性。在密码分组链接模式中，对明文与前一密文分组异或后加密，在解密时就要先解密再异或才能恢复出明文；在计数器模式中，对计数器值加密后与明文异或产生密文，在解密时，只需要相同的计数器加密值与密文异或就可得到明文。

2.7 它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强，原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解；3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。

三重DES有四种模型。

（a）使用三个不同密钥，顺序进行三次加密变换

（b）使用三个不同密钥，依次进行加密-解密-加密变换

（c）其中密钥K1=K3,顺序进行三次加密变换

（d）其中密钥K1=K3，依次进行加密-解密-加密变换

2.8 3DES加密过程中的第二步使用的解密没有密码方面的意义。它的唯一好处是让3DES的使用者能够解密原来单重DES使用者加密的数据

第三章：

3.1：

单向散列函数，消息认证码MAC，利用常规加密的消息认证

3.2：

一种认证技术。利用私钥产出一小块数据，并将其附到消息上。这种技术称为消息验证码。

3.3：

A．使用传统加密。B.使用公钥加密。C.使用秘密值。

3.4：

1 H可使用于任意长度的数据块

2 H能生成固定长度的输出

3 对于任意长度的x，计算H（x）相对容易，并且可以用软/硬件方式实现

4对于任意给定值h,找到满足H(x)=h的x在计算机上不可行。

5对于任意给定的数据块x,找到满足H（y）=H(x)，的y=!x在计算机上是不可行的。

6找到满足H（x）=H(y)的任意一对（x,y）在计算机上是不可行的。

3.5：

压缩函数也具有散列函数的特征，具有抗碰撞能力的压缩函数可以被用来设计成消息认证方法。Whirlpool算法就是采用AES分组加密方法使用于压缩函数。

3.6：

明文，加密算法，公钥和私钥，密文，解密算法

3.7：

加密/解密：重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。

数字签名：一种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。

密钥交换：一种用以获得认证密钥的协议。由internet工程任务组负责制定。

3.8：

传统加密算法中使用的密钥被特别地称为密钥，用于公钥加密的两个密钥被称为公钥和私钥。私钥总是保密的，但仍然被称作私钥而不是密钥，这是为了避免与传统加密混淆。

3.9：

种类似写在纸上的普通的物理签名，但是使用了公钥加密领域的技术实现，用于鉴别数字信息的方法。

第四章：

4.1：

1 通过物理方法传递；

2依靠第三方通过物理方式传递给通信双方

3一方用旧密钥加密新密钥传递给另一方

4.2：

主密钥（Master key）是被客户机和服务器用于产生会话密钥的一个密钥。这个主密钥被用于产生客户端读密钥，客户端写密钥，服务器读密钥，服务器写密钥。主密钥能够被作为一个简单密钥块输出

会话密钥是指：当两个端系统希望通信，他们建立一条逻辑连接。在逻辑连接持续过程中，所以用户数据都使用一个一次性的会话密钥加密。在会话和连接结束时，会话密钥被销毁。

4.3：

密钥分发中心判断那些系统允许相互通信。当两个系统被允许建立连接时，密钥分发中心就为这条连接提供一个一次会话密钥。

4.4：

一台Kerberos服务器，若干客户端和若干应用服务器。

4.5：

一个提供全套服务的Kerberos 环境，包括一台Kerberos 服务器、若干台客户端和若干应用服务器的这种环境被称为Kerberos域。

4.6：

版本5要解决版本4在两方面的局限：环境上有6个方面的不足和技术上有5个方面的缺陷。

4.7：

随机数是专门的随机试验的结果。

4.8：

1公钥分发2利用公钥加密分发私钥

4.9：

一是目录管理员的私钥安全，二是目录管理员保存的记录安全。

4.10：

双方使用证书来交换密钥而不是通过公钥管理员。证书包含公钥和公钥拥有者的标志，整个数据块由可信的第三方进行签名。

4.11 ：

1.任何通信方可以读取证书并确定证书拥有者的姓名和公钥。

2.任何通信方可以验证该证书出自证书管理员，而不是伪造的。

3.只有证书管理员可以产生并更新证书。

4.任何通信方可以验证证书的时效性。

4.12：

1、X.509定义了一个使用X.500目录向其用户提供认证服务的框架

2、X.509是一个重要的标准，因为、X.509中定义的证书结构和认证协议在很大环境下都会使用。

3、X.509最初发布于、1988年

4、X.509基于公钥加密体制和数字签名的使用。

4.13：

在多个CA认证中心之间需要相互认证各自的用户时，由各个CA认证中心相互认证的证书，形成一个证书链，通信双方通过这个证书链取得相互信任。

4.14：

每一个存放在目录中的证书撤销列表都由证书发放者签名，并且包括：发放者的名称，列表创建日期，下一个CRL计划发放日期和每一个被撤销证书的入口。当用户从消息中得到证书时，必须要确定证书是否被撤销。用户可以在每次收到证书时检查目录。为了避免由目录搜索带来的延迟，用户可以维护一个记录证书和被撤销证书列表的本地缓存。

第五章：

1.

采用IPSec方法的优势是在网络层上实现安全，对于终端用户和应用是透明的，用户和应用程序不必考虑安全机制。采用SSL/TLS方式的优势是在传输层上实现安全传输，在Web 拂去其和Web客户端嵌入该安全方法，就能够保证互联网上实现且安全的访问。而采用诸如PGP、SET等方法的优势是可以针对特定的需求和应用，定制特别的安全机制。该机制是在应用层上实现安全访问。

2.

SSL记录协议，SSL握手协议，SSL密码变更规格协议，SSL报警协议。

3.

连接是一种能够提供合适服务类型的传输。会话：SSL会话是客户与服务器之间的一种关联。

4.

会话标识符：是由服务器选择的任意字节序列，用于标识活动的会话或可恢复的会话状态。

对方证书：会话对方的X.509v3证书。该参数可为空。

密码规格：用于说明对大块数据进行加密采用的算法，以及计算MAC所采用的散列算法。

主密钥：一个48字节长的秘密值，由客户和服务器共享。

可恢复性：用于指示会话是否可以用于初始化新的连接。

5.

（1）服务器和客户器的随机数：是服务器和客户为每个连接选择的用于标识连接的字节序列。

（2）服务器写MAC密值：服务器发送数据时，生成MAC

（3）使用的密钥，长度为128 bit。

（4）客户写MAC密值，服务器发送数据时，用于数据加密的密钥，长度为128 bit 。

（5）客户写密钥：客户发送数据时，用于数据加密的密钥，长度为128 bit。

（6）初始化向量：当使用CBC模式的分组密文算法是=时，需要为每个密钥维护初始化向量。

（7）序列号：通信的每一端都为每个连接中的发送和接收报文维持着一个序列号。

6.

（1）保密性：利用握手协议所定义的共享密钥对SSL净荷（Payload）加密。

（2）完整性：利用握手协议所定义的共享的MAC密钥来生成报文的鉴别码（MAC）。7.

先将数据分段成可操作的块，然后选择压缩或不压缩数据，再生成MAC，加密，添加头并将最后的结构作为一个TCP分组送出。

8.

https是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL 层，https的安全基础是SSL

9.

医疗，银行系统

10.

SSH 为建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH 是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。利用SSH 协议可以有效防止远程管理过程中的信息泄露问题。

第七章：

7.1

认证(数字签名)，保密(消息加密)，压缩，电子邮件兼容和分段。

7.2

分离签名可以与其签名的消息分开存储和传送，这在许多情况下都有用：1用户的要求；2防止病毒；3可以多方签名。

7.3

1.对未压缩的消息进行签名可以保存未压缩的消息和签名供未来验证时使用；

2.即使有人想动态地对消息重新压缩后进行验证，用PGP现有的压缩算法仍然会比较困难。

7.4

将一组三个8比特二进制数据映射为4个ASCII码字符，同时加上CRC校验以检测传送错误。

7.5

使用PGP时，要对数据进行加密。加密得到的数据可能是由任意的8比特字节流组成。然而许多电子邮件系统仅仅允许使用由ASCII码组成的数据块。为适应这个限制，PGP提供了将8比特二进制流转换为可打印的ASCII码字符的功能。

7.6

PGP的信任关系由“密钥合法性域”、“签名信任域”、“所有者信任域”这三个域构成。经过三步流程(写出三个流程的过程)，周期性的处理公钥获得一致性。

7.7

RFC 822定义了一种电子邮件传输的文本消息格式，这是一种被广泛使用的

基于互联网传递的文本邮件标准。包括信封和内容两部分

7.8

是指多用途网际邮件扩展是对RFC 822框架的扩展，用于解决关于电子邮件的SMTP，简单邮件传输或其他邮件传输协议和RFC 822存在的一些问题和局限性。

7.9

是基于RSA数据安全性，对互联网电子邮件格式标准MIME的安全性增强。虽然PGP和S/MIME都基于IETF标准，但S/MIME侧重于适合商业和团体使用的工业标准.

7.10

电子邮件验证标准，域名密钥识别邮件标准

第八章：

8.1：

路由器广播；

8.2：

访问控制，无连接完整性，数据源认证，拒绝重返包，保密性，受限制的流量保密性

8.3：

由安全参数索引、IP目的地址、安全协议标识三个参数确定一个SA。由“序列号计数器，序列计数器溢出，反重放窗口，AH信息，ESP信息，此安全关联的生存期，IPSec 协议模式，最大传输单元路径”等参数表示一个特定的SA。

8.4：

传输模式是对IP数据包的载荷(上层协议)、IPV6报头的扩展部分进行保护和认证；隧道模式是对整个内部IP包、IPV6报头的扩展部分进行保护和认证。

8.5：

重放攻击就是一个攻击者得到了一个经过认证的包的副本，稍后又将其传送到其希望被传送到的目的的站点的攻击。

8.6：

SP格式要求填充长度和邻接报头域为右对齐的32比特的字，同样，密文也是32比特的整数倍，填充域用来保证这样的排列。

8.7：

1.传输邻接：这种方法指在没有激活隧道的情况下，对一个IP包使用多个安全协议。

2.隧道迭代：指通过IP隧道应用多层安全协议。

8.8：

IPSec的密钥管理部分包括密钥的确定和分发。分手动密钥管理和自动密钥管理两种类型。Oakley和ISAKMP就是IPSec的自动密钥管理协议。

第11章：

11.1

1所有入站和出站的网络流量都必须通过防火墙。

2只有经过授权的网络流量，防火墙才允许其通过。

3防火墙本身不能被攻破，这意味着防火墙应该允许在有安全操作系统的可

信系统上。

11.2

服务控制，方向控制，用户控制，行为控制；

11.3

源IP地址，目的IP地址，源端和自由端传输层地址，IP协议域，接口；

11.4

1.因为过滤防火墙不检查更高层的数据，因此这种防火墙不能阻止利用了特定应用的漏洞或攻能所进行的攻击

2.因为防火墙可利用的信息有限，使得包过滤防火墙的日志记录功能也有限

3.大多数包过滤防火墙不支持高级的用户认证机制

4.包过滤防火墙不支持高级的用户认证机制，包过滤防火墙对利用TCP/IP规范和协议栈存在的问题进行的攻击没有良好的应对措施

5.包过滤防火墙只根据几个变量进行访问控制决策，不恰当的设置会引起包过滤防火墙的安全性容易受到威胁。

11.5

传统的包过滤防火墙仅仅对单个数据包做过滤判断，不考虑更高层的上下文信息，状态检测包过滤器通过建造了一个出站TCP链接目录加强了TCP流量的规则，当前每个已建立的连接都有一个入口与之相对应。包过滤器仅当那些数据包符合这个目录里面某个条目资料的时候，允许那些到达高端口的入站流量通过。

11.6

应用层网关也称作代理服务器，起到了应用层流量缓冲器的作用。

11.7

也称链路层代理，是单机系统或应用层网关为特定的应用程序执行的专门功能

11.8

包过滤防火墙：包过滤防火墙不检查数据区，包过滤防火墙不建立连接状态表，前后报文无关，应用层控制很弱。

应用网关防火墙：不检查IP、TCP报头，不建立连接状态表，网络层保护比较弱。

状态检测防火墙：不检查数据区，建立连接状态表，前后报文相关，应用层控制很弱。

11.9

1.堡垒主机硬件系统执行其操作系统的安全版本，令其成为可信系统

2.只有网络管理者认为是基本的服务才能在堡垒主机上安装

3.在用户被允许访问代理服务之前堡垒主机可能要对其进行附加认证，另外，

在允许用户访问之前，各个代理服务可能需要各自的认证；

4.每个代理被设为只支持标准引用命令集的子集

5.每个代理被设为只允许特定主机系统的访问

6.每个代理通过记录所有通信每个连接以及每个连接的持续时间维持详细的信息审问记录

7.每个代理模块是专门为网络安全设计的非常小的软件包

8.在堡垒主机中每个代理都独立与其他代理

9.代理通常除了读自己的初始配置文件之外不进行磁盘读取操作

10.每个代理堡垒主机上一个专用而安全的目录中以一个无特权的用户运行

11.10

1.过滤规则可以符合主机环境，对于服务器的corporate安全策略得以执行，并且不同应用的服务器使用不同过滤器

2.保护的提供是独立于拓扑结构的

3.和独立防火墙一起使用，主机防火墙可以提供额外的层保护

11.11

在内部和外部防火墙之间有一个或多个网络设备，该区域被称为DMZ网络段，一些外部可接入并且需要保护的系统一般放在DMZ，实际上，DMZ的系统需要需要外部链接，如企业网址、E-MAIL服务器或者DNS服务器

11.12

1.外部防火墙放在本地或者企业网络边缘，在连接到因特网或一些广域网的边界路由器之内。一个或多个内部防火墙保护企业网络的大部分。

2.外部防火墙提供接入控制和对DMZ所需的外部连接相协调的保护，为剩余的企业网络提供基本保护。内部防火墙增加了更严格的过滤能力，以保护企业服务器和工作站免于外部攻击；提供了与DMZ相关的双向保护；多个内部防火墙可以用来对内部网络各部分之间进行保护。