加密技术与密钥分配
基于kdc实现对称密钥分配的基本原理
基于kdc实现对称密钥分配的基本原理KDC，即密钥分发中心（Key Distribution Center），是一种常见的实现对称密钥分配的机制。
其基本原理是，通过KDC生成密钥，并将密钥分发给各个参与者，从而确保安全的信息传输。
在对称密钥分配的过程中，KDC首先生成一个对称密码用于保护信息的机密性。
然后，KDC将对称密码分发给参与者，使得这些参与者可以使用密码来加密和解密信息。
在分配过程中，每个参与者都有自己的密钥。
为了使得分配过程更为安全，一个双方向验证机制被加入到过程之中。
这可以确保只有已知用户可以访问密码，并防止非法使用者使用该密码访问受保护信息。
KDC利用了密码学中的许多基本原理和加密技术，例如：1. 对称密钥加密技术：这可以确保信息在传递过程中不会被篡改或者被偷窥。
2. 进行身份验证：这可确保只有已知用户可以访问密码。
3. 防止重放攻击：在传输中，KDC会检查是否有信息重复发送。
这有助于防止某一个加密被重复使用。
二、KDC的构成在KDC机制中，存在三个基本组件：客户端、服务器和KDC服务器。
每个组件都有其自己的职责和作用。
2.服务器：服务器是负责保护数据的实体，其需要使用密码来确保保护数据的机密性。
3.KDC服务器：KDC服务器是关键的组件，其生成加密密码并分配给客户端和服务器。
它还需要确保只有已知用户可以访问密码，以及防止非法使用者使用该密码访问受保护信息。
三、标准KDC过程3.客户端提供正确的答案，KDC随后向客户端发送密钥，用于加密和解密数据。
4.客户端使用KDC服务器生成的密码来加密和解密信息，并将信息发送给服务器。
5.服务器验证密码，并使用密码来解密收到的信息。
6.当客户端和服务器之间的通信结束时，会释放使用的密钥。
四、关于KDC的安全问题虽然KDC机制被广泛使用，但是在实现过程中需要注意安全问题。
一些安全问题的潜在威胁包括：1. 中间人攻击：这种攻击方式会对传递的信息进行篡改、修改等行为，从而获得传递信息的控制权。
量子密钥分配技术的原理与应用
量子密钥分配技术的原理与应用随着大数据和物联网现代技术的发展，我们正在进入一个数字化时代。
然而，这也带来了数据安全性方面的挑战。
传统的加密技术已经不能满足当今的需要，必须有一种更加安全和可靠的加密技术。
那么，量子密钥分配技术就应运而生了。
一、量子密钥分配技术的原理量子密钥分配技术是利用量子密钥分发协议和经典加密技术相结合的一种安全加密通信方式。
在该技术中，密钥是通过量子比特来传输和存储的，这使得该技术可以更好地保护数据的安全性。
量子密钥分发协议的实现，依赖于量子叠加和量子纠缠，同时也绕过了威胁传输安全的截获、窃听等风险。
1.1 量子叠加量子叠加是指量子态存在一种特殊性质，可同时处于多种状态之中，例如同时“0”和“1”状态。
这使得量子通信能够让数据同时在多处进行储存和传输，使得该技术相对更加安全和更加有效。
1.2 量子纠缠量子纠缠的概念是指两个或者多个量子的状态之间存在着非经典的联系，纠缠状态下一什么量子态发生改变，另一种也会产生联动的效应。
这种关联被认为是量子通信中非常重要的保障之一。
通过测量这种纠缠状态，就可以保证量子通信的安全性。
二、量子密钥分配技术的应用量子密钥分配技术的应用涵盖范围非常广泛，特别是在军事、财政、能源、信息安全等方面。
由于其高度安全的保证，越来越多的公司和政府机构也已经开始使用。
2.1 保密通信量子密钥分配技术可以用来保护两端之间的通信内容不被干扰或窃取。
由于其严格的物理规律，使得信息传输过程中的干预和偷窃极难实现。
2.2 电子支付电子支付安全性得到提高。
由于传统的加密技术可以被攻击和窃取，这就给支付安全带来了风险。
但对于量子密钥分配技术来说，它所运用了纠缠原理和不可复制性原理的性质，使得其保密性得到了良好的保证，大大提高了电子支付的安全性。
2.3 个人隐私量子密钥分配技术可以被运用于隐私保护业务。
例如个人的健康记录和照片可以用量子密钥进行保护，使得个人信息不会因身份识别技术的发展而被窃取或泄漏。
信息加密技术
一、加密技术
1. 2. 3. 4. 5.
密码学基础 对称加密算法 非对称加密体制 数据完整性机制 数字签名
二、密钥管理与证书
密码分配与管理 2. 数字证书
1.
学华软软件 学华软软件学 网络 术系
宏
1.1 密码学基础---加密和解密
KE
KD
M
加 密
C
C
解 密
M
加密(E) 加密 M：明文 ： C：密文 ： KE：加密密钥
双密钥，私钥保密， 公开密钥算法 ，双密钥，私钥保密，公钥公开 KE：加密密钥 KD：解密密钥 KE≠KD
A与B方传输信息： 与 方传输信息 方传输信息： 传输方A: 拥有（ 私钥 私钥， 公钥 公钥） 传输方 拥有（A私钥，B公钥） 传输方B: 拥有（B私钥 A公钥 私钥， 公钥） 传输方B: 拥有（B私钥，A公钥）
加密过程: 主要是重复使用混乱和扩散两种技术。 加密过程 主要是重复使用混乱和扩散两种技术。
混乱(Confusion)是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。 是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系。 混乱 是改变信息块使输出位和输入位无明显的统计关系 扩散(Diffusion)是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位。 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位。 扩散 是将明文位和密钥的效应传播到密文的其它位
2．非对称密钥密码体制: （双密钥，私钥保密，公钥公开） ．非对称密钥密码体制 双密钥，私钥保密，公钥公开）
(1)不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥，极大地简 化了密 不需要对密钥通信进行保密，所需传输的只有公开密钥， 不需要对密钥通信进行保密 钥管理。 钥管理。缺点是速度慢 （2）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 ）改进了传统加密方法，还提供了传统加密方法不具备的应用，如数字签名、 防抵赖等。 防抵赖等。
第12-13讲 密钥分配技术
首先由一杂凑函数将控制矢量压缩到与加密密 钥等长，然后与主密钥异或后作为加密会话密钥的 密钥，即
H h CV Kin K m H K out EK m H K S
其中CV是控制矢量，h是杂凑函数，Km是主密 钥，KS是会话密钥。 会话密钥的恢复过程
Ks DKm H [ EKm H [ KS ]]
3、密钥分配
密钥分配是分发和传送密钥的过程，即是使 使用密码的有关各方得到密钥的过程。 密钥分配要解决安全问题和效率问题。如果 不能确保安全，则使用密码的各方得到的密钥就 不能使用；如果不能将密钥及时送达，将不能对 用户信息系统使用密码进行及时的保障。 密钥分配手段包括人工分配和技术分配。
4、密钥更新
例1：某个银行有三位出纳，他们每天都要开启保 险库。为防止每位出纳可能出现的监守自盗行为， 规定至少有两位出纳在场时才能开启保险库。 该问题就可利用秘密共享技术解决。 例2：遗嘱问题： 某富翁有6个子女，将其遗嘱和存款密码分成6 片，每个子女1片。规定至少有4个子女同时出示手 中密钥时，就能恢复密码。 不要求6人同时出示的目的在于防止1人突然死 亡或提出无理要求。
1、密钥的分散管理策略
密钥分散保护通常指将密钥分成几个部分，存放 在不同的地方或由不同的人掌管，使用时再将几 部分结合起来。当一部分泄露时，不会危及整个 主密钥的安全。 方式1:将密钥分散在密码机和操作员的手中；
方式2:利用门限方案，将密钥分散在不同的人手中。
例如，对于密钥备份文件的解密与密钥恢复，必须
1、一个简单的秘密密钥分配方案
简单使用公钥加密算法建立会话密钥
对上述方案的攻击 （1）A临时产生一个公钥体制中的密钥对（eA ， A ）， d 然后将（ eA ，IDA ）传送给B。
5-密钥分配与管理
分散式密钥分配具体步骤
(2) BA：EMKm[Ks||IDa||IDb||f(N1)||N2] B使用—个用A和B之间共享的主密钥加密 的报文进行响应。响应的报文包括B产生 的会话密钥、A的标识符IDa、B的标识符 IDb、 f(N1)的值和另一个现时N2 。 (3) AB：EKs[f(N2)] A使用B产生的会话密钥Ks对f(N2)进行加 密，返回给B。
(2) BA：EKUa[N1||N2] B返回一个用A的公开密钥KUa加密的报 文给A，报文内容包括A的现时值N1和B新 产生的现时值N2。因为只有B才可以解密(1) 中的报文，报文(2)中的N1存在使得A确信 对方是B。
(3) AB：EKUb[N2] A返回一个用B的公开密钥KUb加密的报文给B，因为只 有A才可以解密(2)中的报文，报文(3)中的N2存在使得B 确信对方是A。 (4) AB：EKUb[ EKRa[Ks]]
四种方式
1. 2. 3. 4. 公开密钥的公开宣布 公开可用目录 公开密钥管理机构 公开密钥证书
四种方式
1. 公开密钥的公开宣布 公开密钥加密的关键就是公开密钥是公开的。任 何参与者都可以将他的公开密钥发送给另外任何 一个参与者，或者把这个密钥广播给相关人群， 比如PGP (pretty good privacy)。 致命的漏洞：任何人都可以伪造一个公开的告示， 冒充其他人，发送一个公开密钥给另一个参与者 或者广播这样—个公开密钥。
每个通信方都必须保存多达(n一1)个主密 钥，但是需要多少会话密钥就可以产生多 少。同时，使用主密钥传输的报文很短， 所以对主密钥的分析也很困难。
公开加密密钥的分配
公开加密密钥的分配要求和常规加密密钥 的分配要求有着本质的区别。公开密钥技 术使得密钥较易分配，但它也有自己的问 题。无论网络上有多少人，每个人只有一 个公开密钥。获取一个人的公开密钥有如 下四种途径：
数据加密技术中密钥管理的实现方式研究
数据加密技术中密钥管理的实现方式研究【摘要】数据加密技术是现在为了保护数据安全最常用的基本技术,在给数据加密过程中会产生相应的密钥,用于对数据进行加密和解密,随着网上传输的信息量越来越大,相应产生了很多密钥,为防止非法攻击者窃取和攻击密钥,要对密钥进行安全管理,密钥的管理主要包括从密钥产生到吊销这一生产周期的管理,以及对密钥管理的几种方法,主要包括秘密共享、密钥托管和公钥基础设施pki,其中pki是现在比较成熟和应用最广的密钥管理框架。
【关键词】密钥管理;pki;rsa;aes一、绪论1.1研究背景网络在当今世界无处不在,所以网络的安全问题越来越重要,尤其是网络传输过程的信息安全性,近些年来有很多政府网站,商业网站等被黑客攻击,造成了很大的经济等损失,所以我们应该加强网络的安全性。
1.2课题研究的意义密钥管理是一门综合性的技术,它包括理论因素、人为因素、技术因素等方面。
但是一个好的密钥管理系统应当尽量不依赖于人的因素。
密钥管理的目标是使得密钥具有机密性、真实性和使用的合法性。
最终目的是为了提高系统的安全性。
二、关于数据加密算法的描述2.1 rsa算法简述(非对称密码体制)2.1.1 密钥生成算法①选取两个大素数p和q,计算n=pq和欧拉函数∮(n)=(p-1)(q-1);②随即选取整数e,1<e<∮(n),满足gcd(e,∮(n))=1,计算d=e-1mod∮(n);③公钥为 (n,e),可以公开。
私钥为(p,q,,d),需要保密。
约定rsa算法的明文空间和秘闻空间均为zn={0,1,…,n-1}。
2.1.2 加密算法为了给用户a发送明文m,b进行如下操作:①首先获得a的公钥(n;e);②计算明文c=me mod n③将密文c发送给a。
2.1.3 解密算法为了恢复明文m,接受者a利用其私钥d计算m=cd mod n2.2 aes算法描述(对称密码体制)aes算法基于排列和置换运算。
排列是对数据重新进行安排,置换是将一个数据单元替换为另一个。
密码系统的两个基本要素是加密算法和密钥管理【最新】
密钥分配技术
密钥分配技术
密钥分配技术是指在加密和解密过程中，将密钥分配给参与通信的各方以确保安全性和保密性的一种技术。
在传统的密钥分配中，密钥通常是通过人工方式生成并交换。
然而，随着计算机技术的发展，越来越多的密钥分配技术被开发出来，以提高安全性和效率。
其中一种常见的密钥分配技术是公钥加密。
公钥加密使用两个密钥，一个是公钥，一个是私钥。
公钥可以公开给任何人，但私钥必须保密。
通过将消息使用公钥加密，只有持有私钥的人才能解密消息。
这种方法可以避免在密钥交换过程中被窃听或篡改。
另一种常见的密钥分配技术是基于身份的加密。
这种方法将参与通信的各方的身份作为密钥的一部分。
这种方法可以降低攻击者猜测正确密钥的可能性。
总之，密钥分配技术是保证通信安全和保密性的重要技术。
在选择适当的技术时，必须考虑到许多因素，例如安全性、效率和易用性。
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使用不同密钥的加/解密 ——加密：EK1（M）= C
——解密：DK2（C）= M 等效于 DK2（EK1（M））=M
方案 明文
加密密钥K1
&# 密文
&# 密文
解密密钥K2
方案 明文 文件
密钥K1 文件
数学变换 函数
密文 密钥K2 数学变换 密文 函数
[图3] 使用不同密钥的加解密
密码学基础
对称算法与公开密钥算法 对称算法 也叫传统密码算法（秘密密钥算法、单钥算 法），就是加密密钥能从解密密钥中推算出来。
算法强度依赖于密钥(K)的算法
密码学基础
使用同一密钥的加/解密 ——加密：EK（M）= C
——解密：DK（C）= M 等效于 DK（EK（M））=M
方案
明文
加密密钥K
&#
密文
&#
密文
解密密钥K
方案
明文
密钥K
文件
数学变换 函数
密文 密钥K 密文
数学变换 函数
文件
[图2] 使用一个密钥的加解密
密码学基础
鉴别:提供与数据和身份识别有关的服务。[通过 数据加密、数据散列或数字签名来实现]
密码学基础
抗否认性:提供阻止用户否认先前的言论或行为 的服务。[通过对称加密或非对称加密，以及数字 签名等，并借助可信的注册机构或证书机构的辅助， 提供这种服务]
5. 算法与密钥
算法 是用于加密和解密的数学函数 受限制(restricted)的算法 算法的强度是基于保持算法的秘密
用户A 明文 摘要 签名 用户B的私钥 对称密钥 明文 解密 密文 密文 签名 A证书 加密 解密 签名 用户B
hash
用户A的私钥
明文 签名 A证书
对称密钥
B证书
用户B的公钥 数字信封
用户A的公钥
摘要
加密技术分类
加密技术
数 据 传 输 加 密 技 术
数 据 存 储 加 密 技 术
数 据 完 整 性 鉴 别 技 术
密钥管理(cont.)
私钥体系的最大问题是密钥的分发 为提高效率，公钥系统用于交换随机私有会话 密钥（用于私有通信）。
密钥分发体系包含以下部分：
证书授权(CA)：发布证书
用户目录服务：下载证书
在证书层次上建立可信机制
密钥管理和证书详解
提高认识是保证安全的前提
紧迫性：大量事实已深刻表明，确保信息安全已是刻不
预映射
鉴别密钥Ｋ 单向散列函数
散列值
密码学基础
公开密码通信（以Alice和Bob通信为例） ——Alice从数据库中得到Bob的公开密钥
——Alice用Bob的公开密钥加密消息， 然后发 送给Bob
——Bob用自己的私人密钥解密Alice发送的消息。
混合密码通信 ——Bob将他的公开密钥发给Alice ——Alice产生随机会话密钥K，用Bob的公开密钥 加密，并把加密的密钥EKBP(K)送给Bob。
ＲSA公钥算法
基于两个大素数的乘积难以分解的数学假设。
加密的概念 私钥与公钥 报文摘要
密码技术
数字签名 数字证书
加密技术分类
组成
算法，algorithm (公用)
密钥，keys (私有)
加密算法是将明文转换成密文的数学方法。强
的加密算法很难破解。
密钥：具有确定bit长度的数字单元。
私钥与公钥
密文
明文
用户B的私钥
解密 对称密钥
数字信封
报文摘要与数字签名(cont.)
数字签名较报文摘要昂贵，因其处理强度大
为提高其效率，对一个长文进行签名的常用方法是先 生成一个报文摘要，然后再对报文摘要进行签名。 使用这种方法，我们不但可以证明报文来源于A (A对 报文签名，不可否认)，而且确定报文在传输过程中未
密码学基础
——公开密钥算法特点 用作加密的密钥（也称公开密钥）不同于 用作解密的密钥（也称私人密钥)。 解密密钥不能根据加密密钥推算出来。 加密密钥能公开。 有时也用私人密钥加密而用公开密钥解密， 这主要用于数字签名。 6. 密码协议
协议：一系列步骤，其目的是为完成一项任务
密码学基础
密码协议：是使用密码学的协议 对称密码通信（以Alice和Bob通信为例） ——Alice和Bob协商用同一密码系统 ——Alice和Bob协商同一密钥
数据完整性鉴别技术
目的是对介入信息的传送、存取、处
理的人的身份和相关数据内容进行验证，
达到保密的要求，一般包括口令、密钥、
身份、数据等项的鉴别，系统通过对比验 证对象输入的特征值是否符合预先设定的 参数，实现对数据的安全保护。
密钥管理
为了数据使用的方便，数据加密在许多场
合集中表现为密钥的应用，以达到保密的要求， 因此密钥往往是保密与窃密的主要对象。密钥 的管理技术包括密钥的产生、分配保存、更换 与销毁等各环节上的保密措施。
——Alice用加密算法和选取的密钥加密她的明 文消息，得到了密文消息 ——Alice发送密文消息给Bob
——Bob用同样的算法和密钥解密密文 单向函数
密码学基础
——例子 已知x，我们很容易计算f(x),但已知f(x)，却难 于计算出x. ——单向函数的作用 不能用作加密 使用单向函数进行鉴别，其鉴别过程如下： Alice将她的口令传送给计算机 计算机完成口令的单向函数的计算 计算机把单向函数的运算结果和它以前存储 的值进行比较。
Alice对她的会话密钥的副本解密 Alice将Bob会话密钥的副本转发给Bob
Bob对他的会话密钥的副本解密
Ａlice和Bob用这个会话密钥安全的通信。
密码学基础
KA、KＢ
KDC
KA Ａlice K
KＢ Bob K
密码学基础
——公开密码学的密钥交换 Alice从KDC提到Bob的公开密钥 Alice产生出随机会话密钥，用Bob的公开 密钥加密它，然后将它传给Bob Bob用他的私人密钥解密Alice的消息
被修改 (报文摘要，机密性)。
由于只有 A知道其私有密钥，一旦他加密 (签名)了报 文摘要 (加密的报文)，他对报文负责 (不可否认)。
数字证书格式（X.509）
证书的版本号
数字证书的序列号 证书拥有者的姓名 证书拥有者的公开密钥 公开密钥的有效期
签名算法
颁发数字证书的验证
完整的数据加密及身份认证流程
两人用同一会话密钥对他们的通信进行加 密。
密码学基础
KAＰub、KＢPub KDC
KＢ Ａlice Bob
K
K= DKＢPri(EKＢPub(K))
密码学基础
7. 密钥管理
产生密钥
密钥传输 使用密钥 更新密钥 存储密钥 备份密钥 密钥有效期
密码学基础
密钥销毁 数字证书
持有人: GBFOCUS
公开密钥: 9f 0a 34 ... 有效期: 2/9/2001- 1/9/2003
证书以一种可 信方式将密钥 “捆绑”到唯 一命名 CA 的签名保证证书的 真实性
序列号: 123465
发布人: CA-名 签名: CA 数字签名
证书可能存放到文件、软盘、 智能卡、数据库 ?
密码学基础
８. 常用的密码算法 数据加密标准（ＤＥＳ） ——DES是一个分组算法，对64位的分组进行操作 ——DES是一个对称算法 ——密钥长度有40位、56位、128位等 ——采用先代替后置换的方式
密码学基础
明文
M
Hale Waihona Puke 加密E(M)密文
C
解密
D(C)
解密函数
明文
M
加密函数
[图1] 加密和解密
对图1中的加密和解密过程有如下等式成立: D(E(M))= M
密码学基础
4. 密码学的作用
机密性:提供只允许特定用户访问和阅读信息， 任何非授权用户对信息都不可理解的服务[通过数 据加密实现]。 数据完整性:提供确保数据在存储和传输过程中 不被未授权修改（窜改、删除、插入和重放等）的 服务。[通过数据加密、数据散列或数字签名来实 现]
——对称算法的数学表示：
加密：EK（M）= C 解密：DK（C）= M ——对称算法分类：
密码学基础
序列算法（stream algorithm) 一次只对明文中的单个位（或字节）进行 运算的算法。 分组算法（block algorithm)
一次对明文的一组位进行运算，典型分组 长度是64位。
公开密钥算法（public-key algorithm） 也叫非对称算法
密码学基础
——Bob用他的私人密钥解密Alice的消息，恢复 出会话密钥：DKBPri(EKBPub(K)) = K
——他们两人用同一会话密钥K对他们的通信消息 进行加密。 数字签名（以采用公开密码技术为例）
——Alice用她的私人密钥对文件加密，从而对文件 签名
——Alice将签名的文件传给Bob
认证中心
私钥（智能卡）
加密密钥
发方 方案 &#
代表算法 • RSA • 椭圆曲线
解密密钥
收方 &# 方案
明文
密文
密文
明文
防护技术——加密：加密机制的配置
应用层加密