密码学与网络安全知识点总结

《网络信息安全技术》知识点总结

一、信息安全的含义

1、信息安全的三个基本方面

–保密性Confidentiality。即保证信息为授权者享用而不泄漏给未经授权者。

–完整性Integrity

✧数据完整性，未被未授权篡改或者损坏

✧系统完整性，系统未被非授权操纵，按既定的功能运行

–可用性Availability。即保证信息和信息系统随时为授权者提供服务，而不要出

现非授权者滥用却对授权者拒绝服务的情况。

2、网络安全面临的威胁：

基本安全威胁：

✍信息泄露（机密性）：窃听、探测

✍完整性破坏（完整性）：修改、复制

✍拒绝服务（可用性）：加大负载、中断服务

✍非法使用（合法性）：侵入计算机系统、盗用

潜在的安全威胁

偶发威胁与故意威胁

偶发性威胁：指那些不带预谋企图的威胁，发出的威胁不带主

观故意。

故意性威胁：指发出的威胁带有主观故意，它的范围可以从使

用易行的监视工具进行随意的监听和检测，到使用特别的专用工具进行攻击。

主动威胁或被动威胁

主动威胁：指对系统中所含信息的篡改，或对系统的状态或操作的改变。如消息篡改

被动威胁：不对系统中所含信息进行直接的任何篡改，而且系统的操作与状态也不受改变。如窃听

3、网络安全服务

在计算机通信网络中，系统提供的主要的安全防护措施被称作安全服务。安全服务主要包括：

✍认证

✍访问控制

✍机密性

✍完整性

✍不可否认性

二、密码学概述

1、密码学研究的目的是数据保密。数据保密性安全服务的基础是加密机制。

2、密码学包括两部分密切相关的内容：密码编制学和密码分析学。

3、密码系统包括以下4个方面：明文空间、密文空间、密钥空间和密码算法。

4、密码算法的分类：

（1）按照密钥的特点分类：对称密码算法（又称传统密码算法、秘密密钥算法或单密钥算法）和非对称密钥算法（又称公开密钥算法或双密钥算法）

对称密码算法（symmetric cipher)：就是加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同，即从一个易于推出另一个。非对称密钥算法（asymmetric cipher)：加密密钥和解密密钥不相同，从一个很难推出另一个。非对称密钥算法用一个密钥进行加密, 而用另一个进行解密。其中的加密密钥可以公开,又称公开密钥（publickey)，简称公钥。解密密钥必须保密，又称私人密钥（private key)，简称私钥。

（2）按照明文的处理方法：分组密码（block cipher)和流密码（stream cipher)又称序列密码。

例题: 简述公开密钥密码机制原理的特点。

公开密钥密码体制是使用具有两个密钥的编码解码算法，加密和解密的能力是分开的；这两个密钥一个保密，另一个公开。根据应用的需要，发送方可以使用接收方的公开密钥加密消息，或使用发送方的私有密钥签名消息，或两个都使用，以完成某种类型的密码编码解码功能。

5、对称密码的两个基本运算

•代替Substitution

•置换permutation

6、密码分析攻击的方式

根据攻击者所掌握的信息,可将分组密码的攻击分为以下几类:

✧唯密文攻击

✧已知明文攻击

✧选择明文攻击

7、分组密码的工作模式

1）、Electronic Codebook Book(ECB电子密码本)

简单和有效

可以并行实现

不能隐藏明文的模式信息

相同明文－>相同密文

同样信息多次出现造成泄漏

对明文的主动攻击是可能的

信息块可被替换、重排、删除、重放

误差传递：密文块损坏－>仅对应明文块损坏

适合于传输短信息

2）、Cipher Block Chaining(CBC密码分组链接)

没有已知的并行实现算法

能隐藏明文的模式信息

需要共同的初始化向量IV

相同明文－>不同密文

初始化向量IV可以用来改变第一块

对明文的主动攻击是不容易的

信息块不容易被替换、重排、删除、重放

误差传递：密文块损坏－>两明文块损坏

安全性好于ECB

适合于传输长度大于64位的报文，还可以进行用户鉴别,是大多系统的标准如SSL、IPSec

3）、Cipher FeedBack(CFB密码反馈)

分组密码－>流密码

没有已知的并行实现算法

隐藏了明文模式

需要共同的移位寄存器初始值IV

对于不同的消息，IV必须唯一

误差传递：一个单元损坏影响多个单元

4）、Output FeedBack(OFB输出反馈)

OFB:分组密码－>流密码

没有已知的并行实现算法

隐藏了明文模式

需要共同的移位寄存器初始值IV

误差传递：一个单元损坏只影响对应单元

对明文的主动攻击是可能的

信息块可被替换、重排、删除、重放

安全性较CFB差

5）、Counter(CTR计数器模式)。

8、Simplified DES方案，简称S-DES方案。

加密算法涉及五个函数：

(1)初始置换IP(initial permutation)

(2)复合函数fk1，它是由密钥K确定的，具有置换和替代的运算。

(3)转换函数SW

(4)复合函数fk2

(5)初始置换IP的逆置换IP-1

密文=IP-1（fk2(SW(fk1(IP(明文)))))、明文=IP-1（fk1(SW(fk2(IP(密文)))))

加密密钥64位，其中56位有效密钥。

三、现代常规分组加密算法

• 1. Triple DES

• 2. IDEA

• 3. RC5

• 4. RC6

• 5. AES

四、两种密码算法对比

•对称密码算法