《安全与隐私》PPT课件

5/6/2019 8:15 PM
石家庄经济学院信息工程学院
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简单的比喻
公开密钥密码系统
– 秘密通信：A拿已经打开的密码箱送给B,C,D,…， 这样B们只要把秘密文件放进箱子，然后托运，没 有人能打开箱子，只有A知道密码。这个时候是不 对称的过程，所有人都可以用来加密、关密码箱的 门，但是只有A能打开；
– 密码协议完成了网络安全中需要的大部分功能。在 实际应用当中，认证协议、签名协议等是我们经常 听到的密码协议。
» 认证协议来进行是通过密码检验认证、在实体间安全的分 配密钥或者其他各种秘密、确认发送和接受消息的不可否 认性。
协议不同于算法，通常来说，算法的执行主体 只有一个，其完成是串行的、按步骤进行的。 而协议的主体有两个以上，通过信息的交互、 和各自的运算，完成一个功能。
– 就是知道加密密钥也就知道了解密密钥 – 简单的看法就是加密密钥和解密密钥相同
非对称密钥密码系统(公钥)
– 就是加密密钥和解密密钥分别存放 – 如果公开加密密钥，任何人可以给他发送密文
– 如果公开解密密钥，则他加密的密文可以视为一种 可以验证的签名文件
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六、简单的比喻
对称密钥密码系统
– 古代钱庄的密文标记，用一些特殊的字代表 从一到九及十百千万。知道怎么加密就可以 鉴别钱币真假，也可以伪造银票了。(保密)
– 就是一个密码箱的密码。当A想传送秘密给 B时，最好有一个箱子，锁上，别人虽然看 到箱子，但是打不开；而B知道密码，则可 以打开。（如何让A和B都知道密码呢？如 何才能保证除了A和B，其它人都不知道 呢？）
单向函数f(x)
» 对任何整数x，计算f(x)是容易的，而给出f(x)， 要计算出x是不可能的(甚至找出x是奇数还是偶 数，也是不可能的);
» 不可能找出一对整数(x, y), 满足
x不等于y时， f(x)= f(y)
单向函数是否存在？
数学的角度看，函数求值容易，逆函数求值困难(够了吗？)
仿生学的角度看，覆水难收、 打破瓶子等
密码学应用引例
——协议的功能介绍
物联网安全与传统网络安全 轻量级的前端感知子网安全
RFID系统安全 传感网安全
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一、密码系统基础知识
保密通信信道模型
明文
加密 消息信道
ke 密钥信道
解密 明文 kd
密钥生成 对称密码体制：ke = kd
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单向陷门函数
拥有一个秘密之后，单向函数可以求逆
陷门成为是否可以求逆的秘密所在
函数运算 y=fk(x)
求逆运算 x= fk-1(y)
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五、对称与非对称
对称密钥密码系统
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三、加密与解密的数学表示
加密: E: (X,K) Y, y = E(x,k)
Hale Waihona Puke 明文X密
K钥
密
E
Y
文
解密: D: (Y,K) X, x = D(y,k)
K
Y
D
X
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四、单向函数
公钥密码体制：ke ≠ kd
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二、Kerchoffs原理
设计密码被广泛认可的约定
Knowledge of the algorithm and key size as well as the availability of known plaintext, are standard assumptions in modern cryptanalysis. Since an adversary may obtain this information eventually, it is preferable not to rely on its secrecy when assessing cryptographic strength
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什么是协议
算法：
一个或者多个执行主体，通过协作共同完成一项计 算任务。
我们通常见到的都是一个主体——串行算法；多个 主体——并行算法
算法通常用流程图描述
协议：
– 由两个以上主体通过交互配合共同完成一项协商任 务
– 必须是两个以上主体，相互之间会有接受和发送消 息的交互一个主体不行
第七讲 物联网安全与隐私
密码学算法基础
——算法的功能介绍
密码学应用引例
——协议的功能介绍
物联网安全与传统网络安全 轻量级的前端感知子网安全
RFID系统安全 传感网安全
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第7章 物联网安全与隐私
密码学算法基础
——算法的功能介绍
– 协议通常用有向箭头表示不同主体之间的交互(协商)
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密码协议通常很简单，通常参与协议的主体只 有2~3个，交换的消息也只有3~5条。
然而，设计一个正确的、符合目标的、没有冗 余的协议是非常不容易的。迄今为止的认证协 议大都存在着这样或者那样的缺陷。
所以，协议的发展状况可以描述为：协议设 计——发现安全缺陷——改进协议——发现新 的安全缺陷——进一步改进协议……。
– 数字签名：与上述过程相反，是A给所有的B,C, D, …发了一把钥匙，说这是我特制的锁的钥匙，这 个锁只有我有。这个时候有人送了一个箱子给B，B 用A给的钥匙一开，果然能打开，就相信是A给他送 到东西。类似于签名，B一看笔迹匹配(钥匙打开锁)， 就相信了。
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第7章 物联网安全与隐私
密码学算法基础
——算法的功能介绍
密码学应用引例
——协议的功能介绍
物联网安全与传统网络安全 轻量级的前端感知子网安全
RFID系统安全 传感网安全
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密码算法与密码协议
作为网络安全的基础，密码学包含密码算法和 密码协议两个部分。