网络安全的简单整理1

两大类威胁

计算机网络上的通信面临以下两大类威胁：被动攻击和主动攻击。

被动攻击

指攻击者从网络上窃听他人的通信内容。

• 通常把这类攻击称为截获。
• 在被动攻击中，攻击者只是观察和分析某一个协议数据单元 PDU，以便了解所交换的数据的某种性质。但不干扰信息流。
• 这种被动攻击又称为流量分析 (traffic analysis)。

主动攻击

主动攻击主要有：

• 篡改——故意篡改网络上传送的报文。这种攻击方式有时也称为更改报文流。
• 恶意程序——种类繁多，对网络安全威胁较大的主要包括：计算机病毒、计算机蠕虫、特洛伊木马、逻辑炸弹、后门入侵、流氓软件等。
• 拒绝服务——指攻击者向互联网上的某个服务器不停地发送大量分组，使该服务器无法提供正常服务，甚至完全瘫痪。
• 若从互联网上的成百上千的网站集中攻击一个网站，则称为分布式拒绝服务 DDoS(Distributed Denial of Service)。 有时也把这种攻击称为网络带宽攻击或连通性攻击。

计算机网络通信安全的目标

• 对于主动攻击，可以采取适当措施加以检测。
• 对于被动攻击，通常却是检测不出来的。
• 根据这些特点，可得出计算机网络通信安全的目标：
  (1) 防止分析出报文内容和流量分析。
  (2) 防止恶意程序。
  (3) 检测更改报文流和拒绝服务。
• 对付被动攻击可采用各种数据加密技术。
• 对付主动攻击则需将加密技术与适当的鉴别技术相结合。
• 一个安全的计算机网络应达到四个目标：
  （1） 保密性
  （2） 端点鉴别
  （3） 信息的完整性
  （4） 运行的安全性

密钥

加密和解密用的密钥K (key) 是一串秘密的字符串（即比特串）。
发送端的明文X通过加密算法 E 和加密密钥 K 变成密文
接收端利用解密算法 D 运算和解密密钥 K 解出明文 X。解密算法是加密算法的逆运算。

• 加密密钥和解密密钥可以一样，也可以不一样。
• 密钥通常是由密钥中心提供。
• 当密钥需要向远地传送时，一定要通过另一个安全信道。

两类密码体制

对称密钥密码体制

• 所谓常规密钥密码体制，即加密密钥与解密密钥是相同的密码体制。这种加密系统又称为对称密钥系统。

数据加密标准 DES

数据加密标准 DES 属于对称密钥密码体制，是一种分组密码。

• 在加密前，先对整个明文进行分组。每一个组长为 64
  位。
• 然后对每一个 64 位 二进制数据进行加密处理，产生一组 64 位密文数据。
• 最后将各组密文串接起来，即得出整个的密文。
• 使用的密钥为 64 位（实际密钥长度为 56 位，有 8位用于奇偶校验)。

DES 的保密性

• DES 的保密性仅取决于对密钥的保密，其算法是公开的。
• 目前较为严重的问题是 DES 的密钥的长度。
• 现在已经设计出搜索 DES 密钥的专用芯片。56位 DES 已不再认为是安全的了。

三重 DES

• 使用两个 56 位的密钥。
• 把一个 64 位明文用一个密钥加密，再用另一个密钥解密，然后再使用第一个密钥加密，即
  

公钥密码体制

公钥密码体制（又称为公开密钥密码体制）使用不同的加密密钥与解密密钥，是一种“由已知加密密钥推导出解密密钥在计算上是不可行的”密码体制。
公钥密码体制产生的主要原因：
(1) 常规密钥密码体制的密钥分配问题。
(2) 对数字签名的需求。

加密密钥与解密密钥

在公钥密码体制中，加密密钥(即公钥) PK是公开信息，而解密密钥(即私钥或秘钥) SK 是需要保密的。

• 加密算法 E 和解密算法 D 也都是公开的。
• 虽然秘钥 SK 是由公钥 PK 决定的，但却不能根据 PK 计算出 SK。
  注意：
  （1）任何加密方法的安全性取决于密钥的长度，以及攻破密文所需的计算量。在这方面，公钥密码体制并不具有比传统加密体制更加优越之处。
  （2） 由于目前公钥加密算法的开销较大，在可见的将来还看不出来要放弃传统的加密方法。
  （3） 公钥还需要密钥分配协议，具体的分配过程并不比采用传统加密方法时更简单。

公钥算法的特点

密钥对产生器产生出接收者 B的一对密钥：加密密钥PKB 和解密密钥 SKB。

• 加密密钥 PKB 就是接收者B的公钥，它向公众公开。
• 解密密钥 SKB 就是接收者B的私钥，对其他人都保密。
• 发送者 A用 B的公钥 PKB 对明文X 加密（E 运算）后，在接收者 B 用自己的私钥 SKB 解密（D 运算），即可恢复出明文：
  
• 加密密钥是公开的，但不能用它来解密，即
  
• 加密和解密运算可以对调，即加密和解密是互逆的：
• 如果某一信息用公开密钥加密，则必须用私有密钥解密，这就是实现保密的方法
• 如果某一信息用私有密钥加密，那么，它必须用公开密钥解密。这就是实现数字签名的方法

公开密钥与对称密钥的区别

在使用对称密钥时，由于双方使用同样的密钥，因此在通信信道上可以进行一对一的双向保密通信，每一方既可用此密钥加密明文，并发送给对方，也可接收密文，用同一密钥对密文解密。这种保密通信仅限于持有此密钥的双方（如再有第三方就不保密了）。 在使用公开密钥时，在通信信道上可以是多对一的单向保密通信。