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信息安全技术加密技术应用 中国信息安全产品测评认证中心（CNITSEC） CISP-2-加密技术应用（培训样稿） 提纲 密码知识简介 对称密码体制及信息加密 非对称密码体制及CA认证 网络现状及安全问题分析 网络发展趋势 TCP/IP网络安全问题分析 VPN技术综述 MLPS、SSL/TSL、L2TP、PPTP、IPSec IPSec VPN技术 IPSec实现机制 IPSec VPN系统的实施 第一部分 密码学基础知识 信息加密的基本模型 三要素：信息密文、密钥、信息密文 C=En(K，P) 现代密码学理论，“一切秘密存在于密钥之中” 关于密码体制更严格的定义 密码体制:它是一个五元组（P,C,K,E,D)满足条件： P是可能明文的有限集；（明文空间） C是可能密文的有限集；（密文空间） K是一切可能密钥构成的有限集；（密钥空间） 任意k∈K,有一个加密算法eK∈E和相应的解密算法d k∈ D， 使得eK :P → C和dK :C → P分别为加密解密函数，满足dk(ek(x))=x, 这里x ∈P。 加密函数ek必须是单射函数，就是一对一的函数。 若P=C，则ek为一个置换。 好的密码算法是唯密钥而必威体育官网网址的。 若使用相同的密钥，这个加密体制为对称的，否则称为非对称的。 密码分析和破译 假设破译者Oscar是在已知密码体制的前提下来破译Bob使用的密钥。这个假设称为Kerckhoff原则。最常见的破解类型如下： 唯密文攻击：Oscar具有密文串y. 已知明文攻击: Oscar具有明文串x和相应的密文y. 选择明文攻击：Oscar可获得对加密机的暂时访问，因此他能选择明文串x并构造出相应的密文串y。 选择密文攻击:Oscar可暂时接近密码机,可选择密文串y，并构造出相应的明文x. 5.这一切的目的在于破译出密钥 密码体制分类 对称密码体制：加密和解密的密码算法和密钥相同 C=En(K，T) → T=Dn(K，C)， En 、 Dn相同 K和C具有相同的样本空间 典型代表：伪随机序列、DES、RC5、RC6 非对称密码体制：加密和解密的密钥不同 C=En(Ke，T) → T=Dn(Kd，C)， Ke 、 Kd不同且不能相互推导 K和C具有相同的样本空间 典型代表：RSA、DSA、椭圆曲线 单向散列函数：作用于一任意长度的消息M，返回固定的散列值h h=H(M) 或 h=H(K，M) M的样本空间一般大于h的样本空间 典型代表：MD5、SHA DES简介 DES利用56比特串长度的密钥K来加密长度为64位的明文，得到长度为64位的密文。分三个阶段实现： 给定明文X，通过一个固定的初始置换IP来排列X中的位，得到X0。X0=IP（X）=L0R0其中L0由X0前32位组成，R0由X0的后32位组成。 计算函数F的16次迭代, 根据下述规则来计算LiRi(1=i=16） Li=Ri-1, Ri=Li-1 ? F(Ri-1, Ki)其中Ki是长为48位的子密钥。子密钥K1，K2，…，K16是作为密钥K（56位）的函数而计算出的。 对比特串R16L16使用逆置换IP-1得到密文Y。Y=IP-1（R16L16） 一轮迭代图示 在Ki的作用下共进行16轮迭代 DES的F函数 E为32到64比特的扩展 每个Sj是一个固定的4?16矩阵，它的元素取0~15的整数 P为固定置换 Ki的生产 K是长度为64的位串，其中56位是密钥，8位是奇偶校验位 PC-1为固定置换 3DES Tuchman给出双密钥的EDE模式（加密-解密-加密）： C=EK1(DK2(EK1(P))) ……对P加密 P=DK1(EK2(DK1(C))) ……对C解密 这种替代DES的加密较为流行并且已被采纳用于密钥管理标准（The Key Manager Standards ANSX9.17和ISO8732). RSA密码体制 RSA由Rivest,Shamir和Adleman在1978年提出，数学基础是Euler（欧拉)定理，建立在大整数因子的困难性之上。实现的步骤如下：Bob为实现者 (1)Bob寻找出两个大素数p和q (2)Bob计算出n=pq和? (n)=(p-1)(q-1). (3)Bob选择一个随机数e(0e ? (n))，满足（e， ? (n)）＝1 (4)Bob使用辗转相除法计算d=e-1(mod ? (n)) (5)Bob在目录中公开n和e作为她的公开钥。 密码分析者攻击RSA体制的关键点在于如何分解n。若分解成功使n=pq，则可以算出φ(n)＝（p-1)(q-1)，然后由公开的e，解出秘密的d。（猜想：攻破RSA与分解n是多项式等价的。然而，这个猜想至今没有给