第7章--鉴别和密钥分配协议26.pptVIP

南京邮电大学信息安全系 第7章 鉴别和密钥分配协议 南京邮电大学信息安全系 《网络信息安全》教研组 主要内容 7.1 鉴别协议 7.1.1 Needham-Schroeder双向鉴别协议 7.1.2 改进的Needham-Schroeder协议 7.1.3 单向鉴别协议 7.2 密钥分配协议 7.2.1 对称密钥的分配 7.2.2 公开密钥的分配 7.2.3 使用公开加密算法分配对称密钥 鉴别和密钥分配的作用 ? 鉴别能正确识别信息发送方身份，且对信息内容的任何修改都可被检测出来。 ? 对加密明文的必威体育官网网址主要依赖于密钥的必威体育官网网址： 1）密钥管理涉及密钥生成、分配、使用、存储、备份、恢复以及销毁 2）如何分配已生成密钥是密码学领域的难点问题 7.1 鉴别协议 鉴别：实体之间建立身份认证的过程，包括通信实体鉴别和通信内容鉴别。 鉴别易受重放攻击：攻击者发送一个目的主机已接收的包，来达到欺骗目的主机目的。 ? 最坏情况下：冒充合法方； ? 其他情况下：扰乱正常操作。 对付重放攻击的现时（Nonce） 鉴别消息中增加一项：现时（仅使用一次）： 1）随机数：不可猜测，性质最好，但不适合无连接应用。 2）时间戳：需要时钟同步，协议必须能容错。 3）序列号：每一方都要记住其它各方与其通信时的最后一个序列号，难以实现；还要求系统抗毁。 7.1.1 Needham-Schroeder双向鉴别协议 双向鉴别：能够正确鉴别出通信对方的身份，同时可以交换会话密钥，用于保证信息的安全传输。 Needham-Schroeder协议实现双向鉴别和密钥分配： ? 采用对称加密体制和密钥分配中心KDC技术 ? 后来很多鉴别协议（如Kerberos）都基于N-S协议 两层对称加密结构 N-S协议的双向鉴别和密钥分配过程 N-S协议的实现过程 步骤2：A安全获得新会话密钥Ks，N1说明不是重放。 步骤3：消息只能被B解密，A证实对方是B，解密后报文中的IDA使得B证实对方是A。 步骤4说明B已知道Ks，步骤5使B确信A也知道Ks，现时f(N2)使B确信这是一条新的消息。 增加步骤4和5可防止攻击者截获步骤3中的报文并直接重放。 较难实现的重放攻击 1）假设攻击者X已获得一个旧的会话密钥Ks。 2）X假冒A重放步骤3的消息诱使B使用旧的会话密钥进行通信。 3）若X可截获步骤4中的握手消息，就可模仿步骤5中A的应答。 4）X可发送伪造的消息给B，而B以为这是A使用才分发的会话密钥加密发送过来的消息。 7.1.2 改进的Needham-Schroeder协议 Denning对N-S协议进行改进，加入了一个时间戳 一个可抗重放的鉴别协议 同时解决了重放攻击和“禁止-重放攻击” 7.1.3 单向鉴别协议 一、使用对称加密算法 修改N-S协议就能用于电子邮件的单向鉴别（不能要求发送方A和接收方B同时在线）： 二、使用公开加密算法 1）保证消息的机密性 A→B: E(PUB, Ks)||E(Ks, M) 2）实现鉴别（数字签名） A→B: M||E(PRA, H(M)) 3）同时实现鉴别和机密性 A→B: E(PUB, [M||E(PRA, H(M))]) 4）提高加密效率还需使用数字信封 A→B: E(PUB, Ks)||E(Ks, [M||E(PRA, H(M))]) 7.2 密钥分配协议 1）加密算法公开且是国际标准，安全算法可依靠大量学术研究。 2）明文必威体育官网网址依赖于密钥必威体育官网网址，密钥必威体育官网网址更加困难。 如何安全可靠、迅速高效地分配和管理密钥是密码学领域的重要研究课题。 不同性质密钥的管理问题 1）要使对称加密有效进行，通信双方必须共享一个密钥，这个密钥还要防止被他人获得； 2）要使公开加密有效进行，通信各方必须发布其公开密钥，并防止其私钥被其他人获得。 密钥还需经常更换，以便攻击者知道密钥的情况下使得泄漏的数据量最小。 密钥分配的四种方法 1）A选定密钥，通过物理方法安全传递给B。 2）可信任第三方C选定密钥，通过物理方法安全传递给A和B。 3）若A和B都有到第三方C的加密连接，C通过该连接将密钥传递给A和B——密钥分配中心KDC，常用于对称密钥的分配。 4）若第三方C发布A和B的公钥，它们可用彼此的公钥来加密通信——认证中心CA，常用于公开密钥的分配。 7.2.1 对称密钥的分配 一、集中式密钥分配方案 N-S协议存在的问题： 1）通信量大，需要较好的鉴别功能以鉴别KDC和通信方。 2）主