计算机网络基础---网络安全（笔记）

一、网络安全问题概述： 1、安全的计算机网络应该达到以下四个目标： （1）保密性：只有发送方和接收方才能懂的信息内容。 （2）端点鉴别：能够鉴别发送方和接收方真实身份。 （3）信息的完整性：信息没有被篡改过。 （4）运行的安全性：确保计算机系统安全运行，如：访问权限控制非常重要。 2、数据加密模型： 如下图：用户A向用户B发送明文X，但通过加密算法E运算后，得出密文Y。接收端利用解密算法D和解密密钥K，解析出明文X。 解密算法是加密算法的逆运算，解密密钥和加密密钥可以相同也可以不同，如果不同，也肯定有某种关联。

二、两类密码体制： 1、对称密钥密码体制：即加密密钥和解密迷药使用相同的密码体制。如上图中就是对称加密。 2、公钥密码体制：即使用不同的加密密钥与解密密钥。 （1）在“公钥密码体制”中，“加密密钥PK”（public key，即公钥）是公开的。而“解密密钥SK”（secret key，即私钥或秘钥）是保密的。加密算法和解密算法也是公开的。 （2）公钥密码体制加密和解密流程： a.密钥对产生器产生出接受者B的一对密钥：加密密钥PK和解密密钥SK。发送者A所使用的加密密钥PK就是B的公钥，它是公开的。而B所使用的解密密钥就是B的私钥，是保密的。 b.发送者A使用B的公钥通过算法E对明文X进行加密，得出密文Y，发送给B。 c.B用自己的私钥通过解密算法D，恢复出明文X。 3、任何加密算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。

三、数字签名： 1、数字签名必须保证3点: （1）接受者能核实发送者对报文的签名，即“报文鉴别”。 （2）接受者能确信接收的报文与发送者发送的报文完全一样，即“报文完整性”。 （3）发送者事后不能抵赖对报文的签名，即“不可否认”。 2、数字签名的实现： A经过D运算得到密文，传输给B，B拿着A的公钥通过E运算解密得到明文。因为只有A有自己的私钥，所以，B相信这是A发送的；如果B对篡改过的报文解密得出不可读的报文，就知道被篡改过，这样可以保证“报文完整性”。同时为，A也不能抵赖层发送报文给B。 3、通过以下模型可以实现“秘密通信”和“数字签名”。 A通过私钥D运算得到密文，并通过B的公钥对密文再次加密（这样只有B可以通过私钥解密）。B收到密文后，通过私钥解密，然后再通过A的公钥解密，得到明文。 四、鉴别： 1、报文鉴别： （1）密码散列函数： a.散列函数的输入长度很长，但输出长度是固定的，并且较短。 b.散列函数的输入和输出并非一一对应，而是多对一。实际上是一种单向函数，即计算不可逆。 （2）实用的密码散列函数MD5和SHA-1。 （3）报文鉴别码： a.A根据明文X计算出散列H（例如：使用MD5）。 b.对散列H通过密钥K（或A的私钥进行E运算）加密得到报文鉴别码MAC（Message Authentication Code）。 c.A把MAC拼接在明文X后面发送给B。 d.B收到后，因为散列函数计算结果长度是固定的，所以可以分离开明文X和加密后的散列。对散列进行解密（或A的公钥进行D运算）。 e.对明文X进行散列运算，对比是否等于解密出的散列，如果相等，证明没有问题。 f.如果是使用A的公钥系统，得到的报文不仅不可伪造，也是不可否认的。 五、密钥分配 1、公钥分配：如果A用户要欺骗B，A可以向B发送一份伪造是C发送的报文，A用自己的私钥进行数字签名，并附上A的公钥，谎称这是来自C的。这时就需要“认证中心CA”（ceetification Authority）来将公钥与实体（人或计算机）进行绑定验证。每个实体都有CA发来的证书（certificate），里面有公钥及其拥有者的标志信息。此证书被CA进行了数字签名。任何用户都可以获取认证中心CA的公钥，用于验证某个公钥是否为某个实体所有（通过向CA查询）。