密码学基本理论

本章讲述了密码学的基本概念以及常见的密码体制、密码算法，分析了杂凑函数、数字签名、国产密码算怯、安全协议等的工作原理．同时，本章还分析了密码在网络安全方面的常见应用场景类型，并以路由器、Web服务、电子邮件等为例，给出安全应用参考。

第3章 密码学基本理论

• 3.1 密码学概况
  • 密码技术是保障网络和信息安全的核心技术和基础支撑
  • 3.1.1 密码学发展简况
    • 是一门研究信息安全保护的科学，以实现信息的保密性、完整性、可用性和抗抵赖性
    • 密码编码学
      • 加密
    • 密码分析学
      • 解密
  • 3.1.2 密码学基本概念
    • 密码学的主要目的是保持明文的秘密以防止攻击者获知，而密码分析学则是在不知道密钥的情况下，识别出明文的科学
    • 加密和解密算法的操作都是在密钥的控制下进行
      • 加密密钥
      • 解密密钥
  • 3.1.3 密码安全性分析
    • 唯密文攻击
    • 已知明文攻击
    • 选择明文攻击
    • 密文验证攻击
    • 选择密文攻击
• 3.2 密码体制分类
  • 3.2.1 私钥密码体制
    • 又称为对称密码体制，特点为加密和解密使用相同的密钥
  • 3.2.2 公钥密码体制
    • 又称为非对称密码体制，加密和解密的过程中使用不同的密钥处理方式
      • 加密密码可以公开
      • 由加密密钥推知解密密钥是不可行的
    • 优点
      • 密钥分发方便，能以公开的方式分配加密密钥
      • 密钥保管量少
      • 支持数字签名
  • 3.2.3 混合密码体制
    • 利用公钥密码体制分配私钥密码体制的密钥，消息的收发双方共用这个秘钥，然后按照私钥密码体制的方式，进行加密和解密
• 3.3 常用的密码算法
  • 3.3.1 DES
    • 数据加密标准的简称，由ibm公司研制，分组加密算法，能够支持64比特的明文块加密，其密钥长度为56比特
  • 3.3.2 IDEA
    • 国际数据加密算法的简称，分组加密算法，明文和密文分组都是64比特，密钥长度为128比特
      • 在PGP中得到应用
  • 3.3.3 AES
    • 非保密，公开的，全球免费使用的分组密码算法
  • 3.3.4 RSA
    • 是非对称算法
      • 公钥和私钥都可以用于加密消息，
      • 用于加密的密钥和用于解密的密钥相反
      • 提供了一种保护网络通信和数据存储的机密性，完整性，真实性和不可否认性的方法
      • 基于大整数因子分解的困难性
  • 3.3.5 国产密码算法
    • SM1分组密码算法
      • 对称加密算法，分组长度为128比特，密钥长度为128比特
    • SM2椭圆曲线公钥密码算法
    • SM3密码扎凑算法
    • SM4分组算法
    • SM9 标识密码算法
• 3.4 Hash函数与数字签名
  • 3.4.1杂凑函数简称Hash函数
    • 它能够将任意长度的西悉尼转换成固定长度的哈希值（又称数字摘要或消息摘要），并且任意不同消息或文件所生成的哈希值是不一样的
  • 3.4.2 Hash算法
    • 是指有关产生哈希值或杂凑值的计算方法
    • MD5
    • SHA
    • SM3
  • 3.4.3 数字签名
    • 是指签名者使用私钥对待签名数据的杂凑值做密码运算得到的结果。
    • 该结果只能用签名者的公钥进行验证，用于确认数据的完整性，签名者的身份的真实性和签名行为的抗抵赖性
    • 数字签名的目的是通过网络信息安全技术手段实现传统的纸面签字或盖章的功能，以确认交易当事人的真实身份，保证交易的安全性，真实性和不可抵赖性。
    • 是可信的，不可伪造的，不可重用的，不可抵赖，不可修改的。
• 3.5 密码管理与数字证书
  • 3.5.1 密码管理
    • 密钥管理
    • 密码管理政策
      • 密码法
      • 商用密码管理条例
      • 电子政务电子认证服务管理办法
    • 密码测评
  • 3.5.2 数字证书
    • 也称公钥证书，是由证书认证机构（CA）签名的包含公开密钥拥有者信息、公开密钥，签发者信息，有效期以及扩展信息的一种数据结构
• 3.6 安全协议
  • 密钥交换协议
    • 3.6.1 Diffle-Hellman密钥交换协议
  • 3.6.2 SSH
    • SSH是Secure Shell的缩写，即“安全外壳”，它是基于公钥的安全应用协议，由SSH传输层协议、SSH用户认证协议和SSH连接协议三个于协议组成，各协议分工合作，实现加密、认证、完整性检查等多种安全服务
• 3.7 密码学网络安全应用
  • 3.7.1 密码技术常见应用场景类型
    • 网络用户的安全
    • 物理与环境安全
    • 网络与通信安全
    • 设备与计算安全
    • 应用和数据安全
    • 业务应用创新
  • 3.7.2 路由器安全应用参考
    • 口令管理
    • 远程访问
    • 路由交换信息认证
  • 3.7.3 web网站安全应用参考
  • 3.7.4 电子邮件安全应用参考
• 3.8 本章小结
  • 本章讲述了密码学的基本概念以及常见的密码体制、密码算法，分析了杂凑函数、数字签名、国产密码算怯、安全协议等的工作原理．同时，本章还分析了密码在网络安全方面的常见直用场景类型，并以路由器、Web服务、电子邮件等为例，给出安全应用参考。