应用密码学 第8章 认证理论与技术——身份认证技术(2)

《应用密码学》课程教学大纲一、课程代码与名称课程代码：EI439001中文名称：应用密码学英文名称：Applied Cryptography二、课程概述及与相关课程关系随着通信网络及安全技术的发展，网络与信息的安全性等受到了人们的广泛关注。

密码技术作为信息安全的核心技术，为信息的保密性、完整性、可用性和可靠性等提供了实现的一种手段，在电子商务/电子政务、网络通信等方面的受到了高度重视。

密码学是计算机、通信、应用数学、软件工程等专业的交叉学科，本课程主要学习古典密码体制、对称密码体制、非对称密码体制、序列密码体制、消息摘要算法等基础密码理论及典型算法，以及它们在密钥管理、密码协议、数字签名、身份认证、电子商务、数字通信和工业网络控制等方面的应用。

图1应用密码学与其它课程关系图《应用密码学》课程与其他课程的关系如图1所示。

其中，《工程导论》、《面向对象程序设计》、《数据结构》和《信息安全数学基础》是《应用密码学》课程的前期课程，而具备《微积分Ⅰ》、《微积分Ⅱ》、《线性代数与空间解析几何》、《离散数学》、《概率论与数理统计》的知识，对于密码学算法的编程实现和理解是有帮助的。

通过本课程的学习，为进一步学习后续专业课程（如《信息安全理论与技术》、《信息对抗理论与技术》、《网络攻击与防御》、《灾难备份技术》、《信息隐藏与数字水印》、《系统加密与解密》和《安全系统整体解决方案设计》等课程）及在从事网络信息安全应用系统的设计与开发等实际工作奠定理论基础。

三、课程教学对象与教学目的适用专业：信息安全、信息对抗技术教学目的：（1）通过本课程的学习，学生能够掌握密码学的基本概念、古典密码体制、序列密码体制、对称密码体制和非对称密钥体制、消息摘要算法等基础密码理论及典型算法，以及它们在密钥管理、密码协议、数字签名、身份认证、电子商务、数字通信和工业网络控制等方面的应用；（2）通过本课程实验，进一步加深对密码算法及相关知识的理解与掌握；（3）本课程后期的《应用密码学》课程设计，在老师的指导下，以工程应用为背景，学生通过主动查找资料等，运用前期学过程序设计语言编程实现密码算法，进而完成加密/解密（可以实现对任意字符串和文件加密等功能）、消息摘要算法、数字签名、安全传输、安全存储、密钥共享等实用程序，进一步提高学生在实际项目中分析问题、解决问题和工程应用能力；（4）通过本课程的学习，主要完成如表1所示的指标。

网络安全身份认证身份认证的概念身份认证是计算机及网络系统识别操作者身份的过程●计算机网络是一个虚拟的数字世界，用户的身份信息是用一组特定的数据来表示的，计算机只能识别用户的数字身份（微信号, 邮箱），所有对用户的授权也是针对用户数字身份的授权●现实世界是一个真实的物理世界，每个人都拥有独一无二的物理身份●确保操作者的物理身份与数字身份相对应身份认证的功能目的是保证系统中的数据只能被有权限的“人”访问，未经授权的“人”无法访问 身份认证是整个信息安全体系的基础●用于解决访问者的物理身份和数字身份的一致性问题，给其他安全技术提供权限管理的依据 防火墙、入侵检测、VPN、安全网关等安全技术建立在身份认证之上针对数字身份进行权限管理，解决数字身份能干什么的问题身份认证的分类用户与主机之间的认证–认证人的身份●例如，单机（网络）状态下的基于密码的身份认证●计算机验证人的身份：你是否是你声称的那个人？●人的存储和计算能力有限记忆高数量的密码密钥困难执行密码运算能力有限主机与主机之间的认证●网络环境下的身份认证●计算机验证计算机●计算机存储和计算能力强大能存储高数量的密码和密钥能够快速地进行密码运算认证人的身份认证人的身份所知(something the user knows)●密码、口令所有(something the user has)●身份证、护照、智能卡等所是(something the user is or does)●指纹、DNA、签名等用户名/密码方式用户设定密码，计算机验证易泄露●用户经常用有意义的字符串作为密码●用户经常把密码抄在一个自己认为安全的地方●密码是静态的数据，每次验证过程使用的验证信息都是相同的，易被监听设备截获用户名/密码方式一种是极不安全的身份认证方式●Low entropy （穷举攻击）●安全性比较低IC卡认证IC卡是一种内置集成电路的卡片，卡片中存有与用户身份相关的数据（预共享密钥，长期私钥），可以认为是不可复制的硬件IC卡由合法用户随身携带，登录时必须将IC卡插入专用的读卡器读取其中的信息，以验证用户的身份IC卡硬件的不可复制可以保证用户身份不会被仿冒IC卡中读取的数据还是静态的●通过内存扫描或网络监听等技术还是很容易截取到用户的身份验证信息动态口令1是一种让用户的密码按照时间或使用次数不断动态变化，每个密码只使用一次的技术。

计算机安全中的密码学与身份认证密码学和身份认证是计算机安全中两个重要的概念。

密码学是研究信息安全和数据保护的科学，而身份认证则是确认用户身份的过程。

本文将综合讨论密码学和身份认证在计算机安全中的作用和应用。

一、密码学的基本原理和应用密码学是一门研究如何保护信息安全的学科，通过利用密码算法和协议，能够对信息进行加密、解密和认证。

密码学的基本原理包括对称加密、非对称加密和哈希函数。

1. 对称加密对称加密是一种使用相同密钥进行加密和解密的方法。

常见的对称加密算法有DES、AES等。

在加密过程中，发送者使用密钥将明文转换成密文，接收者使用同样的密钥将密文还原成明文。

对称加密具有加密速度快的优点，但是密钥的分发与管理相对困难。

2. 非对称加密非对称加密使用一对密钥进行加密和解密，其中一把为公钥，另一把为私钥。

公钥可自由分发，但只能用于加密；私钥保密，并用于解密。

非对称加密算法常见的有RSA、DSA等。

非对称加密具有较高的安全性和密钥分发的便利性，但加密解密的速度较慢。

3. 哈希函数哈希函数是一种将任意长度的消息映射成固定长度的摘要的算法。

常见的哈希函数有MD5、SHA-1等。

哈希函数能够通过对消息的摘要进行验证完整性，并且不可逆。

密码学在计算机安全中有广泛的应用。

它可以用于保护用户的敏感信息，如登录密码、银行账户等；也可以用于数据传输的加密，如SSL协议在网上银行、电子商务中的应用；此外，密码学还应用于数字签名、密钥交换、数字证书等方面。

二、身份认证的原理和技术身份认证是通过核实用户的身份信息，确认其合法性和权限的过程。

常见的身份认证技术包括用户名密码认证、数字证书认证和双因素认证。

1. 用户名密码认证用户名密码认证是最常见的身份认证方式，用户通过输入一个与之匹配的用户名和密码来验证身份。

但是用户名密码认证存在安全性较低的问题，易受到猜测、撞库等攻击方式。

2. 数字证书认证数字证书认证使用了非对称加密算法，通过数字证书来确保身份的可信性。

身份认证技术文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-身份认证技术摘??要：当今，信息安全越来越受到人们的重视。

建立信息安全体系的目的就是要保证存储在计算机及网络系统中的数据只能够被有权操作的人访问，所有未被授权的人无法访问到这些数据。

身份认证技术是在计算机网络中确认操作者身份的过程而产生的解决方法。

计算机网络世界中一切信息包括用户的身份信息都是用一组特定的数据来表示的，计算机只能识别用户的数字身份，所有对用户的授权也是针对用户数字身份的授权。

如何保证以数字身份进行操作的操作者就是这个数字身份合法拥有者，也就是说保证操作者的物理身份与数字身份相对应，身份认证技术就是为了解决这个问题，作为防护网络资产的第一道关口，身份认证有着举足轻重的作用。

通过认识，掌握身份认证技术，使自己的网络信息资源得到更好的保障。

本文主要介绍了身份认证技术的概念、常见的几种身份认证方式及身份认证技术的应用。

关键词:身份认证技术身份认证方法身份认证方式认证应用身份识别正文：一、身份认证技术简介相信大家都还记得一个经典的漫画，一条狗在计算机面前一边打字，一边对另一条狗说：“在互联网上，没有人知道你是一个人还是一条狗！”这个漫画说明了在互联网上很难识别身份。

身份认证是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程。

计算机系统和计算机网络是一个虚拟的数字世界，在这个数字世界中，一切信息包括用户的身份信息都是用一组特定的数据来表示的，计算机只能识别用户的数字身份，所有对用户的授权也是针对用户数字身份的授权。

而我们生活的现实世界是一个真实的物理世界，每个人都拥有独一无二的物理身份。

如何保证以数字身份进行操作的操作者就是这个数字身份合法拥有者，也就是说保证操作者的物理身份与数字身份相对应，就成为一个很重要的问题。

身份认证技术的诞生就是为了解决这个问题。

身份认证技术是在计算机网络中确认操作者身份的过程而产生的解决方法。

身份认证技术在网络安全中的应用随着时代的发展，互联网已经成为人们生活中必不可少的一部分，互联网的快速发展使得我们的生活变得更加便利和高效，但是网络上的安全问题也愈发严重。

随着网络攻击的愈发频繁和猖狂，如何保障网络安全成为了一个亟待解决的问题。

身份认证技术在网络安全中的应用，不仅可以提高安全性，还能有效防止网络攻击，同时也能更好地保护用户的个人信息。

一、身份认证技术的概念身份认证技术，是指基于密码、数字证书等方式对用户身份进行识别和验证的技术。

通常，身份认证被认为是保护网络安全的重要手段之一，它可以阻止未经授权的用户访问机密信息。

身份认证技术目前主要有以下两种形式：1、密码认证：用户通过输入用户名和密码进行身份认证，只有输入正确的用户名和密码后才能获得访问权限。

这种方式依赖于用户自己保管密码，但是密码破解和泄露的问题仍然存在。

2、数字证书认证：数字证书认证被视为一种更加安全的身份认证方式，它使用公私钥加密方法达到认证的效果。

数字证书由一组数字签名和公钥组成，认证服务器使用其私钥验证客户端的数字证书，从而完成客户端的身份认证。

二、身份认证技术在网络安全中的应用1、用户身份验证身份认证技术在网络中最主要的应用是进行用户身份验证，以保证只有经过认证的用户才能访问受保护的资源。

例如，某网站的会员区需要用户输入用户名和密码才能进入，这种身份认证技术会阻止未经授权的用户访问相关资源，保障用户的个人信息和机密信息不会泄露。

2、安全访问云服务云计算已经成为了企业信息化的主流选择，但是云服务的安全问题，也成为了企业和用户所面临的挑战之一。

基于身份认证技术的云服务安全方案，可以有效提升云服务的安全性和稳定性。

通过身份认证技术，可以设置访问权限，只有经过认证的用户才有权访问云服务资源，从而实现安全的访问云服务。

3、金融应用领域金融应用领域一直是资安风险大、保密要求高的领域。

例如，网上银行、移动支付等需要用户输入银行卡号和密码进行身份认证，而一旦用户的银行卡密码泄露，将容易引发金融欺诈和资金损失。

安全工程师的密码学与身份认证技术密码学与身份认证技术在现代社会中扮演着至关重要的角色，尤其对于安全工程师来说更是必须掌握的核心知识。

本文将深入探讨密码学与身份认证技术在安全工程师工作中的应用，以及其原理和常用的算法。

一、密码学的基本概念与原理密码学是一门研究加密算法和解密算法的学科，旨在确保信息的机密性、完整性和可用性。

在信息安全领域中，密码学是最基本和最重要的保护手段之一。

1.1 加密算法加密算法是将明文转化为密文的过程，保护信息的机密性。

常见的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。

- 对称加密算法：使用相同的密钥对明文进行加密和解密。

这种算法的优点是加密效率高，但缺点是密钥传输和管理的问题。

- 非对称加密算法：使用一对密钥（公钥和私钥），公钥用于加密，私钥用于解密。

这种算法的优点是密钥管理方便，但缺点是加密效率较低。

1.2 解密算法解密算法是将密文还原为明文的过程，确保信息的可用性。

解密算法需要与加密算法配合使用，根据密钥或者密码相关的信息对密文进行处理，还原为明文。

1.3 数字签名数字签名是一种通过非对称加密算法保证信息完整性和认证性的技术。

发送方使用私钥对信息进行加密，接收方使用发送方的公钥进行解密并验证签名，从而确认信息的真实性和完整性。

二、身份认证技术的基本概念与原理身份认证技术是确定用户身份的一种方式，它通过特定的机制和算法，确保只有授权用户可以访问系统或者资源。

2.1 用户名和密码认证用户名和密码认证是目前最常见、最简单的身份认证方式。

用户通过提供正确的用户名和密码来证明自己的身份。

然而，该方式存在着密码泄露、用户疏忽和社会工程学攻击等风险。

2.2 双因素认证双因素认证是通过结合两个或多个不同的身份认证因素来提高安全性。

这些因素包括：知识因素（密码、密钥）、所有权因素（智能卡、USB密钥）和生物因素（指纹、虹膜识别）等。

双因素认证提供了更高的安全性和防御能力。

2.3 生物识别技术生物识别技术通过人体特征（如指纹、面部、虹膜等）来进行身份认证。

身份认证技术研究及应用身份认证技术是当今互联网数字化时代中的重要组成部分，它实际上是融合了密码学、计算机技术、信息安全和网络安全等多个领域的技术。

身份认证技术主要应用于个人身份识别和认证、网络安全、电子商务等领域中。

本文主要探讨身份认证技术的发展和应用，在详细阐述一些基本技术的同时，分析了如何选择适当的身份认证技术方案。

一、身份认证发展的历程随着互联网技术的快速发展，身份认证技术在过去几年中取得了长足的进步。

在早期时，我们只有通过密码和用户名这种基本手段进行身份认证，但随着技术的不断发展，新的身份认证技术应运而生。

目前，主要的身份认证技术包括证书认证、双因素认证、生物特征识别以及单点登录系统等。

其中，双因素认证是最常见的一种技术，它结合了密码和验证码等两个元素，能够更加有效地保护用户的信息安全。

而生物特征识别技术则可以通过指纹、虹膜、人脸等个体身体特征进行身份识别，具有非常强大的安全性。

二、身份认证技术的应用身份认证技术的应用非常广泛，最常见的领域包括网络安全、在线支付、电子商务等。

随着数字化时代的到来，身份认证技术的应用范围也越来越广泛，未来它还将涉及到智能家居，自驾车辆等多种领域。

例如在企业内部的网络信息安全保护，可以采用单点登录系统来实现。

单点登录系统是一种网页应用程序，它可以用一个有效的用户名和密码来访问企业内部的其他应用系统，而不是每个应用平台都需要输入用户名和密码，这样可以提高工作效率，并降低用户的信息泄露风险。

另外，身份认证技术也广泛应用于在线支付领域。

为了保护用户的账户安全，一些支付系统采用双因素认证或者生物识别技术来保护用户信息的安全。

这些技术可以避免用户账户被盗刷，提高交易安全性和可信度。

三、选择适当的身份认证技术方案身份认证技术方案的选择一直都是一个非常复杂的问题，因为不同的身份认证技术有着不同的安全级别和适用范围。

在选择身份认证技术方案时，需要考虑到系统的安全性，可扩展性和用户体验等问题，选择最适合自己的解决方案。