公钥密码体制的密钥交换

diffie-hellman 密钥交换算法
Diffie-Hellman密钥交换算法是一种公钥密码体制，通过这个算法，两方可以在不安全的通信环境中协商一个共享的密钥，用于之后的对称加密通信。

该算法的步骤如下：
1. 双方先共同选择一个大素数p和一个原根g，将其公开。

2. 双方各自生成一个私钥，如a和b，并计算出公钥，公式为
A = g^a mod p 和
B = g^b mod p。

3. 双方将各自的公钥传给对方。

4. 双方分别使用对方传过来的公钥和自己的私钥计算出一个共享的密钥。

计算公式为，对方的公钥的私钥次方再取模，即K = (A^b) mod p 或 K = (B^a) mod p。

5. 最终两方得到的密钥K是相同的。

Diffie-Hellman密钥交换算法的关键在于离散对数问题的困难性，即很难从公开的信息中推导出私人的指数。

因此，即使攻击者能够获取到公开信息，也无法计算出双方私钥，从而保证了密钥的安全性。

然而，该算法并未提供身份验证，因此在实际应用中需要结合其他的安全机制来确保通信的安全性。

可能引起广播风暴的设备是（网桥）搜索引擎中，用户输入接口分为（简单接口）和（复杂接口）网关克服了Internet 一个非常明显的问题是（寻址）对称加密算法：DES 、AES 、Blowfish 、RC5公钥加密算法（非对称）：RSA 、ELGamal 、背包加密算法常用于数字签名：RSA 、ELGamal常用的身份认证机制有:（X.509）认证协议和（Kerberos ）认证协议组播允许一个发送方发送数据包到多个接收方，不论接收组成员的数量多少，数据源只发送（单一）数据包使用集线器的局域网在物理上是一个星型网、在逻辑上是一个总线网身份认证头协议（AH ）:提供了 源身份认证、数据完整性IPSec 协议簇封装安全负载协议（ESP ）：提供了 身份认证、数据完整性、秘密性网桥依靠（转发表）来转发帧（转发表也称 转发数据库 或 路由目录）按芯片集分类：TX主板、LX主板、BX主板按CPU芯片分：奔腾主板、AMD主板主板按CPU插座分类：Slot主板、Socket主板按数据端口分类：SCSI主板、EDO主板按主板的规格分类：AT主板、ATX主板、Baby-AT主板非服务攻击eg：源路由攻击、地址欺骗在域名服务器的资源记录中，类型A表示主机地址邮件交换机（MX）别名（CNAME）指针（PTR）文本（TxT）授权开始（SOA）域名服务器（NS）主机描述（HINFO）从奔腾到安腾标志着从IA-32向IA-64前进奔腾采用（RISC）技术（精简指令集计算机）安腾采用（EPIC）技术（简明并行指令计算机）红外局域网信号按（视距）方式传播IEEE802.11媒体接入控制属于（数据链路层）衡量网桥性能的参数主要是（每秒钟接收与转发的帧数）网桥必须有（寻址能力）和（路由选择能力）广泛使用的电子邮件安全方案是（S / MIME）和（PGP）（MIME是传输多媒体信息的电子邮件协议）FTP协议是一个有状态协议，HTTP协议是一个无状态协议。

第三章公钥密码技术第三章 公钥密码技术11.公钥密码概述2.公钥密码学的理论基础3.公钥密码算法4.密钥交换5.公钥密码算法的应用公钥密码体制的发现是密码学发展史上的一次革命–替代和置换vs 单向陷门函数–单钥vs 双钥–保密通信vs 保密通信、密钥分配、数字签名和认证动机–密钥分配问题–数字签名问题起源-1976年，W. Diffie和M. E. Hellman发表论文“New Directions in Cryptography”非对称–公钥：公开–私钥：保密功能–保密通信、密钥分配、数字签名和认证公钥可以公开传播；运算速度较慢公钥密码体制的基本思想两个密钥中任何一个都可以用作加密，而另一个用作解密已知公钥计算私钥计算困难，已知私钥计算公钥相对容易 已知公钥和密文，私钥未知情况下计算明文困难公钥密码的一般过程 系统初始化阶段公钥密码的一般过程(Cont.) 保密通信阶段1.公钥密码概述2.公钥密码学的理论基础3.公钥密码算法4.密钥交换5.公钥密码算法的应用第三章 公钥密码技术2计算复杂度与公钥密码计算复杂度-时间复杂度-空间复杂度P问题和NP完全问题-P类问题：多项式时间可判定-NP类问题：非确定性程序在多项式时间内判定 密码与计算复杂度的关系-一些NP完全问题可作为密码设计的基础单向陷门函数一个单向陷门函数()f X 要满足下面的条件：它将一个定义域映射到一个值域，使得每一个函数值都有一个唯一的原象；同时，函数值计算很容易而逆计算是困难的，但是如果知道某个陷门t 后，逆计算是容易的。

即 ()Y f X = 容易1()X f Y −= 困难知道陷门t 后，1()t X f Y −= 容易单向陷门函数的数学问题 分解整数问题-大整数的素分解问题：RSA离散对数问题-有限域上的离散对数问题：ElGamal-椭圆曲线上的离散对数问题：ECC 背包问题1.公钥密码概述2.公钥密码学的理论基础3.公钥密码算法4.密钥交换5.公钥密码算法的应用第三章 公钥密码技术3公开密钥算法公钥算法的种类很多，具有代表性的三种密码：基于离散对数难题（DLP）的算法体制，例如Diffie-Hellman 密钥交换算法；基于整数分解难题（IFP）的算法体制，例如RSA算法；基于椭圆曲线离散对数难题（ECDLP）的算法体制；RSA算法MIT的Ron Rivest, Adi Shamir和Len Adleman于1977年研制，并于1978年首次发表分组密码理论基础：Euler定理安全性基于分解大整数的困难性应用最广泛的公钥密码算法基本的数论知识基本的数论知识(Cont.)定理3.5:若n>=1，gcd(x,n)=1，则存在c使得。

EC安全现状一、填空题1、电子商务安全的基本要求包括：保密性、认证性、完整性、可访问性、防御性、不可否认性和合法性，其中保密性、完整性和不可否认性最为关键。

2、信息安全的三个发展阶段是：数据安全、网络安全和交易安全。

3、交易安全的三个主要方面包括：可信计算、可信连接、可信交易。

4、在电子商务系统中，在信息传输过程中面临的威胁：中断（interruption ）、截获（interception ）、篡改（modification ）和伪造（fabrication）5、电子商务信息存储过程中面临的威胁非法用户获取系统的访问控制权后，可以破坏信息的保密性、真实性和完整性。

6、以可信计算平台、可信网络构架技术实现，对BIOS、OS等进行完整性测量，保证计算环境的可信任，被称为可信计算(trusted computing)7、以活性标签技术或标签化交换技术实现，对交易过程中的发信、转发、接收提供可信证据，被称为可信连接(trusted connecting)8、为交易提供主体可信任、客体可信任和行为可信任证明，被称为可信交易(trusted transaction)9、 ISO对OSI的安全性进行了深入的研究,在此基础上提出了OSI安全体系。

定义了安全服务、安全机制和安全管理等概念。

其中对象认证(entity authentication)、访问控制(access control)、数据保密性(data confidentiality)、数据完整性(data integrity)和不可抵赖(no-repudiation)是属于安全服务范畴10、 ISO对OSI的安全性进行了深入的研究,在此基础上提出了OSI安全体系。

定义了安全服务、安全机制和安全管理等概念。

其中数据加密、数字签名、数据完整性、鉴别交换、路由控制、防业务流分析、公证属于安全机制范畴二、判断题1、密码安全是通信安全的最核心部分，由技术上提供强韧的密码系统及其正确应用来实现。

1.1信息安全■Alvin 丁。

＜11。

「在《第三次浪潮》中预言：计算机网络的建立和普及将彻底改变人类生存和生活模式。

■信息化以它有别于传统方式的信息获取、存储、处理、传输和使用，给现代社会的正常发展带来了一系列的前所未有的风险和威胁。

■传统的一切准则在电子信息环境中如何体现与维护，到现在并没有根本解决，一切都在完善中。

■今天，人们一方面享受着信息技术带来的巨大变草，同时也承受着信息被篡改、泄露、伪造的威胁，以及计算机病毒及黑客入侵等安全问题。

信息安全的风险制约着信息的有效使用，并对经济、国防乃至国家的安全构成威胁。

■一方面：没有信息安全，就没有龛全意义上的国家安全。

另一方面：信息安全还涉及个人权益、企业生存和金融风险防范等。

■密码技术和管理是信息安全技术的核心，是实现保密性、完整性、不可否认性的关键。

■“9.11事件”后，各国政府纷纷站在国家安全的角度把信息安全列入国家战略。

重视对网络信息和内容传播的监控，更加严格的加固网络安全防线, 杷信息安全威胁降到最低限度。

■2000年我国开始着力建立自主的公钢基础设施，并陆续启动了信息系统安全等级保护和网络身份认证管理服务体系。

■因此，密码学的基本概念和技术巳经成为信息科学工作者知识结构中不可或缺的组成部分。

1.2密码学引论1. 密码学的发展概况■密码学是一门既古老又年轻的学科。

■自有了战争，就有了加密通信。

交战双方都为了保护自己的通信安全，窃取对方的情报而研究各种信息加密技术和密码分析技术。

■古代行帮暗语和一些文字游戏等，实际上就是对信息的加密。

这种加密方法通过原始的约定，把需要表达的信息限定在一定的范围内流通。

古典密码主要应用于政治、军事及外交等领域。

■电报发明以后，商业方面对密码学的兴趣主要集中在密码本的编制上。

■20世纪初，集中在与机械和电动机械加密的设计和制造上。

■进入信息时代，大量敏感信息要通过公共通信设施或计算机网络进行交换, 密码学的应用已经不仅仅局口艮在政治，军事、外交等领域，其商业和社会价值日益显著，并与人们的日常生活紧密相关。

《电子商务安全》习题答案第一章1．关于电子商务安全，下列说法中错误的是（ D ）A．电子商务安全包括计算机网络安全和电子交易安全B. 电子商务安全是制约电子商务发展的重要因素C. 电子商务安全与网络安全的区别在于其有不可否认性的要求D. 决定电子商务安全级别的最重要因素是技术2. 网上交易中，如果定单在传输过程中订货数量发生了变化，则破坏了安全需求中的( C )。

A. 可用性 B.机密性 C.完整性 D. 不可抵赖性3．原则保证只有发送方和接收方才能访问消息内容。

（ A ）A. 机密性B. 完整性C. 身份认证D. 访问控制4. 电子商务安全涉及的三种因素中，没有。

（ C ）A. 人B. 过程C. 设备D. 技术5. 在PDRR 模型中，是静态防护转化为动态的关键，是动态响应的依据。

（B）A. 保护B. 检测C. 响应D. 恢复6. 在电子商务交易中，消费者面临的威胁不包括（ A ）A. 虚假订单B. 付款后不能收到商品C. 客户资料机密性丧失D. 非授权访问7. 截获攻击与保密性相关；伪造攻击与认证相关；篡改攻击与完整性相关；中断攻击与可用性相关。

（供选择的答案：篡改、截获、伪造、中断）8. 如果电子商务系统无法访问了，则破坏了电子商务安全的可用性需求。

9. 电子商务安全的目标是：保证交易的真实性、机密性、完整性、不可抵赖性和可用性。

10. 为什么说人是电子商务安全中最重要的因素？电子商务交易的主体仍然是人，因此人的因素是最重要的。

人作为一种实体在电子商务的运行和交易过程中存在，其必然对电子商务的安全产生重要影响。

11. 电子商务安全应从哪几个方面来综合考虑？（1）人：（2）过程：（3）技术：第二章1. 棋盘密码是将26个英文字母放在5×5的表格中，每个字母对应的密文由行号和列号对应的数字组成，如图2.23e对应15等。

图2.23 棋盘密码请问它是属于（ A ）A. 单表替代密码B. 多表替代密码C. 置换密码D. 以上都不是2. 攻击不修改消息的内容。

《现代密码学》练习题（含答案）一、填空题（每空1分，共7分）1. 加密算法的功能是实现信息的保密性。

2. 数据认证算法的功能是实现数据的完整性即消息的真实性。

3. 密码编码学或代数中的有限域又称为伽罗华(Galois)域。

记为GF(pn)4. 数字签名算法可实现不可否认性即抗依赖性。

信息安全基本要求：可用性、保密性、完整性、不可否认性、可控性、真实性。

5. Two-Track-MAC算法基于带密钥的RIPEMD-160。

密钥和输出MAC值都是20B6. AES和Whirlpool算法是根据宽轨迹策略设计的。

7. 序列密码的加密的基本原理是：用一个密钥序列与明文序列进行叠加来产生密文。

8. Rabin密码体制是利用合数模下求解平方根的困难性构造了一种非对称/公钥/双钥密码体制。

1. 现代对称密码的设计基础是：扩散和混淆。

2. 加密和解密都是在密钥控制下进行的。

3. 在一个密码系统模型中，只截取信道上传送信息的攻击方式被称为被动攻击。

4. Caesar密码体制属于单表代换密码体制。

（字母平移）5. 尽管双重DES不等价于使用一个56位密钥的单重DES，但有一种被称为中途相遇攻击的破译方法会对它构成威胁。

（成倍减少要解密的加密文本）6. 设计序列密码体制的关键就是要设计一种产生密钥流的方法。

2. 椭圆曲线密码是利用有限域GF(2n)上的椭圆曲线上点集所构成的群上定义的离散对数系统，构造出的公钥/非对称密码体制。

3. 在公钥密码体制中，加密密钥和解密密钥是不一样的，加密密钥可以公开传播而不会危及密码体制的安全性。

2. 密码学上的Hash函数是一种将任意长度的消息压缩为某一固定长度的消息摘要的函数。

3. 数字签名主要是用于对数字消息进行签名，以防止消息的伪造或篡改，也可以用于通信双方的身份认证。

2. CTR/计数器加密模式与CBC认证模式组合构成CCM模式；GMAX算法与CTR加密模式组合构成GCM模式。

•名词解释•信息安全：是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。

•被动攻击：是在未经用户同意和认可的情况下将信息或数据文件泄露给系统攻击者，但不对数据信息做任何修改。

常见手段：搭线监听；无线截获；其他截获。

不易被发现重点在于预防，如使用虚拟专用网（VPN）、采用加密技术保护网络以及使用加保护的分布式网络。

•主动攻击：涉及某些数据流的篡改或虚假流的产生。

通常分为：假冒，重放，篡改消息，拒绝服务。

能够检查出来不易有效防止，具体措施包括自动审计、入侵检测和完整性恢复。

•密码学：是关于加密和解密变换的一门科学，是保护数据和信息的有力武器•密码学的基本概念：•明文（消息）：被转换之前的消息。

•密文：明文经密码变换成一种隐蔽的形式。

•加密：将明文变为密文的过程。

•解密：加密的逆过程，即由密文恢复出原明文的过程。

•加密员或密码员：对明文进行加密操作的人员。

•密钥：加解密过程中的关键元素、用来控制加密和解密算法操作的数据处理。

•分组密码：就是先把明文划分成许多组，每个明文分组被当作一个整体来产生一个等长（通常）的密文分组。

通常使用的是64位或128位分组的大小。

•流密码（序列密码）：每次加密数据流中的一位或一个字节。

•认证：即鉴别、确认，它是证明某事是否名副其实，或是否有效的一个过程。

•消息认证：验证所受到的消息确定是来自真正的发送方且未被修改过。

•身份认证：是验证主体的真实身份与其所声称的身份是否符合的过程。

•数字证书（公钥证书）：分配公钥的最安全有效的方法是采用数字证书，它由证书管理机构CA为用户建立，实际上是一个数据结构。

其中的数据项有该用户的公钥、用户的身份和时间戳等。

•公钥基础设施(PKI)：PKI是一种标准的密钥管理平台，它能够为所有网络应用透明地提供采用加密和数据签名等密码服务服务所必须的密钥和证书管理。

丽水学院2010—2011学年第2学期期终考查试卷（A）课程网络安全技术使用班级网081、082 班级：学号：姓名：一、判断题（本大题共有小题，每小题分，共分）1.对明文的加密有流密码和分组密码两种形式。

2.公钥密码体制在密钥管理上比对称密钥密码体制更为安全。

3.摘要算法属于非对称算法。

4.摘要算法是不可逆的。

5.数字签名主要使用的是非对称加密算法。

6.Hash函数一定存在碰撞。

7.密钥管理是密码学领域最困难的部分。

8.密钥加密密钥又称二级密钥。

9.主机主密钥是一级密钥。

10.公钥算法中公钥的分配方法有：公开发布、公钥动态目录表和公钥证书。

11.PKI 是公开密钥体系。

12.RA是注册认证机构。

13.发起大规模的DDoS攻击通常要控制大量的中间网络或系统。

14.我们通常使用SMTP协议用来发送E-MAIL。

15.病毒攻击是危害最大、影响最广、发展最快的攻击技术。

16.DOS攻击的Syn flood攻击是利用通讯握手过程问题进行攻击。

17.缓冲区溢出既是系统层漏洞也是应用层漏洞。

18.扫描工具既可作为攻击工具也可以作为防范工具。

19.TCP FIN属于典型的端口扫描类型。

20.SSL协议是安全套接字层协议。

21.L2TP与PPTP相比，加密方式可以采用Ipsec加密机制以增强安全性。

22.计算机信息系统的安全威胁同时来自内、外两个方面。

23.从统计的资料看，内部攻击是网络攻击的最主要攻击。

24.网络内部用户一定是合法用户而外部用户一定是非法用户。

F25.对于一个计算机网络来说，依靠防火墙即可以达到对网络内部和外部的安全防护。

F26.目前的防火墙防范主要是被动防范。

27.DMZ 为非军事区。

28.包过滤防火墙主要是防范应用层的攻击。

F29.IDS（Intrusion Detection System）就是入侵检测系统，它通过抓取网络上的所有报文，分析处理后，报告异常和重要的数据模式和行为模式，使网络安全管理员清楚地了解网络上发生的事件，并能够采取行动阻止可能的破坏。

公钥密码体制的原理与应用方法公钥密码体制（Public Key Cryptography）是一种密码学的方法，它使用了一对密钥，即公钥和私钥，用于加密和解密数据。

下面是公钥密码体制的原理和应用方法的简要解释：原理：1. 公钥和私钥对：公钥和私钥是一对相关联的密钥，它们由密码系统的用户生成。

公钥是公开的，可以向任何人公开，用于加密数据。

私钥是保密的，只有密钥的拥有者可以使用它来解密数据。

2. 加密和解密过程：发送方使用接收方的公钥对数据进行加密，只有拥有对应私钥的接收方才能解密数据。

这样，即使公钥被泄露，数据仍然是安全的，因为只有私钥才能解密它。

3. 数字签名：公钥密码体制还可以用于数字签名。

发送方使用自己的私钥对数据进行签名，接收方可以使用发送方的公钥验证签名的真实性。

这样，接收方可以确认数据的完整性和来源。

应用方法：1. 数据加密：公钥密码体制广泛应用于数据加密，包括互联网通信、电子邮件、电子商务等领域。

发送方可以使用接收方的公钥对数据进行加密，确保数据在传输过程中的机密性。

2. 数字签名和身份验证：公钥密码体制可用于生成和验证数字签名，以确保数据的完整性和身份验证。

接收方可以使用发送方的公钥验证数字签名，确认数据来自发送方且未被篡改。

3. 密钥交换：公钥密码体制可用于安全地进行密钥交换。

发送方使用接收方的公钥加密共享密钥，并将其发送给接收方。

接收方使用自己的私钥解密共享密钥，实现安全的密钥交换。

1/ 24. 虚拟私人网络（VPN）：公钥密码体制被广泛用于建立安全的虚拟私人网络连接。

通过使用公钥和私钥对数据进行加密和解密，保障数据在公共网络中的安全传输。

公钥密码体制的优势在于它消除了传统密码体制中密钥传输的困扰，提供了更高的安全性和便利性。

然而，公钥密码体制的加密和解密过程相对较慢，因此通常与对称密码体制结合使用，以平衡安全性和性能。

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