目錄
對稱密鑰體制(共享密鑰密碼體制)-用相同的密鑰進行加密和解密
公鑰密碼體制(非對稱密碼)-用公鑰加密,用私鑰解密
單項散列函式-獲取訊息的指紋
訊息認證-訊息被正確傳輸了嗎
數字簽名-訊息到底是誰寫的
亂數-不可預測性的源泉
密碼技術的最基本的操作是偽裝資訊,
在現實世界出現了很多種類的密碼技術,但是經過時間的沖刷,其中以下六種發揮著尤其重要的作用,
1,對稱密碼,2,公鑰密碼,3,單向散列函式,4,訊息認證碼,5,數字簽名,6,偽亂數生成器,
密碼系統通常由五部分組成:1,訊息空間,2,密文空間,3,密鑰空間,4,加密演算法,5,解密演算法,
對稱密鑰體制(共享密鑰密碼體制)-用相同的密鑰進行加密和解密
基本思想:就是將加密的資料轉化為位元數列,也就能對其進行加密,使用相同的密鑰進行加密與解密,(注:密碼學中應遵循公開設計的原則,即密鑰體制的安全應依賴于對密鑰的保存,而不應依賴于對演算法的保存,只有在演算法公開的條件下依然可以保證密鑰的安全,才是可取的,這就是密碼學著名的柯克霍夫原則,因為我這里只做簡介,所以不介紹加密演算法和基本流程,)
優點:加解密處理速度快,
缺點:1.密鑰管理與分發復雜,代價高,2,不能提供抗抵賴服務,
公鑰密碼體制(非對稱密碼)-用公鑰加密,用私鑰解密
基本思想:將對稱密碼的密鑰分為加密密鑰和解密密鑰,用加密密鑰控制加密,用解密密鑰控制解密,而且有計算復雜性確保由加密密鑰在計算上不能推出解密密鑰,即使加密秘鑰公開也不會暴露解密密鑰,所以加密密鑰是公開的,叫做公鑰,只有解密密鑰是保密的,叫做私鑰,
缺點:密鑰管理困難,
單項散列函式-獲取訊息的指紋
基本思想;它是一種單向密碼體制,即一個從明文到密文不可逆映射,只有加密程序,沒有解密程序,有一個輸入和一個輸出,其中輸入的為訊息,輸出的為散列值,
目的:單向散列函式可以根據訊息的內容計算出散列值,而散列值可以用來確認檔案完整性,
性質:
- 壓縮:輸出的散列值是固定長度的,
- 易計算:根據給定的訊息可以快速計算其散列值,
- 單向性:根據散列值求訊息,在計算上是不可行的,
- 弱抗碰撞性:要找出和該條訊息具有相同散列值的另外一條訊息是非常困難的,
- 高靈敏性:當訊息一個輸入位發生變化時,輸出位將有一半以上會發生變化,這一特性被稱為雪崩效應,
應用:
- 檢測軟體是否被篡改,
- 基于口令的加密,
- 訊息認證碼,
- 數字簽名,
- 偽亂數生成器,
- 一次性口令,
訊息認證-訊息被正確傳輸了嗎
訊息認證是指驗證所收到的訊息確實來自真正的發送方,并且未被篡改的程序,
基本思想:把訊息認證的功能看做兩層,上層協議中將該函式作為原語使接收方可以驗證訊息的真實性,下層中有某種產生訊息認證碼的函式,訊息認證碼是用來一個用來認證訊息的值,
如果很粗淺的認識那么訊息認證碼就是一種與密鑰相關聯的單向散列函式,
實際上產生認證碼的函式型別通常有3類:
- 訊息加密:整個訊息的密文作為認證碼,
- 訊息認證碼(MAC):它利用密鑰對訊息產生定長的值,并以該值作為認證碼,
- 單向散列函式;它將任意長的訊息映射為定長的散列值,并以該散列值作為認證碼,
對付下列攻擊:
- 偽裝:欺詐源向網路中插入一條偽造的訊息,
- 內容修改:對訊息內容的修改,包括插入,洗掉,轉換和修改,
- 順序修改:對通信雙方訊息順序的修改,包括插入,洗掉和重新排序,
- 計時修改:對訊息的延時與發送,
數字簽名-訊息到底是誰寫的
基本思想:數字簽名是一種相當于現實世界中的蓋章,簽字的功能在計算機世界進行實作的技術,
為什么有了認證碼還要有數字簽名?
答:認證碼可以識別訊息是否被篡改或者發送者身份是否被偽裝,也就是可以驗證訊息的完整性,還可以對訊息進行認證,但是認證碼具有局限性,在認證碼中發送與接收二者共享一個密鑰,對于第三方來講,無法證明訊息是否是發送者發送的,也有可能是接收者生成的,
于是,在數字簽名中便有兩種行為,
- 生成訊息簽名的行為
- 驗證訊息簽名的行為
但是,簽名密鑰只能由 簽名的人持有,而驗證密鑰則是任何需要驗證簽名的人都可以持有,
亂數-不可預測性的源泉
亂數生成器的基本思想:亂數可以通過硬體生成,也可以通過軟體生成,
- 通過硬體生成的亂數列,是根據傳感器收集的熱量,聲音的變化等事實上無法預測和重現的自然現象資訊來生成的,像這樣的設備就是亂數生成器,
- 可以生成亂數的軟體則是偽亂數生成器,因為緊靠軟體無法生成真亂數,
亂數具有的性質:
- 隨機性:簡單說是雜亂無章的性質,但是雜亂無章并不意味不會被看穿(線性同余法),
- 不可預測性:指攻擊者在知道過去生成的亂數列的前提下,依然無法預測出下一個生成出來的亂數,
- 不可重現性:除了保存,沒有辦法重現該數列,
這就是六種技術在應用中仍發揮著尤其重要的作用,
1,對稱密碼,2,公鑰密碼,3,單向散列函式,4,訊息認證碼,5,數字簽名,6,偽亂數生成器,
后面會逐漸拿出一些例子仔細講解一些加密演算法,
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