網路安全中隨機數作用

❶ 網路安全的五種屬性，並解釋其含義

（1）可用性

（2）機密性

（3）完整性

（4）可靠性

（5）不可抵賴性，也稱為不可否認性

❷ 數據加密技術在未來網路安全技術中的作用和地位

數據加密技術？作用是一個表面的說法。地位會占很大的。現在網路廣大。什麼樣的密碼之類的東西都能破解。「加密」是一個說法，也是用來保護資源的一種方法。（對不太會電腦人來的）網路以後的發展得看社會的現狀了。
數據加密（Data Encryption）技術是指將一個信息（或稱明文，plain text）經過加密鑰匙（Encryption key）及加密函數轉換，變成無意義的密文（cipher text），而接收方則將此密文經過解密函數、解密鑰匙（Decryption key）還原成明文。數據加密技術只有在指定的用戶或網路下，才能解除密碼而獲得原來的數據，這就需要給數據發送方和接受方以一些特殊的信息用於加解密，這就是所謂的密鑰。其密鑰的值是從大量的隨機數中選取的。 所謂數據加密（Data Encryption）技術是指將一個信息（或稱明文，plain text）經過加密鑰匙（Encryption key）及加密函數轉換，變成無意義的密文（cipher text），而接收方則將此密文經過解密函數、解密鑰匙（Decryption key）還原成明文。加密技術是網路安全技術的基石。

數據加密技術要求只有在指定的用戶或網路下，才能解除密碼而獲得原來的數據，這就需要給數據發送方和接受方以一些特殊的信息用於加解密，這就是所謂的密鑰。其密鑰的值是從大量的隨機數中選取的。

❸ 網路安全-重放攻擊及其防禦

重放攻擊(Replay Attacks)又稱重播攻擊、回放攻擊，是指攻擊者發送一個目的主機鏈銷迅已接收過的包，來達到欺騙系統的目的，主要用於身份認證過程，破壞認證的正確性。重放攻擊可以由發起者，也可以由攔截並重發該數據的敵方進行。攻擊者利用網路監聽或者其他方式盜取認證憑據，之後再把它重新發給認證伺服器。重放攻擊在任何網路通信過程中都可能發生，是計算機世界黑客常用的攻擊方式之一。

根據重放消息的接收方與消息的原定接收方的關系。

該方法優點是認證雙方不需要時間同步，雙方記住使用過的隨機數，如發現報文中有以前使用過的隨機數，就認為是重放攻擊。缺點是需要額外保存使用過的隨機數，若記錄的時間段較長，則保存和查詢的開銷較大。

該方法優點是不用額外保存其他信息。缺點是認證雙方需要准確的時間同步，同步越好，受攻擊的可能性就越小。但當系統很龐大，跨越的區域較廣時，要做到精確的時間同步並不是很容易斗滲。(受限於網路情況和客戶機)

就是雙方在報文中添加一個逐步遞增的整數，只要接收到一個不連續的流水號報文(太大或太小)，就認定有重放威脅。該方法優點是不需要時間同步，保存的信息量比隨機數方式小。缺點是一旦攻擊者對報文解密成功，就可以獲得流水號，從而每次將流水號遞增欺騙認證端。

nonce是僅一次有效的隨機字元串，要求每次請求時，該參數要保證不同，所以該參數一般與時間戳有關，我們這里為了方便起見，直接使用時間戳作為種子，隨機生成16位的字元串，作為nonce參數。

每次HTTP請求，都需要加上timestamp參數，然後把timestamp和其他參數一起進行數字簽名。因為一次正常的HTTP請求，從發出到達伺服器一般都不會超過60s，所以伺服器收到HTTP請求之後，首先判斷時間戳參數與當前時間相比較，是否超過了60s，如果超過了則認為是非法的請求。

我們常用的防止重放的機制是使用timestamp和nonce來做的重放機制。
每個請求帶的時間戳不能和當前時間超過一定規定的時間(60s)。這樣請求棚此即使被截取了，你也只能在60s內進行重放攻擊，過期失效。
但是攻擊者還有60s的時間攻擊。所以我們就需要加上一個nonce隨機數，防止60s內出現重復請求。

Chrome現已支持DNS OVER HTTPS加密服務

在谷歌瀏覽器最新推出的Google Chrome V83穩定版中，正式推出基於HTTPS的DNS（DNS-over-HTTPS）。

HTTPS上的DNS是一種有爭議的互聯網隱私技術，可對DNS連接進行加密並將其隱藏在常見的HTTPS流量中，從而使第三方（例如 ISP）無法知曉您正在瀏覽的網站。

❹ 所有的科學家都在尋找純隨機性，這樣做有何意義

你乘坐州際公路回家，依靠自來水公司喝一杯，但你是否覺得需要一些公開的隨機性？世界各地的政府和研究人員認為，你可能會認為，你正在進行一些項目，以產生隨機性的公共資源或「信扮卜悉標」。從量子物理實驗到任何擁有筆記本電腦的人都可以參與的分布式項目，一系列的努力旨在給你的指尖帶來隨機性。公開可用的隨機性有助於確保網路安全、自由選舉和公平的移民做法——甚至可能有助於解決有關宇宙本質的深層次問題。

圖片：Shutterstock

公共隨機性被用於任何一種需要某種方式來做出決定的系統中……在你希望以公平的方式就事情達成一致的地方做任何事情。基本上，公共隨機性給你的是一種實現均勻拋硬幣的方法。耶魯大學(Yale University)計算機科學家費希爾(Michael Fischer)說：這些項目的公共部分保證了多方可以驗證和信任這一拋擲。不僅信標的輸出是免費的，底層方法和輸出文檔也是公開的。想要的選擇不受那些有特定議程的人的影響。

❺ 網路安全的基石（下）— 完整性與身份認證

網路安全篇，面對復雜多變的網路環境，我們需要掌握哪些關於網路安全的相關知識，聊一聊與網路安全相關的：HTTPS、SSL、TLS 等。

在上一篇文章中，我們介紹了通過非對稱加密協商出一個用於對稱加密的秘鑰，這樣便可以保證秘鑰不會被竊取，從而實現了機密性。

但僅有機密性，距離安全還差的很遠 ...

因為雖然會話密鑰無法被竊取，但是惡意者可以嘗試修改、重組相關信息返回給網站，因為沒有完整性的保證，伺服器也只能「照單全收」。

另外，惡意者也可以偽造公鑰，如果我們拿到的是「假的公鑰」，此時的混合加密就完全失效了。可能我們以為的目標，實際上對方卻是偽冒者。

所以，今天我們就來聊一聊，在機密性這一基礎之上的完整性和身份認證等特性。

缺乏完整性的機密，可能會被黑客替換或篡改。接下來我們先來看看如何給機密增加上完整這一特性。

如果說保證機密這一特性的是加密演算法，那實現完整性的手段主要是 摘要演算法 ，也就是常說的散列函數、哈希函數（Hash Function）。

我們可以把摘要演算法近似的理解成一種特殊的壓縮演算法，它能夠將任意長度的數據「壓縮」成固定長度，而且是獨一無二的「摘要字元串」，就好像是給信息生成了一個數字「指紋」。因此好的摘要演算法必須能夠「抵抗沖突」（兩份不同的原文對應相同的摘要），讓這種可能性盡量地小。因為摘要演算法對輸入具有單向性和 雪崩效應 。

1. 單向性

所有的散列函數都有一個基本特性：如果散列值是不相同的（同一個函數），那麼這兩個散列值的原始輸入也是不相同的。具有這種性質的散列函數稱為 單向散列函數 ，即 對於給定的散列值 ， 不能夠逆推出原文 。

2. 雪崩效應

雪崩效應是指當輸入發生最微小的改變時，也會導致輸出的不可區分性改變。合格的摘要演算法，無論是密鑰或明文的任何細微變化都必須引起散列值的不可區分性改變。所以摘要演算法也被 TLS 用來生成偽隨機數（PRF，pseudo random function）。

相信每個開發者在工作中都或多或少的聽過或用過 SHA-1 （Secure Hash Algorithm 1）和 MD5 （Message-Digest 5），它們就是最常用的兩個摘要演算法，能夠生成 20 位元組和 16 位元組長度的數字摘要。遺憾的是它們先後分別在 2005 年和 2009 年被破解，在 TLS 里已經被禁止使用了。

目前 TLS 推薦使用的是 SHA-1 的後繼者 SHA-2，區別於前者，它屬於 密碼散列函數
演算法標准，由美國國家安全局研發。總共有 6 種 ，常用的有 SHA224、SHA256 及 SHA384，它們分別能夠生成 28 位元組、32 位元組及 48 位元組的摘要。

摘要演算法能夠保證「數字摘要」和原文是完全等價的，所以，我們只要在原文後附上它的摘要，就能夠保證數據的完整性。

該怎麼理解呢？客戶端將消息和消息摘要（SHA-2）發送給服務端之後，服務端拿到後也計算下消息的摘要，對這兩份「指紋」做個對比，如果一致，就說明消息是完整可信的，沒有被修改。因為即使是對消息的很小變動（例如一個標點符號，這就是雪崩效應），摘要也會完全不同，服務端計算對比就會發現消息被篡改，是不可信的。

不過，大家這時候肯定也看出了問題，摘要演算法不具有機密性，如果明文傳輸，那麼黑客可以修改消息後，把摘要也一起修改。

所以，真正的完整性必須建立在機密性之上，就是在上期講解的《 網路安全的基石（上）— 加密 》：在混合加密系統里用會話密鑰加密消息和摘要，這樣黑客無法得知明文，也就沒有辦法「動手腳了」。

加密和摘要實現了通信過程的機密性和完整性，我們的通信過程可以說是比較安全了。但這里還有漏洞，那就是通信的兩端。

對於通信的兩端，我們還要解決身份認證的問題。簡單來說，就是如何證明對方真實身份。因為黑客可以偽裝成網站來竊取你的信息，反過來，他也可以偽裝成你，向網站發送支付、轉賬等消息，網站沒有辦法確認你的身份，錢可能就這樣被偷走了。

回想下現實生活中，解決身份認證常用的手段有簽名、手印和印章等，只要在紙上寫下簽名加上蓋章，就能證明這份文件確實是由本人而非其他人發出的。

那在 TLS 什麼東西和生活中的手印、印章很像，只能由本人持有呢？只要有了這個東西，就能夠在網路世界裡證明你的身份。回想下前面我們介紹的內容，大家也很容易想到，它就是非對稱加密里的 私鑰 ，使用私鑰再加上摘要演算法，就能夠實現 數字簽名 ，同時實現 身份認證 和 不可否認 。

簽名與驗簽

數字簽名的原理其實也不復雜，就是將公鑰和私鑰的用法反過來，之前是公鑰加密，私鑰解密； 現在是私鑰加密 ， 公鑰解密 。

簽名和公鑰一樣完全公開，任何人都可以獲取。但這個簽名只有用私鑰對應的公鑰才能解開，拿到摘要後，再比對原文驗證完整性，就可以簽署文件一樣證明消息確實是你發的。整個過程的兩個行為也有其專用術語，分別叫做 簽名 和 驗簽 。

回顧下安全通信的四大特性我們都已經實現了，整個通信過程是不是已經完美了呢？答案不是的，這里還有一個「公鑰的信任」問題，因為誰都可以發布公鑰，我們還缺少防止黑客偽造公鑰的手段。關於該部分內容你可以參考下篇文章 《公鑰信任問題 — 數字證書與 CA》 。

總結

網路安全涉及了方方面面太多的知識，尤其是網路的基礎知識對我們來說還是非常重要的，關於這部分大家又有什麼要分享的？歡迎你的分享留言或指正。

網路安全系列專題

❻ 數據加密技術在未來網路安全技術中的作用和地位

數據加密技術在計算機網路安全中的應用價值

互聯網行業遍布人們日常生活的方方面面，但是在帶來便利的同時也帶來了很多潛在的危險，尤其是互聯網的系統安全和信息數據安全成為首要問題，在這種情況下，數據加密技術的發展為計算機網路安全注入新的活力，為網路用戶的信息安全帶來保障。本文介紹了計算機網路安全的主要問題，即系統內部漏洞，程序缺陷和外界攻擊，病毒感染和黑客的違法行為等。並且闡述了數據加密技術在計算機網路安全中的主要應用，比如保護系統安全，保護信息和個人隱私，以及其在電子商務中的廣泛應用，可見數據加密技術為互聯網網路行業的飛速發展有重要影響，並且隨著數據加密技術的發展，必然會在未來在互聯網網路安全中發揮更大的作用。

【關鍵詞】網路安全 數據加密 個人信息 互聯網

1 引言

伴隨著信息化時代的發展，互聯網行業像一股席捲全球的浪潮，給人們的生活帶來翻天覆地的變化，為傳統行業注入了新的活力。但是同時也帶來了潛在的危機，當利用互聯網處理數據成為一種常態後，數據的安全就成為不容忽視的問題。因此互聯網行業面臨著信息數據泄露或被篡改的危險，這也是互聯網行業最主要的問題。在這種形勢下，數據加密技術應運而生，成為現在互聯網數據安全保障最有效的方式，毋庸置疑，數據加密技術在解決信息保密的問題中起到了十分重要的作用，進而在全球很大范圍內得到了廣泛應用，為互聯網行業的發展貢獻了不可或缺的力量，有著十分重要的意義。

2 網路安全問題――數據加密技術應用背景

2.1 內部漏洞

計算機網路安全問題來自內部漏洞和外界入侵，內部漏洞是指伺服器本身的缺陷，網路運行是無數個程序運行實現的，但是程序極有可能存在一定的漏洞，尤其是現在的網路操作都是不同用戶，不同埠同時進行，一旦其中一個埠受到入侵，其他用戶也會受到影響，這樣就形成一個網路漏洞，造成整個系統無法正常運行。除此之外，如果程序中存在的漏洞沒有被及時發現和正確處理，很可能被不法分子所利用，進行網路入侵，損害信息數據安全，威脅計算機網路安全。

2.2 外界攻擊

外界攻擊就是指計算機網路安全被不法分子利用特殊的程序進行破壞，不僅會使計算機網路系統遭到難以估量的破壞，更使重要信息數據泄露，造成慘重損失。尤其是現在隨著互聯網的發展，人們對於自己的隱私和信息有很強的保護意識，但是社交網路應用和網址埠的追蹤技術讓這些信息數據的安全性有所降低。如果計算機網路被嚴重破壞，個人信息和重要數據很容易被盜取，甚至會對原本的程序進行惡意修改，使其無法正常運行，這個被破壞的程序就成為一個隱患，一旦有數據通過此程序進行處理，就會被盜取或者篡改。

3 數據加密技術應用於網路安全的優勢分析

3.1 巧妙處理數據

數據加密技術對數據進行保護和處理，使數據就成為一種看不懂的代碼，只有擁有密碼才能讀到原本的信息文本，從而達到保護數據的目的。而數據加密技術基本有兩種，一種是雙方交換彼此密碼，另一種是雙方共同協商保管同一個密碼，手段不同，但是都能有效地保護信息數據安全。

3.2 應用領域廣泛

數據加密技術廣泛於各個方面，保護了計算機系統和互聯網時代的個人信息，維護了重要數據，避免被黑客輕易攻擊盜取信息，同時也促進了電子商務等行業的發展，並且使人們對於網路生活有了更高的信任度。相信通過不斷提升，數據加密技術會得到更加廣泛深刻的應用。

4 數據加密技術在網路安全中的應用探索

4.1 更好維護網路系統

目前，計算機數據處理系統存在一定的漏洞，安全性有待提升，數據易受到盜取和損壞。利用數據加密技術對網路系統進行加密，從而實現對系統安全性的有效管理。同時，這種類型的加密也是十分常見而通用的，一般上網路用戶會通過許可權設置來對網路系統進行加密，比如我們的個人電腦開機密碼就屬於對網路系統進行加密，只有擁有密碼才可以運行電腦程序，很好地保護了個人數據安全。或者，通過將數據加密技術科學合理運用，對外界信息進行檢查和監測，對原本存在的信息實現了兩重保護，利用防火牆的設置，只有擁有解鎖每個文件的秘密，才能獲得原本信息。

4.2 有力保障數據安全

計算機網路安全最重要的部分就是信息數據安全，尤其是處於信息時代，個人隱私和信息得到了前所未有的重視，也存在著很大的危險，而有了數據加密技術，這個問題便可迎刃而解。一般上，數據加密技術包括對數據的加密，維護，以及軟體加密，設置相應許可權，實時實地監控等，因為對數據進行了一定的保護和處理，使之成為一種看不懂的代碼，只有擁有密碼才能讀到原本的信息文本，從而達到保護數據的目的。在這些基本操作的基礎上，數據加密技術還擁有強大的備份能力，對該技術的數據資源能夠嚴格控制，進行自我檢測和修補漏洞，在防止外界攻擊基礎上進一步進行自我系統實時保護，全方位地加強計算機網路數據安全，也進一步保護了用戶的個人信息。

4.3 促進電商等的發展

電商的崛起可以說是一個劃時代的奇跡，現在越來越多的人投入到網購大軍，使用移動終端進行繳費購物等大大便利了人們的日常生活，但是購物繳費就涉及到錢財交易，不少不法分子利用這一網路行為，不斷用各種方法進行網路盜竊，給人們的財產造成巨大威脅。數據加密技術利用密碼對用戶的個人賬戶財產信息進行嚴格保密，不僅能夠抵抗病毒和危險程序的破壞，而且也有效地防止了不法分子的違法行為，在很大程度上令人們在網路購物變得安全而放心，從而也促進了電商的發展，為我國經濟可持續發展貢獻力量。

5 數據加密技術前景展望

互聯網飛速發展，為人民帶來便利的同時也帶來了潛在的危機，當利用互聯網處理數據成為一種常態後，數??的安全就成為不容忽視的問題 ，計算機數據加密技術通過對網路系統和軟體等加密，使原本的信息變成一種看不懂的代碼，只用擁有密碼才能讀到原本信息，從而保護了計算機數據。這項技術已經廣泛於各個方面，應用價值很高，不僅為電商的發展帶來便利，更加保護了計算機系統和互聯網時代的個人信息，維護了重要數據，避免被黑客輕易攻擊盜取信息。相信通過不斷提升，數據加密技術會得到更加廣泛深刻的應用。

❼ 結合實驗課項目及所收集信息，談談如何構建安全網路信息環境，以及如何從技術角度應對各種網路安全威脅

一、引言
微型計算機和區域網的廣泛應用,基於client/server體系結構的分布式系統的出現,I
SDN,寬頻ISDN的興起,ATM技術的實施,衛星通信及全球信息網的建設,根本改變了以往主機
-終端型的網路應用模式;傳統的、基於Mainframe的安全系統結構已不能適用於新的網路環
境,主要原因是:
(1)微型機及LAN的引入,使得網路結構成多樣化,網路拓撲復雜化;
(2)遠地工作站及遠地LAN對Mainframe的多種形式的訪問,使得網路的地理分布擴散化
;
(3)多種通訊協議的各通訊網互連起來,使得網路通信和管理異質化。
構作Micro-LAN-Mainframe網路環境安全體系結構的目標同其它應用環境中信息安全的
目標一致,即:
(1)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的保密性；
(2)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的完整性；
(3)存儲並處理於計算機和通信系統中的信息的可用性；
(4)對信息保密性、完整性、拒絕服務侵害的監查和控制。
對這些安全目標的實現不是絕對的,在安全系統構作中,可因地制宜,進行適合於自身條
件的安全投入,實現相應的安全機制。但有一點是應該明確的,信息安全是國民經濟信息化
必不可少的一環,只有安全的信息才是財富。
對於潛在的財產損失,保險公司通常是按以下公式衡量的:
潛在的財產損失=風險因素×可能的損失
這里打一個比方,將信息系統的安全威脅比作可能的財產損失,將系統固有的脆弱程度
比作潛在的財產損失,於是有:
系統的脆弱程度=處於威脅中的系統構件×安全威脅
此公式雖不能將系統安全性定量化,但可以作為分析信息安全機制的適用性和有效性的
出發點。
對計算機犯罪的統計表明,絕大多數是內部人員所為。由於在大多數Micro-LAN-Mainf
rame系統中,用戶登錄信息、用戶身份證件及其它數據是以明文形式傳輸的,任何人通過連
接到主機的微型機都可秘密地竊取上述信息。圖1給出了我們在這篇文章中進行安全性分析
的網路模型,其安全性攻擊點多達20個。本文以下各部分將詳細討論對此模型的安全威脅及
安全對策。
@@14219700.GIF;圖1.Micro-LAN-Mainframe網路模型@@
二、開放式系統安全概述
1.OSI安全體系結構
1989年2月15日,ISO7498-2標準的頒布,確立了OSI參考模型的信息安全體系結構,它對
構建具體網路環境的信息安全構架有重要的指導意義。其核心內容包括五大類安全服務以
及提供這些服務所需要的八類安全機制。圖2所示的三維安全空間解釋了這一體系結構。
@@14219701.GIF;ISO安全體系結構@@
其中,一種安全服務可以通過某種安全機制單獨提供,也可以通過多種安全機制聯合提
供;一種安全機制可用於提供一種或多種安全服務。
2.美軍的國防信息系統安全計劃DISSP
DISSP是美軍迄今為止最龐大的信息系統安全計劃。它將為美國防部所有的網路(話音
、數據、圖形和視頻圖象、戰略和戰術)提供一個統一的、完全綜合的多級安全策略和結構
,並負責管理該策略和結構的實現。圖3所示的DISSP安全框架三維模型,全面描述了信息系
統的安全需求和結構。第一維由九類主要的安全特性外加兩類操作特性組成,第二維是系統
組成部件,它涉及與安全需求有關的信息系統部件,並提供一種把安全特性映射到系統部件
的簡化手段;第三維是OSI協議層外加擴展的兩層,OSI模型是面向通信的,增加兩層是為了適
應信息處理。
@@14219702.GIF;DISSP安全框架雛形@@
3.通信系統的安全策略
1節和2節較全面地描述了信息系統的安全需求和結構,具有相當的操作指導意義。但僅
有這些,對於構作一個應用於某組織的、具體的網路應用環境的安全框架或安全系統還是不
夠的。
目前,計算機廠商在開發適用於企業范圍信息安全的有效策略方面並沒有走在前面,這
就意味著用戶必須利用現有的控制技術開發並維護一個具有足夠安全級別的分布式安全系
統。一個安全系統的構作涉及的因素很多,是一個龐大的系統工程。一個明晰的安全策略必
不可少,它的指導原則如下:
·對安全暴露點實施訪問控制；
·保證非法操作對網路的數據完整性和可用性無法侵害；
·提供適當等級的、對傳送數據的身份鑒別和完整性維護；
·確保硬體和線路的聯接點的物理安全；
·對網路設備實施訪問控制；
·控制對網路的配置；
·保持對網路設施的控制權；
·提供有準備的業務恢復。
一個通信系統的安全策略應主要包括以下幾個方面的內容:
總綱；
適用領域界定；
安全威脅分析；
企業敏感信息界定；
安全管理、責任落實、職責分明；
安全控制基線；
網路操作系統；
信息安全:包括用戶身份識別和認證、文件伺服器控制、審計跟蹤和安全侵害報告、數
據完整性及計算機病毒；
網路安全:包括通信控制、系統狀態控制、撥號呼叫訪問控制；
災難恢復。
三、LAN安全
1.LAN安全威脅
1)LAN環境因素造成的安全威脅
LAN環境因素,主要是指LAN用戶缺乏安全操作常識;LAN提供商的安全允諾不能全部兌現
。
2)LAN自身成員面臨的安全威脅
LAN的每一組成部件都需要保護,包括伺服器、工作站、工作站與LAN的聯接部件、LAN
與LAN及外部世界的聯接部件、線路及線路接續區等。
3)LAN運行時面臨的安全威脅
(1)通信線路上的電磁信號輻射
(2)對通信介質的攻擊,包括被動方式攻擊(搭線竊聽)和主動方式攻擊(無線電仿冒)
(3)通過聯接上網一個未經授權的工作站而進行的網路攻擊。攻擊的方式可能有：竊聽
網上登錄信息和數據;監視LAN上流量及與遠程主機的會話,截獲合法用戶log off指令,繼續
與主機會話;冒充一個主機LOC ON,從而竊取其他用戶的ID和口令。
(4)在合法工作站上進行非法使用,如竊取其他用戶的ID、口令或數據
(5)LAN與其他網路聯接時,即使各成員網原能安全運行,聯網之後,也可能發生互相侵害
的後果。
(6)網路病毒
4)工作站引發的安全威脅
(1)TSR和通信軟體的濫用:在分布式應用中,用戶一般在本地微機及主機擁有自己的數
據。將微機作為工作站,LAN或主機系統繼承了其不安全性。TSR是用戶事先載入,由規定事
件激活的程序。一個截獲屏幕的TSR可用於竊取主機上的用戶信息。這樣的TSR還有許多。
某些通信軟體將用戶鍵入字元序列存為一個宏,以利於實現對主機的自動LOGON,這也是很危
險的。
(2)LAN診斷工具的濫用:LAN診斷工具本用於排除LAN故障,通過分析網上數據包來確定
線路雜訊。由於LAN不對通信鏈路加密,故LAN診斷工具可用於竊取用戶登錄信息。
(3)病毒與微機通信:例如Jerusalem-B病毒可使一個由幾千台運行3270模擬程序的微機
組成的網路癱瘓。
2 LAN安全措施
1)通信安全措施
(1)對抗電磁信號偵聽:電纜加屏蔽層或用金屬管道,使較常規電纜難以搭線竊聽;使用
光纖消除電磁輻射;對敏感區域(如電話室、PBX所在地、伺服器所在地)進行物理保護。
(2)對抗非法工作站的接入:最有效的方法是使用工作站ID,工作站網卡中存有標識自身
的唯一ID號,LAN操作系統在用戶登錄時能自動識別並進行認證。
(3)對抗對合法工作站的非法訪問:主要通過訪問控制機制,這種機制可以邏輯實現或物
理實現。
(4)對通信數據進行加密,包括鏈路加密和端端加密。
2)LAN安全管理
(1)一般控制原則,如對伺服器訪問只能通過控制台;工作站間不得自行聯接;同一時刻
,一個用戶只能登錄一台工作站;禁止使用網上流量監視器;工作站自動掛起;會話清除;鍵盤
封鎖;交易跟蹤等。
(2)訪問控制,如文件應受保護,文件應有多級訪問權力;SERVER要求用戶識別及認證等
。
(3)口令控制,規定最大長度和最小長度;字元多樣化;建立及維護一個軟字型檔,鑒別弱口
令字;經常更換口令等。
(4)數據加密:敏感信息應加密
(5)審計日誌:應記錄不成功的LOGIN企圖,未授權的訪問或操作企圖,網路掛起,脫離聯
接及其他規定的動作。應具備自動審計日誌檢查功能。審計文件應加密等。
(6)磁碟利用:公用目錄應只讀,並限制訪問。
(7)數據備份:是LAN可用性的保證;
(8)物理安全:如限制通信訪問的用戶、數據、傳輸類型、日期和時間;通信線路上的數
據加密等。
四、PC工作站的安全
這里,以荷蘭NMB銀行的PC安全工作站為例,予以說明。在該系統中,PC機作為IBM SNA主
機系統的工作站。
1.PC機的安全局限
(1)用戶易於攜帶、易於訪問、易於更改其設置。
(2)MS-DOS或PC-DOS無訪問控制功能
(3)硬體易受侵害;軟體也易於攜帶、拷貝、注入、運行及損害。
2.PC安全工作站的目標
(1)保護硬體以對抗未授權的訪問、非法篡改、破壞和竊取；
(2)保護軟體和數據以對抗:未授權的訪問、非法篡改、破壞和竊取、病毒侵害；
(3)網路通信和主機軟硬體也應類似地予以保護；
3.安全型PC工作站的設計
(1)PC硬體的物理安全:一個的可行的方法是限制對PC的物理訪問。在PC機的後面加一
個盒子,只有打開這個盒子才能建立所需要的聯接。
(2)軟體安全:Eracon PC加密卡提供透明的磁碟訪問;此卡提供了4K位元組的CMOS存儲用
於存儲密鑰資料和進行密鑰管理。其中一半的存儲區對PC匯流排是只可寫的,只有通過卡上數
據加密處理的密鑰輸入口才可讀出。此卡同時提供了兩個通信信道,其中一個支持同步通信
。具體的安全設計細節還有:
A、使用Clipcards提供的訪問權授予和KEY存儲(為離線應用而設)、Clipcards讀寫器
接於加密卡的非同步口。
B、對硬碟上全部數據加密,對不同性質的文件區分使用密鑰。
C、用戶LOGON時,強制進入與主機的安全監控器對話,以對該用戶進行身份驗證和權力
賦予;磁碟工作密鑰從主機傳送過來或從Clipcards上讀取(OFFLINE);此LOGON外殼控制應用
環境和密鑰交換。
D、SNA3270模擬器:利用Eracon加密卡實現與VTAM加解密設備功能一致的對數據幀的加
密。
E、主機安全監控器(SECCON):如果可能,將通過3270模擬器實現與PC安全監控程序的不
間斷的會話;監控器之間的一套消息協議用於完成對系統的維護。
五、分布式工作站的安全
分布式系統的工作站較一般意義上的網路工作站功能更加全面,它不僅可以通過與網上
伺服器及其他分布式工作站的通信以實現信息共享,而且其自身往往具備較強的數據存儲和
處理能力。基於Client/Server體系結構的分布式系統的安全有其特殊性,表現如下:
(1)較主機系統而言,跨區域網和廣域網,聯接區域不斷擴展的工作站環境更易受到侵害
;
(2)由於工作站是分布式的;往往分布於不同建築、不同地區、甚至不同國家,使安全管
理變得更加復雜;
(3)工作站也是計算機犯罪的有力工具,由於它分布廣泛,安全威脅無處不在;
(4)工作站環境往往與Internet及其他半公開的數據網互聯,因而易受到更廣泛的網路
攻擊。
可見,分布式工作站環境的安全依賴於工作站和與之相聯的網路的安全。它的安全系統
應不劣於主機系統,即包括用戶的身份識別和認證;適當的訪問控制;強健的審計機制等。除
此之外,分布式工作站環境還有其自身的特殊安全問題,如對網路伺服器的認證,確保通信中
數據的保密性和完整性等。這些問題將在後面討論。
六、通信中的信息安全
通過以上幾部分的討論,我們已將圖1所示的網路組件(包括LAN、網路工作站、分布式
工作站、主機系統)逐一進行了剖析。下面,我們將就它們之間的聯接安全進行討論。
1.加密技術
結合OSI七層協議模型,不難理解加密機制是怎樣用於網路的不同層次的。
(1)鏈路加密:作用於OSI數據模型的數據鏈路層,信息在每一條物理鏈路上進行加密和
解密。它的優點是獨立於提供商,能保護網上控制信息;缺點是浪費設備,降低傳輸效率。
(2)端端加密:作用於OSI數據模型的第4到7層。其優點是花費少,效率高;缺點是依賴於
網路協議,安全性不是很高。
(3)應用加密:作用於OSI數據模型的第7層,獨立於網路協議;其致命缺點是加密演算法和
密鑰駐留於應用層,易於失密。
2.撥號呼叫訪問的安全
撥號呼叫安全設備主要有兩類,open-ended設備和two-ended設備,前者只需要一台設備
,後者要求在線路兩端各加一台。
(1)open-ended設備:主要有兩類,埠保護設備(PPDs)和安全數據機。PPDs是處於
主機埠和撥號線路之間的前端通信處理器。其目的是隱去主機的身份,在將用戶請求送至
主機自身的訪問控制機制前,對該用戶進行預認證。一些PPDs具有回叫功能,大部分PPDs提
供某種形式的攻擊示警。安全數據機主要是回叫型的,大多數有內嵌口令,用戶呼叫調
制解調器並且輸入口令,數據機驗證口令並拆線。數據機根據用戶口令查到相應電
話號碼,然後按此號碼回叫用戶。
(2)two-ended設備:包括口令令牌、終端認證設備、鏈路加密設備和消息認證設備。口
令令牌日益受到大家歡迎,因為它在認證線路另一端的用戶時不需考慮用戶的位置及網路的
聯接類型。它比安全數據機更加安全,因為它允許用戶移動,並且禁止前向呼叫。
口令令牌由兩部分組成,運行於主機上與主機操作系統和大多數常用訪問控制軟體包接
口的軟體,及類似於一個接卡箱運算器的硬體設備。此軟體和硬體實現相同的密碼演算法。當
一個用戶登錄時,主機產生一個隨機數給用戶,用戶將該隨機數加密後將結果返回給主機;與
此同時,運行於主機上的軟體也作同樣的加密運算。主機將這兩個結果進行對比,如果一致
,則准予登錄。
終端認證設備是指將各個終端唯一編碼,以利於主機識別的軟體及硬體系統。只有帶有
正確的網路介面卡(NIC)標識符的設備才允許登錄。
鏈路加密設備提供用於指導線路的最高程度的安全保障。此類系統中,加密盒置於線路
的兩端,這樣可確保傳送數據的可信性和完整性。唯一的加密密鑰可用於終端認證。
消息認證設備用於保證傳送消息的完整性。它們通常用於EFT等更加註重消息不被更改
的應用領域。一般採用基於DES的加密演算法產生MAC碼。
七、安全通信的控制
在第六部分中,我們就通信中採取的具體安全技術進行了較為詳細的討論。但很少涉及
安全通信的控制問題,如網路監控、安全審計、災難恢復、密鑰管理等。這里,我們將詳細
討論Micro-LAN-Mainframe網路環境中的用戶身份認證、伺服器認證及密鑰管理技術。這三
個方面是緊密結合在一起的。
1.基於Smartcards的用戶認證技術
用戶身份認證是網路安全的一個重要方面,傳統的基於口令的用戶認證是十分脆弱的。
Smartcards是一類一話一密的認證工具,它的實現基於令牌技術。其基本思想是擁有兩個一
致的、基於時間的加密演算法,且這兩個加密演算法是同步的。當用戶登錄時,Smartcards和遠
端系統同時對用戶鍵入的某一個系統提示的數進行運算(這個數時刻變化),如果兩邊運行結
果相同,則證明用戶是合法的。
在這一基本的Smartcards之上,還有一些變種,其實現原理是類似的。
2.kerboros用戶認證及保密通信方案
對於分布式系統而言,使用Smartcards,就需要為每一個遠地系統准備一個Smartcard,
這是十分繁瑣的,MIT設計與開發的kerboros用戶認證及保密通信方案實現了對用戶的透明
,和對用戶正在訪問的網路類型的免疫。它同時還可用於節點間的保密通信及數據完整性的
校驗。kerboros的核心是可信賴的第三方,即認證服務中心,它擁有每一個網路用戶的數據
加密密鑰,需要用戶認證的網路服務經服務中心注冊,且每一個此類服務持有與服務中心通
信的密鑰。
對一個用戶的認證分兩步進行,第一步,kerboros認證工作站上的某用戶;第二步,當該
用戶要訪問遠地系統伺服器時,kerboros起一個中介人的作用。
當用戶首次登錄時,工作站向伺服器發一個請求,使用的密鑰依據用戶口令產生。服務
中心在驗明用戶身份後,產生一個ticket,所使用的密鑰只適合於該ticket-granting服務。
此ticket包含用戶名、用戶IP地址、ticket-granting服務、當前時間、一個隨機產生的密
鑰等;服務中心然後將此ticket、會話密鑰用用戶密鑰加密後傳送給用戶;用戶將ticket解
密後,取出會話密鑰。當用戶想聯接某網路伺服器時,它首先向服務中心發一個請求,該請求
由兩部分組成,用戶先前收到的ticket和用戶的身份、IP地址、聯接伺服器名及一個時間值
,此信息用第一次傳回的會話密鑰加密。服務中心對ticket解密後,使用其中的會話密鑰對
用戶請求信息解密。然後,服務中心向該用戶提供一個可與它相聯接的伺服器通信的會話密
鑰及一個ticket,該ticket用於與伺服器通信。
kerboros方案基於私鑰體制,認證服務中心可能成為網路瓶頸,同時認證過程及密鑰管
理都十分復雜。
3.基於公鑰體制的用戶認證及保密通信方案
在ISO11568銀行業密鑰管理國際標准中,提出了一種基於公鑰體制,依託密鑰管理中心
而實現的密鑰管理方案。該方案中,通信雙方的會話密鑰的傳遞由密鑰管理中心完成,通信
雙方的身份由中心予以公證。這樣就造成了密鑰管理中心的超負荷運轉,使之成為網上瓶頸
,同時也有利於攻擊者利用流量分析確定網路所在地。
一個改進的方案是基於公鑰體制,依託密鑰認證中心而實現的密鑰管理方案。該方案中
,通信雙方會話密鑰的形成由雙方通過交換密鑰資料而自動完成,無須中心起中介作用,這樣
就減輕了中心的負擔,提高了效率。由於篇幅所限,這里不再展開討論。
八、結論
計算機網路技術的迅速發展要求相應的網路安全保障,一個信息系統安全體系結構的確
立有助於安全型信息系統的建設,一個具體的安全系統的建設是一項系統工程,一個明晰的
安全策略對於安全系統的建設至關重要,Micro-LAN-Mainframe網路環境的信息安全是相對
的,但其豐富的安全技術內涵是值得我們學習和借鑒的。

❽ 網路安全 簡述RSA演算法的原理和特點

1978年就出現了這種演算法，它是第一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法。
它易於理解和操作，也很流行。演算法的名字以發明者的名字命名：Ron Rivest, Adi
Shamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。

RSA的安全性依賴於大數分解。公鑰和私鑰都是兩個大素數（ 大於 100
個十進制位）的函數。據猜測，從一個密鑰和密文推斷出明文的難度等同於分解兩個
大素數的積。

密鑰對的產生。選擇兩個大素數，p 和q 。計算：

n = p * q

然後隨機選擇加密密鑰e，要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互質。最後，利用
Euclid 演算法計算解密密鑰d, 滿足

e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )

其中n和d也要互質。數e和
n是公鑰，d是私鑰。兩個素數p和q不再需要，應該丟棄，不要讓任何人知道。

加密信息 m（二進製表示）時，首先把m分成等長數據塊 m1 ,m2,..., mi ，塊長s
，其中 2^s <= n, s 盡可能的大。對應的密文是：

ci = mi^e ( mod n ) ( a )

解密時作如下計算：

mi = ci^d ( mod n ) ( b )

RSA 可用於數字簽名，方案是用 ( a ) 式簽名， ( b )
式驗證。具體操作時考慮到安全性和 m信息量較大等因素，一般是先作 HASH 運算。

RSA 的安全性。
RSA的安全性依賴於大數分解，但是否等同於大數分解一直未能得到理論上的證明，因
為沒有證明破解
RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的演算法，那它肯定可以修改成
為大數分解演算法。目前， RSA
的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。不管怎樣，分解n是最顯然的攻擊方法。現
在，人們已能分解140多個十進制位的大素數。因此，模數n
必須選大一些，因具體適用情況而定。

RSA的速度。
由於進行的都是大數計算，使得RSA最快的情況也比DES慢上100倍，無論是軟體還是硬
件實現。速度一直是RSA的缺陷。一般來說只用於少量數據加密。

RSA的選擇密文攻擊。
RSA在選擇密文攻擊面前很脆弱。一般攻擊者是將某一信息作一下偽裝(
Blind)，讓擁有私鑰的實體簽署。然後，經過計算就可得到它所想要的信息。實際上
，攻擊利用的都是同一個弱點，即存在這樣一個事實：乘冪保留了輸入的乘法結構：

( XM )^d = X^d *M^d mod n

前面已經提到，這個固有的問題來自於公鑰密碼系統的最有用的特徵--每個人都能使
用公鑰。但從演算法上無法解決這一問題，主要措施有兩條：一條是採用好的公鑰協議
，保證工作過程中實體不對其他實體任意產生的信息解密，不對自己一無所知的信息
簽名；另一條是決不對陌生人送來的隨機文檔簽名，簽名時首先使用One-Way Hash
Function
對文檔作HASH處理，或同時使用不同的簽名演算法。在中提到了幾種不同類型的攻擊方
法。

RSA的公共模數攻擊。
若系統中共有一個模數，只是不同的人擁有不同的e和d，系統將是危險的。最普遍的
情況是同一信息用不同的公鑰加密，這些公鑰共模而且互質，那末該信息無需私鑰就
可得到恢復。設P為信息明文，兩個加密密鑰為e1和e2，公共模數是n，則：

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密碼分析者知道n、e1、e2、C1和C2，就能得到P。

因為e1和e2互質，故用Euclidean演算法能找到r和s，滿足：

r * e1 + s * e2 = 1

假設r為負數，需再用Euclidean演算法計算C1^(-1)，則

( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n

另外，還有其它幾種利用公共模數攻擊的方法。總之，如果知道給定模數的一對e和d
，一是有利於攻擊者分解模數，一是有利於攻擊者計算出其它成對的e』和d』，而無
需分解模數。解決辦法只有一個，那就是不要共享模數n。

RSA的小指數攻擊。 有一種提高
RSA速度的建議是使公鑰e取較小的值，這樣會使加密變得易於實現，速度有所提高。
但這樣作是不安全的，對付辦法就是e和d都取較大的值。

RSA演算法是第一個能同時用於加密和數字簽名的演算法，也易於理解和操作。RSA是被研
究得最廣泛的公鑰演算法，從提出到現在已近二十年，經歷了各種攻擊的考驗，逐漸為
人們接受，普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。RSA
的安全性依賴於大數的因子分解，但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難
度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何，而且密碼學界多數
人士傾向於因子分解不是NPC問題。
RSA的缺點主要有：A)產生密鑰很麻煩，受到素數產生技術的限制，因而難以做到一次
一密。B)分組長度太大，為保證安全性，n 至少也要 600 bits
以上，使運算代價很高，尤其是速度較慢，較對稱密碼演算法慢幾個數量級；且隨著大
數分解技術的發展，這個長度還在增加，不利於數據格式的標准化。目前，SET(
Secure Electronic Transaction
)協議中要求CA採用2048比特長的密鑰，其他實體使用1024比特的密鑰。

DSS/DSA演算法

Digital Signature Algorithm
(DSA)是Schnorr和ElGamal簽名演算法的變種，被美國NIST作為DSS(Digital Signature
Standard)。演算法中應用了下述參數：
p：L bits長的素數。L是64的倍數，范圍是512到1024；
q：p - 1的160bits的素因子；
g：g = h^((p-1)/q) mod p，h滿足h < p - 1, h^((p-1)/q) mod p > 1；
x：x < q，x為私鑰 ；
y：y = g^x mod p ，( p, q, g, y )為公鑰；
H( x )：One-Way Hash函數。DSS中選用SHA( Secure Hash Algorithm )。
p, q,
g可由一組用戶共享，但在實際應用中，使用公共模數可能會帶來一定的威脅。簽名及
驗證協議如下：
1. P產生隨機數k，k < q；
2. P計算 r = ( g^k mod p ) mod q
s = ( k^(-1) (H(m) + xr)) mod q
簽名結果是( m, r, s )。
3. 驗證時計算 w = s^(-1)mod q
u1 = ( H( m ) * w ) mod q
u2 = ( r * w ) mod q
v = (( g^u1 * y^u2 ) mod p ) mod q
若v = r，則認為簽名有效。

DSA是基於整數有限域離散對數難題的，其安全性與RSA相比差不多。DSA的一個重要特
點是兩個素數公開，這樣，當使用別人的p和q時，即使不知道私鑰，你也能確認它們
是否是隨機產生的，還是作了手腳。RSA演算法卻作不到。

本文來自CSDN博客，