网络安全中随机数作用

❶ 网络安全的五种属性，并解释其含义

（1）可用性

（2）机密性

（3）完整性

（4）可靠性

（5）不可抵赖性，也称为不可否认性

❷ 数据加密技术在未来网络安全技术中的作用和地位

数据加密技术？作用是一个表面的说法。地位会占很大的。现在网络广大。什么样的密码之类的东西都能破解。“加密”是一个说法，也是用来保护资源的一种方法。（对不太会电脑人来的）网络以后的发展得看社会的现状了。
数据加密（Data Encryption）技术是指将一个信息（或称明文，plain text）经过加密钥匙（Encryption key）及加密函数转换，变成无意义的密文（cipher text），而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙（Decryption key）还原成明文。数据加密技术只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。 所谓数据加密（Data Encryption）技术是指将一个信息（或称明文，plain text）经过加密钥匙（Encryption key）及加密函数转换，变成无意义的密文（cipher text），而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙（Decryption key）还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。

数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。

❸ 网络安全-重放攻击及其防御

重放攻击(Replay Attacks)又称重播攻击、回放攻击，是指攻击者发送一个目的主机链销迅已接收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程，破坏认证的正确性。重放攻击可以由发起者，也可以由拦截并重发该数据的敌方进行。攻击者利用网络监听或者其他方式盗取认证凭据，之后再把它重新发给认证服务器。重放攻击在任何网络通信过程中都可能发生，是计算机世界黑客常用的攻击方式之一。

根据重放消息的接收方与消息的原定接收方的关系。

该方法优点是认证双方不需要时间同步，双方记住使用过的随机数，如发现报文中有以前使用过的随机数，就认为是重放攻击。缺点是需要额外保存使用过的随机数，若记录的时间段较长，则保存和查询的开销较大。

该方法优点是不用额外保存其他信息。缺点是认证双方需要准确的时间同步，同步越好，受攻击的可能性就越小。但当系统很庞大，跨越的区域较广时，要做到精确的时间同步并不是很容易斗渗。(受限于网络情况和客户机)

就是双方在报文中添加一个逐步递增的整数，只要接收到一个不连续的流水号报文(太大或太小)，就认定有重放威胁。该方法优点是不需要时间同步，保存的信息量比随机数方式小。缺点是一旦攻击者对报文解密成功，就可以获得流水号，从而每次将流水号递增欺骗认证端。

nonce是仅一次有效的随机字符串，要求每次请求时，该参数要保证不同，所以该参数一般与时间戳有关，我们这里为了方便起见，直接使用时间戳作为种子，随机生成16位的字符串，作为nonce参数。

每次HTTP请求，都需要加上timestamp参数，然后把timestamp和其他参数一起进行数字签名。因为一次正常的HTTP请求，从发出到达服务器一般都不会超过60s，所以服务器收到HTTP请求之后，首先判断时间戳参数与当前时间相比较，是否超过了60s，如果超过了则认为是非法的请求。

我们常用的防止重放的机制是使用timestamp和nonce来做的重放机制。
每个请求带的时间戳不能和当前时间超过一定规定的时间(60s)。这样请求棚此即使被截取了，你也只能在60s内进行重放攻击，过期失效。
但是攻击者还有60s的时间攻击。所以我们就需要加上一个nonce随机数，防止60s内出现重复请求。

Chrome现已支持DNS OVER HTTPS加密服务

在谷歌浏览器最新推出的Google Chrome V83稳定版中，正式推出基于HTTPS的DNS（DNS-over-HTTPS）。

HTTPS上的DNS是一种有争议的互联网隐私技术，可对DNS连接进行加密并将其隐藏在常见的HTTPS流量中，从而使第三方（例如 ISP）无法知晓您正在浏览的网站。

❹ 所有的科学家都在寻找纯随机性，这样做有何意义

你乘坐州际公路回家，依靠自来水公司喝一杯，但你是否觉得需要一些公开的随机性？世界各地的政府和研究人员认为，你可能会认为，你正在进行一些项目，以产生随机性的公共资源或“信扮卜悉标”。从量子物理实验到任何拥有笔记本电脑的人都可以参与的分布式项目，一系列的努力旨在给你的指尖带来随机性。公开可用的随机性有助于确保网络安全、自由选举和公平的移民做法——甚至可能有助于解决有关宇宙本质的深层次问题。

图片：Shutterstock

公共随机性被用于任何一种需要某种方式来做出决定的系统中……在你希望以公平的方式就事情达成一致的地方做任何事情。基本上，公共随机性给你的是一种实现均匀抛硬币的方法。耶鲁大学(Yale University)计算机科学家费希尔(Michael Fischer)说：这些项目的公共部分保证了多方可以验证和信任这一抛掷。不仅信标的输出是免费的，底层方法和输出文档也是公开的。想要的选择不受那些有特定议程的人的影响。

❺ 网络安全的基石（下）— 完整性与身份认证

网络安全篇，面对复杂多变的网络环境，我们需要掌握哪些关于网络安全的相关知识，聊一聊与网络安全相关的：HTTPS、SSL、TLS 等。

在上一篇文章中，我们介绍了通过非对称加密协商出一个用于对称加密的秘钥，这样便可以保证秘钥不会被窃取，从而实现了机密性。

但仅有机密性，距离安全还差的很远 ...

因为虽然会话密钥无法被窃取，但是恶意者可以尝试修改、重组相关信息返回给网站，因为没有完整性的保证，服务器也只能“照单全收”。

另外，恶意者也可以伪造公钥，如果我们拿到的是“假的公钥”，此时的混合加密就完全失效了。可能我们以为的目标，实际上对方却是伪冒者。

所以，今天我们就来聊一聊，在机密性这一基础之上的完整性和身份认证等特性。

缺乏完整性的机密，可能会被黑客替换或篡改。接下来我们先来看看如何给机密增加上完整这一特性。

如果说保证机密这一特性的是加密算法，那实现完整性的手段主要是 摘要算法 ，也就是常说的散列函数、哈希函数（Hash Function）。

我们可以把摘要算法近似的理解成一种特殊的压缩算法，它能够将任意长度的数据“压缩”成固定长度，而且是独一无二的“摘要字符串”，就好像是给信息生成了一个数字“指纹”。因此好的摘要算法必须能够“抵抗冲突”（两份不同的原文对应相同的摘要），让这种可能性尽量地小。因为摘要算法对输入具有单向性和 雪崩效应 。

1. 单向性

所有的散列函数都有一个基本特性：如果散列值是不相同的（同一个函数），那么这两个散列值的原始输入也是不相同的。具有这种性质的散列函数称为 单向散列函数 ，即 对于给定的散列值 ， 不能够逆推出原文 。

2. 雪崩效应

雪崩效应是指当输入发生最微小的改变时，也会导致输出的不可区分性改变。合格的摘要算法，无论是密钥或明文的任何细微变化都必须引起散列值的不可区分性改变。所以摘要算法也被 TLS 用来生成伪随机数（PRF，pseudo random function）。

相信每个开发者在工作中都或多或少的听过或用过 SHA-1 （Secure Hash Algorithm 1）和 MD5 （Message-Digest 5），它们就是最常用的两个摘要算法，能够生成 20 字节和 16 字节长度的数字摘要。遗憾的是它们先后分别在 2005 年和 2009 年被破解，在 TLS 里已经被禁止使用了。

目前 TLS 推荐使用的是 SHA-1 的后继者 SHA-2，区别于前者，它属于 密码散列函数
算法标准，由美国国家安全局研发。总共有 6 种 ，常用的有 SHA224、SHA256 及 SHA384，它们分别能够生成 28 字节、32 字节及 48 字节的摘要。

摘要算法能够保证“数字摘要”和原文是完全等价的，所以，我们只要在原文后附上它的摘要，就能够保证数据的完整性。

该怎么理解呢？客户端将消息和消息摘要（SHA-2）发送给服务端之后，服务端拿到后也计算下消息的摘要，对这两份“指纹”做个对比，如果一致，就说明消息是完整可信的，没有被修改。因为即使是对消息的很小变动（例如一个标点符号，这就是雪崩效应），摘要也会完全不同，服务端计算对比就会发现消息被篡改，是不可信的。

不过，大家这时候肯定也看出了问题，摘要算法不具有机密性，如果明文传输，那么黑客可以修改消息后，把摘要也一起修改。

所以，真正的完整性必须建立在机密性之上，就是在上期讲解的《 网络安全的基石（上）— 加密 》：在混合加密系统里用会话密钥加密消息和摘要，这样黑客无法得知明文，也就没有办法“动手脚了”。

加密和摘要实现了通信过程的机密性和完整性，我们的通信过程可以说是比较安全了。但这里还有漏洞，那就是通信的两端。

对于通信的两端，我们还要解决身份认证的问题。简单来说，就是如何证明对方真实身份。因为黑客可以伪装成网站来窃取你的信息，反过来，他也可以伪装成你，向网站发送支付、转账等消息，网站没有办法确认你的身份，钱可能就这样被偷走了。

回想下现实生活中，解决身份认证常用的手段有签名、手印和印章等，只要在纸上写下签名加上盖章，就能证明这份文件确实是由本人而非其他人发出的。

那在 TLS 什么东西和生活中的手印、印章很像，只能由本人持有呢？只要有了这个东西，就能够在网络世界里证明你的身份。回想下前面我们介绍的内容，大家也很容易想到，它就是非对称加密里的 私钥 ，使用私钥再加上摘要算法，就能够实现 数字签名 ，同时实现 身份认证 和 不可否认 。

签名与验签

数字签名的原理其实也不复杂，就是将公钥和私钥的用法反过来，之前是公钥加密，私钥解密； 现在是私钥加密 ， 公钥解密 。

签名和公钥一样完全公开，任何人都可以获取。但这个签名只有用私钥对应的公钥才能解开，拿到摘要后，再比对原文验证完整性，就可以签署文件一样证明消息确实是你发的。整个过程的两个行为也有其专用术语，分别叫做 签名 和 验签 。

回顾下安全通信的四大特性我们都已经实现了，整个通信过程是不是已经完美了呢？答案不是的，这里还有一个“公钥的信任”问题，因为谁都可以发布公钥，我们还缺少防止黑客伪造公钥的手段。关于该部分内容你可以参考下篇文章 《公钥信任问题 — 数字证书与 CA》 。

总结

网络安全涉及了方方面面太多的知识，尤其是网络的基础知识对我们来说还是非常重要的，关于这部分大家又有什么要分享的？欢迎你的分享留言或指正。

网络安全系列专题

❻ 数据加密技术在未来网络安全技术中的作用和地位

数据加密技术在计算机网络安全中的应用价值

互联网行业遍布人们日常生活的方方面面，但是在带来便利的同时也带来了很多潜在的危险，尤其是互联网的系统安全和信息数据安全成为首要问题，在这种情况下，数据加密技术的发展为计算机网络安全注入新的活力，为网络用户的信息安全带来保障。本文介绍了计算机网络安全的主要问题，即系统内部漏洞，程序缺陷和外界攻击，病毒感染和黑客的违法行为等。并且阐述了数据加密技术在计算机网络安全中的主要应用，比如保护系统安全，保护信息和个人隐私，以及其在电子商务中的广泛应用，可见数据加密技术为互联网网络行业的飞速发展有重要影响，并且随着数据加密技术的发展，必然会在未来在互联网网络安全中发挥更大的作用。

【关键词】网络安全 数据加密 个人信息 互联网

1 引言

伴随着信息化时代的发展，互联网行业像一股席卷全球的浪潮，给人们的生活带来翻天覆地的变化，为传统行业注入了新的活力。但是同时也带来了潜在的危机，当利用互联网处理数据成为一种常态后，数据的安全就成为不容忽视的问题。因此互联网行业面临着信息数据泄露或被篡改的危险，这也是互联网行业最主要的问题。在这种形势下，数据加密技术应运而生，成为现在互联网数据安全保障最有效的方式，毋庸置疑，数据加密技术在解决信息保密的问题中起到了十分重要的作用，进而在全球很大范围内得到了广泛应用，为互联网行业的发展贡献了不可或缺的力量，有着十分重要的意义。

2 网络安全问题――数据加密技术应用背景

2.1 内部漏洞

计算机网络安全问题来自内部漏洞和外界入侵，内部漏洞是指服务器本身的缺陷，网络运行是无数个程序运行实现的，但是程序极有可能存在一定的漏洞，尤其是现在的网络操作都是不同用户，不同端口同时进行，一旦其中一个端口受到入侵，其他用户也会受到影响，这样就形成一个网络漏洞，造成整个系统无法正常运行。除此之外，如果程序中存在的漏洞没有被及时发现和正确处理，很可能被不法分子所利用，进行网络入侵，损害信息数据安全，威胁计算机网络安全。

2.2 外界攻击

外界攻击就是指计算机网络安全被不法分子利用特殊的程序进行破坏，不仅会使计算机网络系统遭到难以估量的破坏，更使重要信息数据泄露，造成惨重损失。尤其是现在随着互联网的发展，人们对于自己的隐私和信息有很强的保护意识，但是社交网络应用和网址端口的追踪技术让这些信息数据的安全性有所降低。如果计算机网络被严重破坏，个人信息和重要数据很容易被盗取，甚至会对原本的程序进行恶意修改，使其无法正常运行，这个被破坏的程序就成为一个隐患，一旦有数据通过此程序进行处理，就会被盗取或者篡改。

3 数据加密技术应用于网络安全的优势分析

3.1 巧妙处理数据

数据加密技术对数据进行保护和处理，使数据就成为一种看不懂的代码，只有拥有密码才能读到原本的信息文本，从而达到保护数据的目的。而数据加密技术基本有两种，一种是双方交换彼此密码，另一种是双方共同协商保管同一个密码，手段不同，但是都能有效地保护信息数据安全。

3.2 应用领域广泛

数据加密技术广泛于各个方面，保护了计算机系统和互联网时代的个人信息，维护了重要数据，避免被黑客轻易攻击盗取信息，同时也促进了电子商务等行业的发展，并且使人们对于网络生活有了更高的信任度。相信通过不断提升，数据加密技术会得到更加广泛深刻的应用。

4 数据加密技术在网络安全中的应用探索

4.1 更好维护网络系统

目前，计算机数据处理系统存在一定的漏洞，安全性有待提升，数据易受到盗取和损坏。利用数据加密技术对网络系统进行加密，从而实现对系统安全性的有效管理。同时，这种类型的加密也是十分常见而通用的，一般上网络用户会通过权限设置来对网络系统进行加密，比如我们的个人电脑开机密码就属于对网络系统进行加密，只有拥有密码才可以运行电脑程序，很好地保护了个人数据安全。或者，通过将数据加密技术科学合理运用，对外界信息进行检查和监测，对原本存在的信息实现了两重保护，利用防火墙的设置，只有拥有解锁每个文件的秘密，才能获得原本信息。

4.2 有力保障数据安全

计算机网络安全最重要的部分就是信息数据安全，尤其是处于信息时代，个人隐私和信息得到了前所未有的重视，也存在着很大的危险，而有了数据加密技术，这个问题便可迎刃而解。一般上，数据加密技术包括对数据的加密，维护，以及软件加密，设置相应权限，实时实地监控等，因为对数据进行了一定的保护和处理，使之成为一种看不懂的代码，只有拥有密码才能读到原本的信息文本，从而达到保护数据的目的。在这些基本操作的基础上，数据加密技术还拥有强大的备份能力，对该技术的数据资源能够严格控制，进行自我检测和修补漏洞，在防止外界攻击基础上进一步进行自我系统实时保护，全方位地加强计算机网络数据安全，也进一步保护了用户的个人信息。

4.3 促进电商等的发展

电商的崛起可以说是一个划时代的奇迹，现在越来越多的人投入到网购大军，使用移动终端进行缴费购物等大大便利了人们的日常生活，但是购物缴费就涉及到钱财交易，不少不法分子利用这一网络行为，不断用各种方法进行网络盗窃，给人们的财产造成巨大威胁。数据加密技术利用密码对用户的个人账户财产信息进行严格保密，不仅能够抵抗病毒和危险程序的破坏，而且也有效地防止了不法分子的违法行为，在很大程度上令人们在网络购物变得安全而放心，从而也促进了电商的发展，为我国经济可持续发展贡献力量。

5 数据加密技术前景展望

互联网飞速发展，为人民带来便利的同时也带来了潜在的危机，当利用互联网处理数据成为一种常态后，数??的安全就成为不容忽视的问题 ，计算机数据加密技术通过对网络系统和软件等加密，使原本的信息变成一种看不懂的代码，只用拥有密码才能读到原本信息，从而保护了计算机数据。这项技术已经广泛于各个方面，应用价值很高，不仅为电商的发展带来便利，更加保护了计算机系统和互联网时代的个人信息，维护了重要数据，避免被黑客轻易攻击盗取信息。相信通过不断提升，数据加密技术会得到更加广泛深刻的应用。

❼ 结合实验课项目及所收集信息，谈谈如何构建安全网络信息环境，以及如何从技术角度应对各种网络安全威胁

一、引言
微型计算机和局域网的广泛应用,基于client/server体系结构的分布式系统的出现,I
SDN,宽带ISDN的兴起,ATM技术的实施,卫星通信及全球信息网的建设,根本改变了以往主机
-终端型的网络应用模式;传统的、基于Mainframe的安全系统结构已不能适用于新的网络环
境,主要原因是:
(1)微型机及LAN的引入,使得网络结构成多样化,网络拓扑复杂化;
(2)远地工作站及远地LAN对Mainframe的多种形式的访问,使得网络的地理分布扩散化
;
(3)多种通讯协议的各通讯网互连起来,使得网络通信和管理异质化。
构作Micro-LAN-Mainframe网络环境安全体系结构的目标同其它应用环境中信息安全的
目标一致,即:
(1)存储并处理于计算机和通信系统中的信息的保密性；
(2)存储并处理于计算机和通信系统中的信息的完整性；
(3)存储并处理于计算机和通信系统中的信息的可用性；
(4)对信息保密性、完整性、拒绝服务侵害的监查和控制。
对这些安全目标的实现不是绝对的,在安全系统构作中,可因地制宜,进行适合于自身条
件的安全投入,实现相应的安全机制。但有一点是应该明确的,信息安全是国民经济信息化
必不可少的一环,只有安全的信息才是财富。
对于潜在的财产损失,保险公司通常是按以下公式衡量的:
潜在的财产损失=风险因素×可能的损失
这里打一个比方,将信息系统的安全威胁比作可能的财产损失,将系统固有的脆弱程度
比作潜在的财产损失,于是有:
系统的脆弱程度=处于威胁中的系统构件×安全威胁
此公式虽不能将系统安全性定量化,但可以作为分析信息安全机制的适用性和有效性的
出发点。
对计算机犯罪的统计表明,绝大多数是内部人员所为。由于在大多数Micro-LAN-Mainf
rame系统中,用户登录信息、用户身份证件及其它数据是以明文形式传输的,任何人通过连
接到主机的微型机都可秘密地窃取上述信息。图1给出了我们在这篇文章中进行安全性分析
的网络模型,其安全性攻击点多达20个。本文以下各部分将详细讨论对此模型的安全威胁及
安全对策。
@@14219700.GIF;图1.Micro-LAN-Mainframe网络模型@@
二、开放式系统安全概述
1.OSI安全体系结构
1989年2月15日,ISO7498-2标准的颁布,确立了OSI参考模型的信息安全体系结构,它对
构建具体网络环境的信息安全构架有重要的指导意义。其核心内容包括五大类安全服务以
及提供这些服务所需要的八类安全机制。图2所示的三维安全空间解释了这一体系结构。
@@14219701.GIF;ISO安全体系结构@@
其中,一种安全服务可以通过某种安全机制单独提供,也可以通过多种安全机制联合提
供;一种安全机制可用于提供一种或多种安全服务。
2.美军的国防信息系统安全计划DISSP
DISSP是美军迄今为止最庞大的信息系统安全计划。它将为美国防部所有的网络(话音
、数据、图形和视频图象、战略和战术)提供一个统一的、完全综合的多级安全策略和结构
,并负责管理该策略和结构的实现。图3所示的DISSP安全框架三维模型,全面描述了信息系
统的安全需求和结构。第一维由九类主要的安全特性外加两类操作特性组成,第二维是系统
组成部件,它涉及与安全需求有关的信息系统部件,并提供一种把安全特性映射到系统部件
的简化手段;第三维是OSI协议层外加扩展的两层,OSI模型是面向通信的,增加两层是为了适
应信息处理。
@@14219702.GIF;DISSP安全框架雏形@@
3.通信系统的安全策略
1节和2节较全面地描述了信息系统的安全需求和结构,具有相当的操作指导意义。但仅
有这些,对于构作一个应用于某组织的、具体的网络应用环境的安全框架或安全系统还是不
够的。
目前,计算机厂商在开发适用于企业范围信息安全的有效策略方面并没有走在前面,这
就意味着用户必须利用现有的控制技术开发并维护一个具有足够安全级别的分布式安全系
统。一个安全系统的构作涉及的因素很多,是一个庞大的系统工程。一个明晰的安全策略必
不可少,它的指导原则如下:
·对安全暴露点实施访问控制；
·保证非法操作对网络的数据完整性和可用性无法侵害；
·提供适当等级的、对传送数据的身份鉴别和完整性维护；
·确保硬件和线路的联接点的物理安全；
·对网络设备实施访问控制；
·控制对网络的配置；
·保持对网络设施的控制权；
·提供有准备的业务恢复。
一个通信系统的安全策略应主要包括以下几个方面的内容:
总纲；
适用领域界定；
安全威胁分析；
企业敏感信息界定；
安全管理、责任落实、职责分明；
安全控制基线；
网络操作系统；
信息安全:包括用户身份识别和认证、文件服务器控制、审计跟踪和安全侵害报告、数
据完整性及计算机病毒；
网络安全:包括通信控制、系统状态控制、拨号呼叫访问控制；
灾难恢复。
三、LAN安全
1.LAN安全威胁
1)LAN环境因素造成的安全威胁
LAN环境因素,主要是指LAN用户缺乏安全操作常识;LAN提供商的安全允诺不能全部兑现
。
2)LAN自身成员面临的安全威胁
LAN的每一组成部件都需要保护,包括服务器、工作站、工作站与LAN的联接部件、LAN
与LAN及外部世界的联接部件、线路及线路接续区等。
3)LAN运行时面临的安全威胁
(1)通信线路上的电磁信号辐射
(2)对通信介质的攻击,包括被动方式攻击(搭线窃听)和主动方式攻击(无线电仿冒)
(3)通过联接上网一个未经授权的工作站而进行的网络攻击。攻击的方式可能有：窃听
网上登录信息和数据;监视LAN上流量及与远程主机的会话,截获合法用户log off指令,继续
与主机会话;冒充一个主机LOC ON,从而窃取其他用户的ID和口令。
(4)在合法工作站上进行非法使用,如窃取其他用户的ID、口令或数据
(5)LAN与其他网络联接时,即使各成员网原能安全运行,联网之后,也可能发生互相侵害
的后果。
(6)网络病毒
4)工作站引发的安全威胁
(1)TSR和通信软件的滥用:在分布式应用中,用户一般在本地微机及主机拥有自己的数
据。将微机作为工作站,LAN或主机系统继承了其不安全性。TSR是用户事先加载,由规定事
件激活的程序。一个截获屏幕的TSR可用于窃取主机上的用户信息。这样的TSR还有许多。
某些通信软件将用户键入字符序列存为一个宏,以利于实现对主机的自动LOGON,这也是很危
险的。
(2)LAN诊断工具的滥用:LAN诊断工具本用于排除LAN故障,通过分析网上数据包来确定
线路噪声。由于LAN不对通信链路加密,故LAN诊断工具可用于窃取用户登录信息。
(3)病毒与微机通信:例如Jerusalem-B病毒可使一个由几千台运行3270仿真程序的微机
组成的网络瘫痪。
2 LAN安全措施
1)通信安全措施
(1)对抗电磁信号侦听:电缆加屏蔽层或用金属管道,使较常规电缆难以搭线窃听;使用
光纤消除电磁辐射;对敏感区域(如电话室、PBX所在地、服务器所在地)进行物理保护。
(2)对抗非法工作站的接入:最有效的方法是使用工作站ID,工作站网卡中存有标识自身
的唯一ID号,LAN操作系统在用户登录时能自动识别并进行认证。
(3)对抗对合法工作站的非法访问:主要通过访问控制机制,这种机制可以逻辑实现或物
理实现。
(4)对通信数据进行加密,包括链路加密和端端加密。
2)LAN安全管理
(1)一般控制原则,如对服务器访问只能通过控制台;工作站间不得自行联接;同一时刻
,一个用户只能登录一台工作站;禁止使用网上流量监视器;工作站自动挂起;会话清除;键盘
封锁;交易跟踪等。
(2)访问控制,如文件应受保护,文件应有多级访问权力;SERVER要求用户识别及认证等
。
(3)口令控制,规定最大长度和最小长度;字符多样化;建立及维护一个软字库,鉴别弱口
令字;经常更换口令等。
(4)数据加密:敏感信息应加密
(5)审计日志:应记录不成功的LOGIN企图,未授权的访问或操作企图,网络挂起,脱离联
接及其他规定的动作。应具备自动审计日志检查功能。审计文件应加密等。
(6)磁盘利用:公用目录应只读,并限制访问。
(7)数据备份:是LAN可用性的保证;
(8)物理安全:如限制通信访问的用户、数据、传输类型、日期和时间;通信线路上的数
据加密等。
四、PC工作站的安全
这里,以荷兰NMB银行的PC安全工作站为例,予以说明。在该系统中,PC机作为IBM SNA主
机系统的工作站。
1.PC机的安全局限
(1)用户易于携带、易于访问、易于更改其设置。
(2)MS-DOS或PC-DOS无访问控制功能
(3)硬件易受侵害;软件也易于携带、拷贝、注入、运行及损害。
2.PC安全工作站的目标
(1)保护硬件以对抗未授权的访问、非法篡改、破坏和窃取；
(2)保护软件和数据以对抗:未授权的访问、非法篡改、破坏和窃取、病毒侵害；
(3)网络通信和主机软硬件也应类似地予以保护；
3.安全型PC工作站的设计
(1)PC硬件的物理安全:一个的可行的方法是限制对PC的物理访问。在PC机的后面加一
个盒子,只有打开这个盒子才能建立所需要的联接。
(2)软件安全:Eracon PC加密卡提供透明的磁盘访问;此卡提供了4K字节的CMOS存储用
于存储密钥资料和进行密钥管理。其中一半的存储区对PC总线是只可写的,只有通过卡上数
据加密处理的密钥输入口才可读出。此卡同时提供了两个通信信道,其中一个支持同步通信
。具体的安全设计细节还有:
A、使用Clipcards提供的访问权授予和KEY存储(为脱机应用而设)、Clipcards读写器
接于加密卡的异步口。
B、对硬盘上全部数据加密,对不同性质的文件区分使用密钥。
C、用户LOGON时,强制进入与主机的安全监控器对话,以对该用户进行身份验证和权力
赋予;磁盘工作密钥从主机传送过来或从Clipcards上读取(OFFLINE);此LOGON外壳控制应用
环境和密钥交换。
D、SNA3270仿真器:利用Eracon加密卡实现与VTAM加解密设备功能一致的对数据帧的加
密。
E、主机安全监控器(SECCON):如果可能,将通过3270仿真器实现与PC安全监控程序的不
间断的会话;监控器之间的一套消息协议用于完成对系统的维护。
五、分布式工作站的安全
分布式系统的工作站较一般意义上的网络工作站功能更加全面,它不仅可以通过与网上
服务器及其他分布式工作站的通信以实现信息共享,而且其自身往往具备较强的数据存储和
处理能力。基于Client/Server体系结构的分布式系统的安全有其特殊性,表现如下:
(1)较主机系统而言,跨局域网和广域网,联接区域不断扩展的工作站环境更易受到侵害
;
(2)由于工作站是分布式的;往往分布于不同建筑、不同地区、甚至不同国家,使安全管
理变得更加复杂;
(3)工作站也是计算机犯罪的有力工具,由于它分布广泛,安全威胁无处不在;
(4)工作站环境往往与Internet及其他半公开的数据网互联,因而易受到更广泛的网络
攻击。
可见,分布式工作站环境的安全依赖于工作站和与之相联的网络的安全。它的安全系统
应不劣于主机系统,即包括用户的身份识别和认证;适当的访问控制;强健的审计机制等。除
此之外,分布式工作站环境还有其自身的特殊安全问题,如对网络服务器的认证,确保通信中
数据的保密性和完整性等。这些问题将在后面讨论。
六、通信中的信息安全
通过以上几部分的讨论,我们已将图1所示的网络组件(包括LAN、网络工作站、分布式
工作站、主机系统)逐一进行了剖析。下面,我们将就它们之间的联接安全进行讨论。
1.加密技术
结合OSI七层协议模型,不难理解加密机制是怎样用于网络的不同层次的。
(1)链路加密:作用于OSI数据模型的数据链路层,信息在每一条物理链路上进行加密和
解密。它的优点是独立于提供商,能保护网上控制信息;缺点是浪费设备,降低传输效率。
(2)端端加密:作用于OSI数据模型的第4到7层。其优点是花费少,效率高;缺点是依赖于
网络协议,安全性不是很高。
(3)应用加密:作用于OSI数据模型的第7层,独立于网络协议;其致命缺点是加密算法和
密钥驻留于应用层,易于失密。
2.拨号呼叫访问的安全
拨号呼叫安全设备主要有两类,open-ended设备和two-ended设备,前者只需要一台设备
,后者要求在线路两端各加一台。
(1)open-ended设备:主要有两类,端口保护设备(PPDs)和安全调制解调器。PPDs是处于
主机端口和拨号线路之间的前端通信处理器。其目的是隐去主机的身份,在将用户请求送至
主机自身的访问控制机制前,对该用户进行预认证。一些PPDs具有回叫功能,大部分PPDs提
供某种形式的攻击示警。安全调制解调器主要是回叫型的,大多数有内嵌口令,用户呼叫调
制解调器并且输入口令,调制解调器验证口令并拆线。调制解调器根据用户口令查到相应电
话号码,然后按此号码回叫用户。
(2)two-ended设备:包括口令令牌、终端认证设备、链路加密设备和消息认证设备。口
令令牌日益受到大家欢迎,因为它在认证线路另一端的用户时不需考虑用户的位置及网络的
联接类型。它比安全调制解调器更加安全,因为它允许用户移动,并且禁止前向呼叫。
口令令牌由两部分组成,运行于主机上与主机操作系统和大多数常用访问控制软件包接
口的软件,及类似于一个接卡箱运算器的硬件设备。此软件和硬件实现相同的密码算法。当
一个用户登录时,主机产生一个随机数给用户,用户将该随机数加密后将结果返回给主机;与
此同时,运行于主机上的软件也作同样的加密运算。主机将这两个结果进行对比,如果一致
,则准予登录。
终端认证设备是指将各个终端唯一编码,以利于主机识别的软件及硬件系统。只有带有
正确的网络接口卡(NIC)标识符的设备才允许登录。
链路加密设备提供用于指导线路的最高程度的安全保障。此类系统中,加密盒置于线路
的两端,这样可确保传送数据的可信性和完整性。唯一的加密密钥可用于终端认证。
消息认证设备用于保证传送消息的完整性。它们通常用于EFT等更加注重消息不被更改
的应用领域。一般采用基于DES的加密算法产生MAC码。
七、安全通信的控制
在第六部分中,我们就通信中采取的具体安全技术进行了较为详细的讨论。但很少涉及
安全通信的控制问题,如网络监控、安全审计、灾难恢复、密钥管理等。这里,我们将详细
讨论Micro-LAN-Mainframe网络环境中的用户身份认证、服务器认证及密钥管理技术。这三
个方面是紧密结合在一起的。
1.基于Smartcards的用户认证技术
用户身份认证是网络安全的一个重要方面,传统的基于口令的用户认证是十分脆弱的。
Smartcards是一类一话一密的认证工具,它的实现基于令牌技术。其基本思想是拥有两个一
致的、基于时间的加密算法,且这两个加密算法是同步的。当用户登录时,Smartcards和远
端系统同时对用户键入的某一个系统提示的数进行运算(这个数时刻变化),如果两边运行结
果相同,则证明用户是合法的。
在这一基本的Smartcards之上,还有一些变种,其实现原理是类似的。
2.kerboros用户认证及保密通信方案
对于分布式系统而言,使用Smartcards,就需要为每一个远地系统准备一个Smartcard,
这是十分繁琐的,MIT设计与开发的kerboros用户认证及保密通信方案实现了对用户的透明
,和对用户正在访问的网络类型的免疫。它同时还可用于节点间的保密通信及数据完整性的
校验。kerboros的核心是可信赖的第三方,即认证服务中心,它拥有每一个网络用户的数据
加密密钥,需要用户认证的网络服务经服务中心注册,且每一个此类服务持有与服务中心通
信的密钥。
对一个用户的认证分两步进行,第一步,kerboros认证工作站上的某用户;第二步,当该
用户要访问远地系统服务器时,kerboros起一个中介人的作用。
当用户首次登录时,工作站向服务器发一个请求,使用的密钥依据用户口令产生。服务
中心在验明用户身份后,产生一个ticket,所使用的密钥只适合于该ticket-granting服务。
此ticket包含用户名、用户IP地址、ticket-granting服务、当前时间、一个随机产生的密
钥等;服务中心然后将此ticket、会话密钥用用户密钥加密后传送给用户;用户将ticket解
密后,取出会话密钥。当用户想联接某网络服务器时,它首先向服务中心发一个请求,该请求
由两部分组成,用户先前收到的ticket和用户的身份、IP地址、联接服务器名及一个时间值
,此信息用第一次传回的会话密钥加密。服务中心对ticket解密后,使用其中的会话密钥对
用户请求信息解密。然后,服务中心向该用户提供一个可与它相联接的服务器通信的会话密
钥及一个ticket,该ticket用于与服务器通信。
kerboros方案基于私钥体制,认证服务中心可能成为网络瓶颈,同时认证过程及密钥管
理都十分复杂。
3.基于公钥体制的用户认证及保密通信方案
在ISO11568银行业密钥管理国际标准中,提出了一种基于公钥体制,依托密钥管理中心
而实现的密钥管理方案。该方案中,通信双方的会话密钥的传递由密钥管理中心完成,通信
双方的身份由中心予以公证。这样就造成了密钥管理中心的超负荷运转,使之成为网上瓶颈
,同时也有利于攻击者利用流量分析确定网络所在地。
一个改进的方案是基于公钥体制,依托密钥认证中心而实现的密钥管理方案。该方案中
,通信双方会话密钥的形成由双方通过交换密钥资料而自动完成,无须中心起中介作用,这样
就减轻了中心的负担,提高了效率。由于篇幅所限,这里不再展开讨论。
八、结论
计算机网络技术的迅速发展要求相应的网络安全保障,一个信息系统安全体系结构的确
立有助于安全型信息系统的建设,一个具体的安全系统的建设是一项系统工程,一个明晰的
安全策略对于安全系统的建设至关重要,Micro-LAN-Mainframe网络环境的信息安全是相对
的,但其丰富的安全技术内涵是值得我们学习和借鉴的。

❽ 网络安全 简述RSA算法的原理和特点

1978年就出现了这种算法，它是第一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。
它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, Adi
Shamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。

RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数（ 大于 100
个十进制位）的函数。据猜测，从一个密钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个
大素数的积。

密钥对的产生。选择两个大素数，p 和q 。计算：

n = p * q

然后随机选择加密密钥e，要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 ) 互质。最后，利用
Euclid 算法计算解密密钥d, 满足

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

其中n和d也要互质。数e和
n是公钥，d是私钥。两个素数p和q不再需要，应该丢弃，不要让任何人知道。

加密信息 m（二进制表示）时，首先把m分成等长数据块 m1 ,m2,..., mi ，块长s
，其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对应的密文是：

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

解密时作如下计算：

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

RSA 可用于数字签名，方案是用 ( a ) 式签名， ( b )
式验证。具体操作时考虑到安全性和 m信息量较大等因素，一般是先作 HASH 运算。

RSA 的安全性。
RSA的安全性依赖于大数分解，但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明，因
为没有证明破解
RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法，那它肯定可以修改成
为大数分解算法。目前， RSA
的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样，分解n是最显然的攻击方法。现
在，人们已能分解140多个十进制位的大素数。因此，模数n
必须选大一些，因具体适用情况而定。

RSA的速度。
由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论是软件还是硬
件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。

RSA的选择密文攻击。
RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装(
Blind)，让拥有私钥的实体签署。然后，经过计算就可得到它所想要的信息。实际上
，攻击利用的都是同一个弱点，即存在这样一个事实：乘幂保留了输入的乘法结构：

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

前面已经提到，这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使
用公钥。但从算法上无法解决这一问题，主要措施有两条：一条是采用好的公钥协议
，保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密，不对自己一无所知的信息
签名；另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名，签名时首先使用One-Way Hash
Function
对文档作HASH处理，或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方
法。

RSA的公共模数攻击。
若系统中共有一个模数，只是不同的人拥有不同的e和d，系统将是危险的。最普遍的
情况是同一信息用不同的公钥加密，这些公钥共模而且互质，那末该信息无需私钥就
可得到恢复。设P为信息明文，两个加密密钥为e1和e2，公共模数是n，则：

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2，就能得到P。

因为e1和e2互质，故用Euclidean算法能找到r和s，满足：

r * e1 + s * e2 = 1

假设r为负数，需再用Euclidean算法计算C1^(-1)，则

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

另外，还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之，如果知道给定模数的一对e和d
，一是有利于攻击者分解模数，一是有利于攻击者计算出其它成对的e’和d’，而无
需分解模数。解决办法只有一个，那就是不要共享模数n。

RSA的小指数攻击。 有一种提高
RSA速度的建议是使公钥e取较小的值，这样会使加密变得易于实现，速度有所提高。
但这样作是不安全的，对付办法就是e和d都取较大的值。

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研
究得最广泛的公钥算法，从提出到现在已近二十年，经历了各种攻击的考验，逐渐为
人们接受，普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA
的安全性依赖于大数的因子分解，但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难
度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何，而且密码学界多数
人士倾向于因子分解不是NPC问题。
RSA的缺点主要有：A)产生密钥很麻烦，受到素数产生技术的限制，因而难以做到一次
一密。B)分组长度太大，为保证安全性，n 至少也要 600 bits
以上，使运算代价很高，尤其是速度较慢，较对称密码算法慢几个数量级；且随着大
数分解技术的发展，这个长度还在增加，不利于数据格式的标准化。目前，SET(
Secure Electronic Transaction
)协议中要求CA采用2048比特长的密钥，其他实体使用1024比特的密钥。

DSS/DSA算法

Digital Signature Algorithm
(DSA)是Schnorr和ElGamal签名算法的变种，被美国NIST作为DSS(Digital Signature
Standard)。算法中应用了下述参数：
p：L bits长的素数。L是64的倍数，范围是512到1024；
q：p - 1的160bits的素因子；
g：g = h^((p-1)/q) mod p，h满足h < p - 1, h^((p-1)/q) mod p > 1；
x：x < q，x为私钥 ；
y：y = g^x mod p ，( p, q, g, y )为公钥；
H( x )：One-Way Hash函数。DSS中选用SHA( Secure Hash Algorithm )。
p, q,
g可由一组用户共享，但在实际应用中，使用公共模数可能会带来一定的威胁。签名及
验证协议如下：
1. P产生随机数k，k < q；
2. P计算 r = ( g^k mod p ) mod q
s = ( k^(-1) (H(m) + xr)) mod q
签名结果是( m, r, s )。
3. 验证时计算 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，则认为签名有效。

DSA是基于整数有限域离散对数难题的，其安全性与RSA相比差不多。DSA的一个重要特
点是两个素数公开，这样，当使用别人的p和q时，即使不知道私钥，你也能确认它们
是否是随机产生的，还是作了手脚。RSA算法却作不到。

本文来自CSDN博客，