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計(jì)算機(jī)四級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)知識(shí)講解
網(wǎng)絡(luò)安全就是網(wǎng)絡(luò)上的信息安全。從廣義上來(lái)說(shuō),凡是涉及到網(wǎng)絡(luò)信息的保密性、完整性、可用性、真實(shí)性和可控性得相關(guān)技術(shù)和理論都是網(wǎng)絡(luò)安全的研究領(lǐng)域。
1信息加密技術(shù)
在保障信息安全各種功能特性的諸多技術(shù)中,密碼技術(shù)是信息安全的核心和關(guān)鍵技術(shù),通過(guò)數(shù)據(jù)加密技術(shù),可以在一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩,保證傳輸數(shù)據(jù)的完整性。一個(gè)數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)包括加密算法、明文、密文以及密鑰,密鑰控制加密和解密過(guò)程,一個(gè)加密系統(tǒng)的全部安全性是基于密鑰的,而不是基于算法,所以加密系統(tǒng)的密鑰管理是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。
數(shù)據(jù)加密過(guò)程就是通過(guò)加密系統(tǒng)把原始的數(shù)字信息(明文),按照加密算法變換成與明文完全不同得數(shù)字信息(密文)的過(guò)程。
假設(shè)E為加密算法,D為解密算法,則數(shù)據(jù)的加密解密數(shù)學(xué)表達(dá)式為:P=D(KD,E(KE,P))
2數(shù)據(jù)加密技術(shù)
2.1數(shù)據(jù)加密技術(shù)
數(shù)據(jù)加密技術(shù)主要分為數(shù)據(jù)傳輸加密和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密。數(shù)據(jù)傳輸加密技術(shù)主要是對(duì)傳輸中的數(shù)據(jù)流進(jìn)行加密,常用的有鏈路加密、節(jié)點(diǎn)加密和端到端加密三種方式。
鏈路加密是傳輸數(shù)據(jù)僅在物理層前的數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行加密,不考慮信源和信宿,它用于保護(hù)通信節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù),接收方是傳送路徑上的各臺(tái)節(jié)點(diǎn)機(jī),信息在每臺(tái)節(jié)點(diǎn)機(jī)內(nèi)都要被解密和再加密,依次進(jìn)行,直至到達(dá)目的地。
與鏈路加密類似的節(jié)點(diǎn)加密方法,是在節(jié)點(diǎn)處采用一個(gè)與節(jié)點(diǎn)機(jī)相連的密碼裝置,密文在該裝置中被解密并被重新加密,明文不通過(guò)節(jié)點(diǎn)機(jī),避免了鏈路加密節(jié)點(diǎn)處易受攻擊的缺點(diǎn)。
端到端加密是為數(shù)據(jù)從一端到另一端提供的加密方式。數(shù)據(jù)在發(fā)送端被加密,在接收端解密,中間節(jié)點(diǎn)處不以明文的形式出現(xiàn)。端到端加密是在應(yīng)用層完成的。在端到端加密中,除報(bào)頭外的的報(bào)文均以密文的形式貫穿于全部傳輸過(guò)程,只是在發(fā)送端和接收端才有加、解密設(shè)備,而在中間任何節(jié)點(diǎn)報(bào)文均不解密,因此,不需要有密碼設(shè)備,同鏈路加密相比,可減少密碼設(shè)備的數(shù)量。另一方面,信息是由報(bào)頭和報(bào)文組成的,報(bào)文為要傳送的信息,報(bào)頭為路由選擇信息,由于網(wǎng)絡(luò)傳輸中要涉及到路由選擇,在鏈路加密時(shí),報(bào)文和報(bào)頭兩者均須加密。而在端到端加密時(shí),由于通道上的每一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)雖不對(duì)報(bào)文解密,但為將報(bào)文傳送到目的地,必須檢查路由選擇信息,因此,只能加密報(bào)文,而不能對(duì)報(bào)頭加密。這樣就容易被某些通信分析發(fā)覺(jué),而從中獲取某些敏感信息。
鏈路加密對(duì)用戶來(lái)說(shuō)比較容易,使用的密鑰較少,而端到端加密比較靈活,對(duì)用戶可見(jiàn)。在對(duì)鏈路加密中各節(jié)點(diǎn)安全狀況不放心的情況下也可使用端到端加密方式。
2.2數(shù)據(jù)加密算法
數(shù)據(jù)加密算法有很多種[3-4],密碼算法標(biāo)準(zhǔn)化是信息化社會(huì)發(fā)展得必然趨勢(shì),是世界各國(guó)保密通信領(lǐng)域得一個(gè)重要課題。按照發(fā)展進(jìn)程來(lái)分,經(jīng)歷了古典密碼、對(duì)稱密鑰密碼和公開(kāi)密鑰密碼階段,古典密碼算法有替代加密、置換加密;對(duì)稱加密算法包括DES和AES;非對(duì)稱加密算法包括RSA、背包密碼、McEliece密碼、Rabin、橢圓曲線、EIGamalD_H等。目前在數(shù)據(jù)通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。
(1)DES加密算法(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))
DES是一種對(duì)二元數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的算法,數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度為64位,密文分組長(zhǎng)度也是64位,使用的密鑰為64位,有效密鑰長(zhǎng)度為56位,有8位用于奇偶校驗(yàn),解密時(shí)的過(guò)程和加密時(shí)相似,但密鑰的順序正好相反。
DES算法的弱點(diǎn)是不能提供足夠的安全性,因?yàn)槠涿荑容量只有56位。由于這個(gè)原因,后來(lái)又提出了三重DES或3DES系統(tǒng),使用3個(gè)不同的密鑰對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行(兩次或)三次加密,該方法比進(jìn)行普通加密的三次塊。其強(qiáng)度大約和112比特的密鑰強(qiáng)度相當(dāng)。
(2)RSA算法
RSA算法既能用于數(shù)據(jù)加密,也能用于數(shù)字簽名,RSA的理論依據(jù)為:尋找兩個(gè)大素?cái)?shù)比較簡(jiǎn)單,而將它們的乘積分解開(kāi)則異常困難。在RSA算法中,包含兩個(gè)密鑰,加密密鑰PK,和解密密鑰SK,加密密鑰是公開(kāi)的,其加密與解密方程為:
其中n=p×q,P∈[0,n-1],p和q均為大于10100的素?cái)?shù),這兩個(gè)素?cái)?shù)是保密的。
RSA算法的優(yōu)點(diǎn)是密鑰空間大,缺點(diǎn)是加密速度慢,如果RSA和DES結(jié)合使用,則正好彌補(bǔ)RSA的缺點(diǎn)。即DES用于明文加密,RSA用于DES密鑰的加密。由于DES加密速度快,適合加密較長(zhǎng)的報(bào)文;而RSA可解決DES密鑰分配的問(wèn)題。
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