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1、Internet安全协议与标准第4课,博士 ,7/3/2003,Internet安全协议及标准之安全网络安全,7/3/2003,网络安全Agenda,通信安全 应用程序安全分发 Mobile code Firewall 电子商务 其他话题,7/3/2003,3,Internet安全协议及标准,通信安全,OSI七层协议与信息安全,7/3/2003,4,Internet安全协议及标准,通信安全(续一),三类加密安全体系,7/3/2003,5,Internet安全协议及标准,通信安全(续二),应用层安全性 安全HTTP(S-HTTP) 对HTTP进行的扩展，描述了一种使用标准加密工具来传送HTTP数
2、据的机制 是一个非常完整的实现，几乎包括了在一个很长的时间内可能需要的安全HTTP访问应该具有的所有特征 支持少，已基本消失 PGP、S/MIME S/MIME、PGP都是针对电子邮件进行的安全协议 PGP还可用于文件加密及签名 SSH 用于安全的远程登录 其他问题,7/3/2003,6,Internet安全协议及标准,通信安全(续三),传输层安全性 SSL(安全套接字层，Secure Socket Layer)、TLS 工作在传输层，独立于上层应用，给应用提供一个安全的点点通信隧道 由协商过程和通信过程组成，协商过程用于确定加密机制、加密算法、交换会话密钥服务器认证以及可选的客户端认证，通信
3、过程秘密传送上层数据。 理论上讲，它可以支持任何应用层协议,7/3/2003,7,Internet安全协议及标准,通信安全(续四),网络层安全性：IPSec协议族,7/3/2003,8,Internet安全协议及标准,通信安全(续五),网络层安全性：IPSec协议族 IP认证消息头(AH)协议 IP封装安全协议(ESP) IKE(ISKAMP/Oakley),7/3/2003,9,Internet安全协议及标准,应用程序安全分发,“砂箱”(Sandbox)模型：囚牢模型 应用程序只能访问到一个受限的、经过严格检查的系统资源集合 一种积极防御策略 Unix chroot机制 Java安全机制 “
4、代码签名”模型 代码在进行发布之前利用公开密钥机制进行签名，而网络用户在下载之前先检查签名是否真实再决定是否下载。 可防止代码被篡改，但不能防止代码自身问题 ActiveX、Java,7/3/2003,10,Internet安全协议及标准,防火墙(Firewall),用于隔离内部网与外部不可信网络 包过滤(Packet filter) “状态检查”(Stateful)型包过滤 电路型(Circuit)网关 应用程序(Application)代理(Proxy) NAT(Network Address Translate) VPN(Virtual Private Network),7/3/2003
5、,11,Internet安全协议及标准,电子商务安全,支付协议 基于卡的支付协议 明文发送信用卡号码 经保密路径发送信用卡号码 通过第三方进行交易 安全支付协议 SET：双签名(dual signature) iKP CyberCash Low and et al., 1994匿名信用卡支付协议,7/3/2003,12,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续一),支付协议 (SET),7/3/2003,13,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续二),支付协议 (SET - Dual Signature),7/3/2003,14,Internet安全协议及标准,电子商务安全
6、(续三),支付协议 (SET Payment Processing 持卡人商家),7/3/2003,15,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续四),支付协议 (SET Payment Processing 商家验证持卡人),7/3/2003,16,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续五),支付协议(续) 基于支票的支付协议：借-贷模型，维护账目的绝对平衡 借-贷模型，支付服务器维护账目的绝对平衡。 FSTC的eCheck NetBill系统：主要是一个研究系统，定义的是信息商品的交换 NetCheque系统 NetChex 基于现金的支付协议：使用盲签名技术，保证匿名性
7、 DigiCash的e-Cash USC-ISI的NetCash Mondex及VISA的储值卡,7/3/2003,17,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续六),业务-业务型电子商务 电子数据交换(EDI) 传统：专用增值网络 Internet：安全信道 安全Web、安全电子邮件、VPN等 分布式对象技术 CORBA 安全机制尚不成熟 DCE/RPC、Kerberos用于身份认证 IIOP用于不同在TCP/IP网络上不同ORB之间互操作 安全隧道(SSL、VPN),7/3/2003,18,Internet安全协议及标准,电子商务安全(续七),业务-业务型电子商务(续) 分布式对象
8、技术(续) DCOM Microsoft SSPI实现通用网络认证和数据传输加密 SSPI支持Kerberos、NTLM、SSL、DPA impersonate：使对象工作在客户安全环境下 单一实现，不需使用同GIOP类似的ORB桥 基于Java的RMI 完全定义在Java上，以Java为中心 安全隧道、“砂箱”模型,7/3/2003,19,Internet安全协议及标准,其他有意思的话题,无线网络安全问题 (Wireless Security) XML技术与安全 关于可信任计算的讨论 系统芯片(SoC)技术与安全问题 ,7/3/2003,20,Internet安全协议及标准,安全协议基础,7
9、/3/2003,Agenda,何谓协议 Base64编码 加密算法同明文相关的几个问题 一个简单协议的分析,7/3/2003,22,Internet安全协议及标准,何谓协议,Protocol (协议,规程,规约;议定) A standard procedure for regulating data transmission between computers 为管理调整计算机间数据交流的标准程序 A set of semantic and syntactic rules that determines the behavior of functional units in achieving
10、 communication 一组语义和语法规则,决定功能部件在通信时如何进行工作 A specification for the format and relative timing of information exchanged between communicating parties 通信双方之间交换信息的格式和相对定时同步的一种规范 The set of rules governing the operation of functional units of a communication system that must be followed if communication
11、is to be achieved 管理某一通信系统的功能部件操作的一组规则,如果要实现通信,必须遵循这些规则,7/3/2003,23,Internet安全协议及标准,安全协议,安全协议首先是协议 标准程序 语义、语法规则 双边或多边 数据交换 安全协议是 协议中与安全相关的部分？ 同安全相关的协议？ 安全协议的基石 通信技术 加密、摘要计算、公开密钥加密和数字签名技术的组合应用 加密原语、安全服务、安全机制,7/3/2003,24,Internet安全协议及标准,Base64编码,7/3/2003,25,Internet安全协议及标准,Base64编码(续),Base64编码使消息长度增加了
12、约33%,7/3/2003,26,Internet安全协议及标准,分组密码的工作模式,7/3/2003,27,Internet安全协议及标准,分组密码的明文填充,最流行的做法： 确定待填充的字节数并在数据的最后字节后重复该值 当不需要填充时怎么办？,7/3/2003,28,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题,RSA算法： 选择两个大素数p和q，通常要求每个均大于10100。 计算npq和z(p1)(q1)。 选择一与z互质的数、令其为e。 找到一个d满足ed1 (mod z)。 公钥：(e, n) 私钥： (d, n) 加密M：计算CMe(mod n) 解密C：计算MCd(
13、mod n) Med(mod n)=M,7/3/2003,29,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续一),M是一个数，真正的数据Data是二进制字节串，二者如何对应？ 需要建立从Data到M的编码规则,经该规则转换后得到的M大小应和n相当，但不能比n更大，Why?,转换规则在PKCS#1中有定义,7/3/2003,30,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续二),PKCS#1 Data conversion primitives I2OSP(x,l) OSP2I(X) En/Decryption primitives RSAEP(n,e),m) RSA
14、DP(K,c) K: (n,d) or (p, q, dP, dQ, qInv) Signature/verification primitives RSASP1(K,m) RSAVP1(n,e), s) Other,7/3/2003,31,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续三),PKCS#1编码方法 填充模式 00|Type|PS|00|D PS至少应包含8个字节 类型1：用于签名 M=00|01|PS|00|D PS为由0 xFF组成的填充数据 类型2：用于加密 M=00|02|PS|00|D EME-PKCS1-v1_5: PKCS1v2.0以前，PS为不含0的伪
15、随机数序列 100万次消息攻击，可计算出私钥 EME-OAEP: PKCS1v2.0起，加密时使用OAEP填充,7/3/2003,32,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续四),OAEP,7/3/2003,33,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续五),签名方案 RSA签名不仅仅是对消息摘要进行加密 而是加密一个DER(BER,v1.5中)编码的DigestInfo结构 DigestInfo := SEQUENCE digestAlgorithmDigestAlgorithmIdentifier, digestDigest DigestAlgorit
16、hmIdentifier := AlgorithmIdentifier Digest := OCTET STRING 想一想，为什么？,7/3/2003,34,Internet安全协议及标准,RSA算法应用中的问题(续六),大整数运算 多数加密算法库都包含了 openssl Crypto+ RSAREF gmp,7/3/2003,35,Internet安全协议及标准,安全消息系统-发送方,待续,7/3/2003,36,Internet安全协议及标准,ChangeLog,2003.7.3 v1.1 by T.L.Yong 增加”大整数运算” 移走部分内容到第四课中 2003.7.3 v1.0 By T.L.Yong 增加“安全协议基础”一节 增加SET协议过程图示 2003.7.1 v0.5 By T.L.Yong Initial Establish from the original Lesson 2,7/3/2003,37,Internet安全协议及标准,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.9.1620.9.16Wednesday, S
