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1、1,第五章消息认证和数字签名,2,本章主要内容,1 消息认证 2 数字签名,3,威胁 1. 假冒:从一个假冒信息源向网络中插入消息 2. 内容修改:消息内容被插入删除变换修改 3. 顺序修改:插入删除或重组消息序列 4. 时间修改:消息延迟或重放 5. 否认:接受者否认收到消息发送者否认发送过消息,4,认证则主要是为了防止第三方的主动攻击 。 认证系统的目的有两个: 第一, 信源识别,即验证发信人确实不是冒充的; 第二, 检验发送信息的完整性, 也就是说, 即使信息确实是经过授权的信源发送者发送的, 也要验证在传送过程中是否被篡改, 重放或延迟。 在认证理论中一般将信源识别和发送信息的完整性检
2、验两者作为一个整体进行讨论。,1 消息认证,5,消息认证 消息认证就是验证消息的完整性.当接收方收到发送方的报文时，接收方能够验证收到的报文是真实的未被篡改的。 保密和认证同时是信息系统安全的两个方面，但它们是两个不同属性的问题，认证不能自动提供保密性，而保密性也不能自然提供认证功能。,1 消息认证,6,哈希函数 主要用于数据完整性和消息认证. 对于哈希函数y = h(x).满足下列性质: 1) 压缩: x任意有限长,h(x)固定长. 2) 容易计算: 从x容易计算出h(x) 3) 单向性: 基本上对所有事先指定的y R,寻找x ,使得h(x) = y在计算上是不可行的. 4) 若碰撞: 已知
3、 x1 ,找 x2 x1, 使得h(x1) = h(x2) 在计算上是不可行的. 5) 强碰撞: 对任意两个不同的输入x2 x1 ,使得h(x1) = h(x2) 在计算上是不可行的.,1 消息认证,7,1 消息认证,8,1 消息认证,9,1 消息认证,10,常用的hash函数: MD5 SHA-1,1 消息认证,11,数字签名 数字签名技术是实现交易安全的核心技术之一，它的实现基础就是加密技术。 数字签名能够实现电子文档的辨认和验证。数字签名是传统文件手写签名的模拟，能够实现用户对电子形式存放消息的认证,2 数字签名,12,数字签名必须保证： 可验证：签字是可以被确认的 防抵赖：发送者事后不
4、承认发送报文并签名； 防假冒：攻击者冒充发送者向收方发送文件； 防篡改：收方对收到的文件进行篡改； 防伪造：收方伪造对报文的签名。 签名对安全、防伪、速度要求比加密更高。,2 数字签名,13,传统签名的基本特点: 能与被签的文件在物理上不可分割 签名者不能否认自己的签名 签名不能被伪造 容易被验证 数字签名是传统签名的数字化,基本要求: 能与所签文件“绑定” 签名者不能否认自己的签名 签名不能被伪造 容易被自动验证,2 数字签名,14,数字签名的设计要求 签名必须是依赖于被签名信息的一个位串模板 签名必须使用某些对发送者是唯一的信息，以防止双方的伪造与否认 必须相对容易生成该数字签名 必须相对
5、容易识别和验证该数字签名 伪造该数字签名在计算复杂性意义上具有不可行性，既包括对一个已有的数字签名构造新的消息，也包括对一个给定消息伪造一个数字签名 在存储器中保存一个数字签名副本是现实可行的,2 数字签名,15,数字签名方案一般包括三个过程： 系统的初始化过程: 产生的数字签名方案中用到的一切参数，有公开的，也有秘密的。 签名产生的过程: 用户利用给定的算法对消息产生签名，这种签名过程可以公开也可以不公开。 签名验证过程: 验证者利用公开验证方法对给定消息的签名进行验证，得出签名的有效性。,2 数字签名,16,消息认证与数字签名的区别： 前者能验证消息来源及完整性，防范第三者； 后者在收发双
6、方产生利害冲突时，解决纠纷。,2 数字签名,17,数字签名需要解决的一些问题 1签字后的文件可能被B重复使用。如果签字后的文件是一张支票，B很容易多次用该电子支票兑换现金，为此A需要在文件中加上一些该支票的特有的凭证，如timestamp等，以防止上述情况发生。 2公钥算法效率很低，不易用于长文件的加密。,2 数字签名,18,RSA数字签名算法: 用户A传送消息m给用户B,A的密钥对为公钥: PK=e,n, 私钥: KR=d,n , A对消息签名: S = md mod n 用户B收到签名消息后的验证为: m = Se mod n,19,实际的签名: 首先利用Hash做压缩. 然后签名. 为了提供签名消息的保密性,可以用对方的公钥匙加密后传送.,
