密码学及安全应用43

《密码学及安全应用43》由会员分享，可在线阅读，更多相关《密码学及安全应用43（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、本书配套网站 http:/ 出版时间：2013年5月清 华 大 学 出 版 社ISBN：9787 302 3 12345本书配套网站 http:/第二章 密码学基础http:/http:/目录v2.9 密钥管理与密钥分配 w2.9.1 密钥管理 w2.9.2 密钥分配 v2.10 信息隐藏技术http:/http:/密钥管理管好你的钥匙v所有的密码系统都存在:如何安全可靠地分 配密钥 v许多情况下, 出现的安全问题不是因为密码 算法被解,而是密钥分配系统被攻破 http:/http:/ 密钥管理的重要性： 所有的密码技术都依赖于密钥。 密钥的管理本身是一个很复杂的课题，而且是保 证安全性的关键

2、点。 密钥管理（Key Management）：密钥管理是一门综合性的技术，涉及密钥的产生 、检验、分发、传递、保管、使用、销毁的全部过程 ，还与密钥的行政管理制度以及人员的素质密切相关 。 密钥管理概述http:/http:/维持系统中各实体之间的密钥关系，以抗击各 种可能的威胁： 密钥的泄露 秘密密钥或公开密钥的身份的真实性丧失 未经授权使用 密钥管理系统的一般应满足： 密钥难以被非 法窃取； 在一定条件下，即使窃取了密钥也 没有用； 密钥的分配和更换过程在用户看来 是透明的，用户不一定要亲自掌握密钥密钥管理的目的http:/http:/一个密钥系统可能有若干种不同的组成部分，可以将各 个

3、部分划分为一级密钥、二级密钥、n级密钥，组 成一个n层密钥系统。 密钥的组织结构http:/http:/多层密钥系统的基本思想用密钥保护密钥密钥的组织结构密钥分类： 会话密钥：最底层的密钥，直接 对数据进行加密和解密； 密钥加密密钥：最底层上所有的 密钥，对下一层密钥进行加密； 主密钥：最高层的密钥，是密钥系统的核心。 http:/http:/密钥的组织结构 将用于数据加密的密钥称三级密钥，也称会话密钥； 保护三级密钥的密钥称二级密钥，也称密钥加密密钥； 保护二级密钥的密钥称一级密钥，也称主密钥。例如三层密钥系统因此，二级密钥相对于三级密钥来说，是加密密 钥；相对于一级密钥来说，又是工作密钥。

4、 http:/http:/多层密钥的体制 单层密钥体制：如果一个密钥系统的功能很简单，可以简化为单层密钥体制，如早期的保密通 信体制。 多层密钥体制：如果密钥系统要求密钥能定期更换，密钥能自动生成和分配等其他的功能，则需要设计成多层密钥体制，如网络系统和数据库系统中的密钥体制。 密钥体制的层次选择由功能决定 http:/http:/多层密钥的体制 安全性大大提高下层的密钥被破译不会影响到上层密钥的安全； 为密钥管理自动化带来了方便除一级密钥由人工装入以外，其他各层密钥均可由密钥管理系统实行动态的自动维护。 多层密钥体制的优点：http:/http:/密钥管理的内容v密钥的产生 v密钥的分配（下

5、节再讲） v密钥的存储与更新 v密钥的备份/恢复、撤销和销毁http:/http:/密钥的产生 v两种密钥产生方式的对比方式集中式分散式 代表密钥分配中心/CA证 书分发中心个人产生生产者在中心统一进行用户 用户数量 用户数量受限制用户数量不受限 制 特点密钥质量高，方便备 份需第三方认证安全性需安全的私钥传输 通 道安全性高，只需 将公钥传送给 CAhttp:/http:/密钥的存储与更新v密钥钥的安全存储储:确保密钥钥在存储储状态态下的保密 性、真实实性和完整性。 w 物质质条件:安全可靠的存储储介质质， w 管理条件:安全严严密的访问访问 控制机制。v例如：可以通过过将密钥钥以明文形式存

6、储储在安全 的IC卡或智能卡中，由专专人保管，使用时时插入 设备设备 中。如果无法做到时时，必须须用另一个密钥钥 加密来保护该护该 密钥钥，或由一个可信方来分发发 原则则:不允许许密钥钥以明文形式出现现在密钥钥 管理设备设备 之外http:/http:/密钥的备份/恢复、撤销和销毁v 密钥备份有以下几个原则： v 备份的密钥应当受到与存储密钥一样的保护。 v 为了减少明文形态的密钥数量，一般都采用高级密钥 保护低级密钥的密文形态进行备份。 v 对于高级密钥，不能采用密文形态备份，一般采用多 个密钥分量的形式进行备份，即把密钥通过门限方案分 割成几部分，每个密钥分量备份到不同的设备或地点， 并且

7、指定专人负责。 v 密钥的备份应当考虑方便恢复，密钥的恢复应当经过 授权而且要遵循安全的规章制度 http:/http:/目录v2.9 密钥管理与密钥分配 v2.9.1 密钥管理 v2.9.2 密钥分配 v2.10 信息隐藏技术http:/http:/v2.9 密钥管理与密钥分配 v2.9.1 密钥管理 v2.9.2 密钥分配w对称密钥的分配 w公钥的分配 v2.10 信息隐藏技术目录http:/http:/对称密钥分配的基本方法 v两个用户在使用对称密钥密码体制进行通信时， 必须预先共享秘密密钥，并且应经常更新，用户 A和B共享密钥的方法主要有w A选取密钥并通过物理手段发送给B w 第三方

8、选取密钥并通过物理手段发送给A和B w A,B事先已有一密钥，其中一方选取新密钥，用 已有密钥加密新密钥发送给另一方 w A和B分别与第三方C有一保密信道，C为A，B选取 密钥，分别在两个保密信道上发送给A和Bhttp:/http:/密钥分配的基本方法v如果有n个用户，需要两两拥有共享密钥，一共 需要n(n-1)/2的密钥 v采用第4种方法，只需要n个密钥http:/http:/第4种方法的一个例子v通过KDC方式分发对称密钥密钥分配中心 KDC发起方 A响应方 B http:/http:/第4种方法的一个例子2. 4. KDCAB1. Request|N13. 5. KS：一次性会话密钥 N

9、1,N2：随机数 KA,KB：A与B和KDC的共享密钥 f：某种函数变换该方案称为Needham-Schroeder协议http:/http:/会话密钥的有效期v密钥更换越频繁，安全性越高。 v缺点是延迟用户的交互，造成网络负担。 v决定会话的有效期，应权衡利弊。 v面向连接的协议，每次建立连接时应使用新的会 话密钥。 v无连接的协议，无法明确确定更换密钥的频率， 安全起见，每次交换都用新的密钥。经济的做法 在一固定周期内对一定数目的业务使用同一会话 密钥。http:/http:/无中心的密钥控制v有KDC时，要求所有用户信任KDC，并且要求 KDC加以保护。 v无KDC时没有这种限制，但是只

10、适用于用户小 的场合http:/http:/目录v2.9 密钥管理与密钥分配 v2.9.1 密钥管理 v2.9.2 密钥分配w对称密钥的分配 w公钥的分配 v2.10 信息隐藏技术http:/http:/公钥密码体制的密钥分配方案v 公开发布 v 公钥目录表 v 公钥管理机构（在线服务器方式） v 公钥证书（离线服务器方式）上面是公钥分配的方案。另外，公钥密码 体制还可以用来分配对称密钥http:/http:/公钥的分配公开发布v用户将自己的公钥发给每一个其他用户 v方法简单，但没有认证性， 因为任何人都可以 伪造这种公开发布http:/http:/公钥的分配公用目录表v公用的公钥动态目录表，

11、目录表的建立、维护以 及公钥的分布由可信的实体和组织承担。 v管理员为每个用户都在目录表里建立一个目录， 目录中包括两个数据项：一是用户名，二是用户 的公开密钥。 v每一用户都亲自或以某种安全的认证通信在管理 者处为自己的公开密钥注册。 v用户可以随时替换自己的密钥。 v管理员定期公布或定期更新目录。 v用户可以通过电子手段访问目录。http:/http:/公钥的分配公钥管理机构v公钥管理机构为用户建立维护动态的公钥目录。 v每个用户知道管理机构的公开钥。 v只有管理机构知道自己的秘密钥。http:/http:/公钥管理机构分配公钥公钥管理机构AB1.Request|Time12.3.6.4.

12、Request|Time25.7.公钥管理机构有可能称为系统的瓶颈，目录容易受到敌手的串扰http:/http:/公钥的分配公钥证书v 用户通过公钥证书交换各自公钥，无须与公钥管理机构 联系 v 公钥证书由证书管理机构CA（Certificate Authority ）为用户建立。 v 证书的形式为 v T-时间，PKA-A的公钥，IDAA的身份，SKCACA的 私钥 v 时戳T保证证书的新鲜性，防止重放旧证书。http:/http:/用公钥密码体制分配对称密钥v 简单分配 v 具有保密和认证功能的分配发起方 A接收方 BEPKBN1| IDAEPKAN1| N2EPKBN2EPKAESKBK

13、S http:/http:/用公钥密码体制分配对称密钥AB1. Request|N12. 3. 为用户A和B建立会话密钥的过程http:/http:/目录v2.9 密钥管理与密钥分配 w2.9.1 密钥管理 w2.9.2 密钥分配 v2.10 信息隐藏技术http:/http:/信息隐藏技术 v使信息保密的两种办法： v第一种是加密技术，加密技术的本质是将信息（ 明文）转换成另外一种形式（密文），使其 他 人辨认不出，达到伪装的效果； v第二种是信息隐藏技术，它是将要保密的信息藏 在其他载体信息里，使其他人找不到 http:/http:/信息隐藏技术的基本概念 v1）秘密信息（secret message）：又称嵌入 数据（embedded data），是要隐藏的信息 v2）载体信息（cover message）：是公开信息 ，主要用来隐蔽秘密信息 v3）秘密对象（conceal object）：又称隐蔽载 体，是秘密信息和载体信息的组合。 http:/http:/信息隐藏技术的应用 v版权保护（Copyright protection） v数据完整性鉴定（Integrity auth