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1、陈力：密码学与网络安全毕 业 论 文题题 目目 密码学与网络安全技术 专专 业业 信息与计算科学 班班 级级 计算 101 学学 号号 3100811013 学学 生生 指导教师指导教师 2014 年陈力：密码学与网络安全摘摘 要要专 业:信息与计算科学 学生姓名:指导教师:随着全球信息基础设施和各个国家信息基础的逐渐形成，计算机网络已经成为信息化社会发展的重要保证，网络深入到国家的政府、军事、文教、企业等诸多领域，许多重要的政府宏观调控决策、商业经济信息、银行资金转账、股票证券、能源资源数据、科研数据等重要信息都通过网络存储、传输和处理，所以网络安全的意义，不仅管公共财物和个人隐私的安全，更
2、加关系到国家的主权安全，社会稳定、民族文化的继承和发扬等。我们看到，庞大的社会需求驱动着网上安全服务设施的大规模构建使得在线安全措施的需求与网络相对脆弱的信息安全保障技术之间的矛盾日益突出。本文介绍了当今存在的网络威胁和网络安全服务，在此基础上着重阐述了密码学在网络安全中的应用，涉及的相关技术有报文鉴别和数字签名。 关键词:网络，安全，密码学，报文鉴别，数字签名2014 届信息与计算科学专业毕业论文ICryptography and network security technologySubject: Information and Computing ScienceStudent: Che
3、n LiAdvisor: Prof. Tang PingABSTRACTWith the gradual formation of the global information infrastructure and the nation information infrastructure, computer network has become an important guarantee for the development of the information society, the network into the national government, military, ed
4、ucation, business and other fields, many important government macro-control, commercial economic information, bank transfer of funds, securities, energy resource data,scientific data and other important information through network storage, transmission and processing, so net work security significan
5、ce, not only public property and personal safety, more related to the sovereignty and security, social stability, national culture inherited and carried forward, we see, the huge social needs drive large-scale construction of online security services because of the contradiction between demand and o
6、nline security measures between information security technology is relatively weak in the increasingly prominent.This paper describes the basis of todays network security threats and the presence of network services on focuses on cryptography in network security applications, related technologies ha
7、ve message authentication and digital signatures.陈力：密码学与网络安全IIKEY WORDS: Network, Security, Cryptography、Message authentication、Message authentication陈力：密码学与网络安全目录摘 要IABSTRACT .II目录.11.前 言11.1 计算机网络的产生和发展11.1.1 计算机终端网络11.1.2 计算机通信网络21.1.3 以共享资源为主的标准化网络31.1.4. 网络互联和高速计算机网络.31.2 密码学概述.42.网络安全 72.1 网络安
8、全威胁.72.1. 1、基本的安全威胁.72.1.2、主要的可实现的威胁.82.2 安全服务.82.2.1 机密性92.2.2 完整性92.2.3 身份认证（真实性）92.2.4 访问控制102.2.5 非否认性102.2.6 可用性112.2.7 安全审计112.2.8 入侵检测112.2.9 事故响应122014 届信息与计算科学专业毕业论文12.3 基本的网络安全技术.133.密码学143.1 概述.143.2 密钥的分类.143.2.1 专用密钥143.2.2 公开密钥154.密码学在网络安全中的应用174.1 报文鉴别技术.174.2 数字签名技术.184.2.1 数字签名概述.18
9、4.2.2 主要功能194.2.3 数字签名的基本原理.204.2.4 数字签名的特性214.2.5 数字签名的过程及分类224.2.6 数字签名的标准与算法26致谢.28参考文献.29陈力：密码学与网络安全01.前前 言言1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展 计算机网络的发展过程大致可以分为面向终端的计算机通信网络、计算机互联网络、标准化网络和网络互联与高速网络 4 个阶段。 1.1.1 计算机终端网络计算机终端网络计算机终端网络产生在以主机为中心面向终端的 20 世纪 50 年代，其特征是计算机与远程终端的数据通信。下面是它的详细介绍。计算机终端网络又称分时多用户联机系统或
10、具有通信功能的多机系统，是网络的雏形。实际上它是以单个计算机为中心的远程联机系统，这样的系统中除了一台中心计算机，其余都是不具备自主处理功能的终端。在系统中主要是终端和中心计算机的通信。基本模式是：终端通信线路计算机的系统(面向终端的计算机通信)。美国于 20 世纪 50 年代建立的半自动地面防空系统 SAGE 就属于这一类网络。它把远距离的雷达和其他测量控制设备的信息通过通信线路送到一台旋风型计算机上进行处理和控制，首次实现了计算机技术与通信技术的结合。它与计算机网络的区别在于：a、 联机系统上的终端无独立的数据处理能力。操作系统把主存储器的部分空间分给各终端用户，用于临时存放程序和数据，把
11、 CPU 的部分时间分给各用户来执行程序，逻辑上使各用户获2014 届信息与计算科学专业毕业论文1得一个虚拟计算机。每个联机用户都感到自己在独立占用这个计算机系统，而实际上是各联机用户轮流使用处理机和其他资源。而现代计算机网络上的工作站本身是一个功能完善的计算机系统，有自己的 CPU、内存、硬盘、终端、操作系统等，虽然也共享网上资源，但是用自己的物理 CPU 和存储器来运行程序和处理数据。b、 主机系统分担较重。由于主机系统通过串行接口 RS-232C 与多用户系统连接，它既要承担数据处理任务，又要承担通信任务，主机系统负担相对较重。而网络工作站通过网络适配器和传输介质来实现网络互联和通信，其
12、通信任务由网络适配器等通信设备分担。c、 线路利用率低。因为终端设备运行速度慢、操作时间长，每个用户独占一条长距离的通信线路，所以线路的利用率非常低。1.1.2 计算机通信网络计算机通信网络计算机通信网络主要产生在以通信子网为中心的 20 世纪六、七十年代，其特征是计算机网络成为以公用通信子网为中心的计算机计算机的通信。随着计算机终端网络的发展，一些大公司、企业事业部门和军事部分之间，通过通信线路，将多个计算机终端网络系统连接起来，就形成了以传递信息为主要目的的计算机通信网络。这是互联网的开始。其基本模型是：计算机计算机的系统。该网络有两种结构形式：一种是主计算机通过通信线路直接互联，其中主计
13、算机同时承担数据处理和通信工作；另一种形式是通过通信线路控制处理机间接地把各主计算机连接的结构，其中通信处理机和主计算机分工，前者负责网络上各主计算机间的通信处理和控制。陈力：密码学与网络安全2这一阶段的典型代表是 ARPA 网(ARPANET)。20 实际 60 年代后期，美国国防部高级研究计划局 ARPA 提供经费给美国许多大学和公司，以促进多个主计算机互联网络的研究，并最终导致一个试验型的四结点网络开始运行并投入使用。1.1.3 以共享资源为主的标准化网络以共享资源为主的标准化网络计算机标准化网络主要产生在标准化 20 世纪 80 年代，其特征是网络体系结构和网络协议的国际标准化。随着网
14、络的发展，人们开始认识到第二代计算机网络的不足，经过若干年卓有成效的研究工作，人们开始采用分层方法解决网络中的各种问题。这期间，一些公司开发出自己的网络产品，如 IBM 的 SNA(系统网络体系)，DEC 的 DNA 等。国际标准化组织(ISO)提出了开放系统互联参考模型OSI/RM(Open System Interconnection Model)。该模型定义了异种机联网应遵循的框架结构。 “7 层模型”很快得到了国际上的认可，并为许多厂商所接受。由此使计算机网络的发展进入了一个全新的阶段。概括地讲，第三代计算机网络是开放式和标准化的网络，它具有统一的网络体系结构并遵循国际标准协议。标准化
15、使第三代计算机网络对不同的计算机都是开放的，因而使得网络中的各种资源共享的范围得到进一步扩大。1.1.4. 网络互联和高速计算机网络网络互联和高速计算机网络20 世纪 90 年代，是高速化、综合化、全球化、智能化、个人化的时代。高速化是指网络具有宽频带和低时延；综合化是指将语音、数据、图像和视频等多种业务综合到网络中来；全球化是 Intemet 已成为国际性计算机互联网；智能化是指智能网具有动态分配网络资源与通信业务的自应2014 届信息与计算科学专业毕业论文3变能力；个人化是指住宅宽带网网络服务到家。目前，计算机网络的发展正处在第四阶段。Internet 是覆盖世界范围的信息基础设施，对广大
16、用户来说，它好像是一个庞大的广域计算机网络。用户可以利用它的电子邮件、信息查询与浏览、视频点播、远程教育、电子商务、网络游戏、文件传输、网上聊天、语音和图像通信等服务。Internet 是一个用路由器实现的多个广域网和局域网互联的大型国际网，它对推动世界科学、文化、经济和社会的发展起着不可估量的作用。在Internet 飞速发展与广泛应用的同时，高速网络的发展也引起了人们越来越多的注意，并得到了长足的发展。高速网络技术发展主要表现在宽带综合业务数据网 B-ISDN、异步传输模式 ATM、高速局域网与虚拟网络上。1.2 密码学概述密码学概述在当今以计算机通信网为核心的高度信息化社会里,信息的产生、存储、处理和交换业务的日益增长,分布计算、分布数据库、并行处理、电子商务的迅速发展，以及信息高速公路的建立，使得信息的安全
