网络安全基础概念与加密技术详解

（1）信息数据的五大安全特性

1. 保密性
2. 完整性
3. 可用性
4. 可控性
5. 可审查性

二、信息加密技术

1.经典加密技术

• 替换加密
• 换位加密
• 一次性填充

2.对称加密算法（共享密钥算法）

（1）DES：数据加密标准

明文占有 64 位，密钥 64 位（56 位有效的，8 位是奇偶校验位）

（2）3DES：三重数据加密标准

第 1、3 次加密用的同一个 DES，密钥长度 128 位（112 有效，16 位奇偶校验位），第 2 次用的是另外的 DES。总共密钥长 192 位，168 位有效。

（3）IDEA：国际数据加密算法

明文 64 位，密钥 128 位，密文 64 位。加密密钥 = 解密密钥，用于量的加密解密。

（4）RC4：流加密算法第四版

流密码->ssl 协议->IEEE802.11 WEP 协议。密钥长度可变。RC5：分组大小；密钥长度；加密轮数

（5）AES：高级加密标准

支持 128、192、256 位三种密钥长度，可以通过软件或硬件实现。

3.非对称加密算法（难点记住公式，RSA 算法流程）

（1）RSA（最常用的公钥算法）

用作加密时，用公钥加密，用私钥解密。用作数字签名时，用私钥加密，用公钥解密。

① RSA 算法流程

1. 选取两个大素数 p 和 q
2. n = p*q，z = (p-1)(q-1)
3. 选择 d 与 z 互质
4. 选择 e，使 e*d = 1 (mod) z
5. e 为公钥，d 为私钥

三、数字签名

实现数字签名的主要技术是非对称密钥加密技术。数字签名技术是将摘要用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要，然后用 Hash 函数对收到的原文产生一个摘要，与解密的摘要对比，如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则，就是被修改过，不是原信息。同时，也证明发送者发送了信息，防止了发送者的抵赖。数字签名并不能保证信息在传输过程中不被截获。

1.数字签名技术的作用

1. 接收方可以验证消息来源
2. 发送方不能否认发送过消息
3. 接收者不能编造或改写消息，更不能伪造签名。

2.两种方式

数字签名一般是用两种方式：

• 基于第三方的加密认证
• 公钥加密数字签名认证

3.报文摘要算法

使用最广泛的报文摘要算法是 MD5，MD5 算法具有单向性（即不可逆）。

（1）基本思想

报文摘要算法 MD5 的基本思想就是用足够复杂的方法把报文位充分'弄乱'，使得每一个输出位都受到每一个输入位的影响。具体的操作分成下列步骤：

① 分组和填充

把明文报文按 512 位分组，最后要填充一定长度的'1000…'，使得报文长度=448 (mod512)

② 附加

域后加上 64 位的报文长度字段，整个明文恰好为 512 的整数倍。

③ 初始化

置 4 个 32 位长的缓冲区 ABCD 分别为：A=01234567 B=89ABCDEF C=FEDCBA98 D=76543210

④ 处理

用 4 个不同的基本逻辑函数（F，G，H，I) 进行 4 轮处理，每一轮以 ABCD 和当前 512 位的块为输入，处理后送入 ABCD (128 位)，产生 128 位的报文摘要。

4.安全散列算法（SHA）

现在常用的是 SHA-1，同样不可逆，运算速度比 MD5 慢，但 SHA-1 的报文更长，更利于对抗暴破和野蛮攻击。

5.各类型密钥、分组长度

记住对应分组长度、密钥长度（密钥位数越长，破译的困难也越大，安全性越高，组合个数是 2 的密钥长度次幂）。

高级加密标准 (AES) AES 加密算法的密钥长度是 128、192 或 256 位，分组长度为 128 位。

四、密钥管理

美国信息保障技术框架（IATF）中主要有 3 种技术进行密钥管理：

1.KMI 技术

密钥管理基础结构，假定一个密钥分发管理中心（KDC），适用于封闭内网系统。

2.PKI 技术

公钥基础结构，不依赖秘密信道的密钥分发技术，适用于开放的外网。

3.SPK

适用于规模化专用网。