第七章、网络安全
1）被动式攻击
2）主动式攻击
几种常见的方式：
① 篡改：
攻击者篡改网络上传送的报文，比如，彻底中断，伪造报文；
② 恶意程序：包含的种类有：
③ 拒绝服务（DoS，Denial of Service）
攻击者向互联网上的某个服务器不停地发送大量分组，使该服务器无法提供正常服务，甚至完全瘫痪。
④ 交换机攻击
攻击者向以太网交换机发送大量伪造源 MAC地址的帧，交换机收到MAC地址后，进行学习并记录，造成交换表很快被填满，无法正常工作。
人们一直希望能够设计出一种安全的计算机网络，但不幸的是，网络的安全性是不可判定的，只能针对具体的攻击设计安全的通信协议。
计算机网络安全的四个目标
1）保密性：要求只有信息的 发送方 和 接收方 才能懂得所发送信息的内容，而信息的截获者则看不懂所截获的内容。以此，对付 被动攻击 ；
2）端点鉴别：要求计算机网络必须能够 鉴别 信息的 发送方 和 接收方 的真实身份。对付 主动攻击 ；
3）信息的完整性：要求信息的内容没有被人篡改过；
4）运行的安全性：要求计算机系统运行时的安全性。 访问控制 是一种应对方法。对付 恶意程序 和 拒绝服务攻击 。
发送者向接受者发送明文 P，通过加密算法运算，得到密文 C。接收端通过解密算法解密，得到明文P。
如果不论截取者获得多少密文，但在密文中都没有足够的信息来唯一的确定出对应的明文，则这一密码体制称为 无条件安全的 ，或成为 理论上是不可破的 。
在无任何限制的条件下，目前几乎所有的密码体制均是可破的。
人们关心的是研制出 在计算机上（而不是理论上）是不可破的密码体制 。如果一个密码体制中的密码，不能在一定时间内被可以使用的计算机资源破译，那么这一密码体制称为 在计算上是安全的 。
2）发展史
对称密码体制，也就是， 加密密钥 与 解密密钥 使用相同的密码体制。
1）数据加密标准（DES）
属于对称密钥密码体制。1977年，由 IBM公司提出，被美国定位联邦信息标准，ISO 曾将 DES 作为数据加密标准。
2）高级加密标准（AES）
1976年，由斯坦福大学提出，使用不同的 加密密钥 和 解密密钥 ；
1）公钥密码出现的原因
① 对称密钥密码体制的密钥分配问题；
② 对数字签名的需求。
2）对称密码的挑战
对称密码体制中，加密/解密的双方使用的是 相同的密钥 。
那么，如何让双方安全的拥有相同的密钥？
① 事先约定：给密钥管理和更换带来极大的不便；
② 信使传送：不该用于高度自动化的大型计算机系统；
③ 高度安全的密钥分配中心：网络成本增加；
3）三种公钥
① RSA 体制：1978年正式发表，基于数论中的大数分解问题的体制；
4）差异：
公钥加密算法开销较大，并不会取代传统加密算法。
5）密码性质
任何加密算法的安全性取决于密钥的长度，以及攻破密文所需的计算量。
书信或文件是根据亲笔签名或印章来证明其真实性的。（伪造印章，要坐牢）
1）核实：接受者能够核实发送者对报文的签名，也就是，确定报文是否是发送者发送的；
2）无篡改：接受者确信所收到的数据和发送者发送的完全一样，没有被篡改过。称为 报文的完整性 。
3）不可否认：发送这时候不能抵赖对报文的签名，叫 不可否认 。
1）A用其私钥对报文进行D运算，获得密文；
2）接收方，通过A的公钥解密，核实报文是否是A发送的。
1）核实保证：只有A有私钥，加密有唯一性；
2）无篡改：篡改后，无A的私钥，无法加密；
3）不可否认：其他人无A的私钥；
疑问：是否利用产生一个A的公钥可以解密的私钥，就可以冒充A？
上述操作，对数据进行了签名，但是，没有对数据进行加密。所有，拥有公钥的人都可以破解。
1）具有保密性的数字签名：
① 发送方，利用A的私钥对数据进行签名；
② 发送方，利用B的公钥对数据进行加密；
③ 接收方，利用B的私钥对数据进行解密；
④接收方，利用A的公钥对数据进行鉴权。
鉴别 是要验证通信的双方确实是自己所要通信的对象，而不是其他的冒充者。
并且，所传送的报文是完整的、没有被他人篡改过。
0）动机
① 数字签名：就是一种**报文鉴别技术；
② 缺陷：对较长的报文进行数字签名会给计算机增加非常大的负担，因此这就需要进行较多的时间来进行计算；
③ 需求：一种相对简单的方法对报文进行鉴别；
④ 解决办法：密码散列函数；
1）密码散列函数
作用：保护明文的完整性；
① 散列函数 的特点：
② 密码散列函数 的特点：
2）实用的密码散列函数：MD5 和 SHA-1
① MD5
② SHA
美国技术标准协会 NIST 提出 SHA 散列算法。
3）报文鉴别码
① 散列函数的缺点：可能被其他人篡改，然后，计算相应的正确散列值；
② 报文鉴别码：生成报文的散列后，对散列进行加密生成报文鉴别码；
1）差别
2）鉴别方法
A向远端的B发送带有自己身份A和口令的报文，并使用双方约定好的共享对称密钥进行加密；
3）存在的问题
可能攻击者处于中间人，冒充A向B发送口令，并发送公钥，最后，成功冒充A，获取A的重要数据；
4）总结
重要问题：公钥的分配，以及公钥的真实性。
密码算法是公开的，网络安全完全基于密钥，因此 密钥管理 十分重要；包括：
1）挑战
① 密钥数量庞大：n个人相互通信，需要的密钥数量 n(n-1)；
② 安全通信：如何让通信双方安全得到共享密钥；
2）解决方案
密钥分配中心：公共信任的机构，负责给需要秘密通信的用户临时分配一个会话密钥（使用一次）；
3）处理过程
① 用户 A 发送明文给蜜月分配中心 KDC，说明想和用户 B通信。
② KDC 随机产生 “一次一密” 的会话密钥KAB，然后，用KA加密发送给A 密钥KAB和票据。
③ B收到A转来的票据，并根据自己的密钥KB解密后，就知道A要和他通信，并知道会话密钥KAB。
4）
这一系统现在已广泛用于电子护照中，也就是下一代金融系统使用的加密系统。
移动通信带来的广泛应用，向网络提出了更高的要求。
量子计算机的到来将使得目前许多使用中的密码技术无效，后两字密码学的研究方兴未艾。
