加密类型及其相关算法
§·TCP/IP安全:
※·机密性:
数据在网络上传输是明文传输(ftp,http,smtp,telnet):
※·数据的完整性:
数据在网络上传输,不能被其它人篡改,保证数据的完整性:
※·身份验证:
访问的主机有一种机制可以表明就是你需要通信的主机。
※·保证机密性:对数据进行加密。
·如何加密:发送方通过转换规(转换算法)则把明文转换为密文;
·如何解密:接收方通过转换规(转换算法)则把密文转换为明文即可:
提问:双方每见过面如何知道使用何种算法?
·转换算法是复杂的数学原理,如果转换算法被拿走怎么办?
注意一点:转换算法人人都可以取得,但是我们实际使用的主要还是密钥。
※·机密性保证机制(加密机制 密钥)
·对称加密:
分为加密算法和解密算法,本身是两种不同的算法,不过使用的密钥是一样,使用相同的密钥加密和解密数据。
注意:如何用户A与不同用户通信时,不可能使用相同的密钥,如果使用相同的密钥,A与其他用户通信,密钥要是公开了,A与其他人的数据都会被别人知道,所以在实际中,A不可能使用相关的密钥与其他用户通信。
※·数据完整性保证机制(单向加密算法)
保证数据还是最原始的数据,保证数据本身是它本身,我们使用单项加密算法。
·单项加密算法:提取数据的特征码(相当于把数据的指纹信息提起出来)。
A有一段明文,通过单向加密算法,提取出明文的特征码,把特征码附加在明文后面;
B收到数据后,通过单向加密算法,也提取出明文的特征码,比较两段特征码是否一致;
·单向加密算法:提取数据特征码:
输入一样,输出必然相同;
雪崩效应:输入的微小变化,将会引起结果的巨大变化;
定长输出:无论原始数据多长,结果大小都相同的;
不可逆:无法根据特征码还原原来的数据。
注意:如果出现这种情况,A向B传输数据,并且通过单项加密算法生成特征码,C截取A发送的数据,提取出明文后,修改数据,再使用相同的单项加密算法生成特征码,把数据传输给B,B同样还是可以计算出特征码,肯定与C的特征码是一样,导致数据被篡改,而B不知道。
·如何预防C如果篡改了数据,B可以发现呢(A与B协商相同密码对特征码进行加密)?
可以再来对特征码进行加密,前提是 A 与 B 需要协商相同的密码对特征码进行加密,只有A与B协商的密码才可以解密特征码的数据。即使C截取到数据,无法解密特征码数据,即使C修改了数据,生成的特征码再发送B,B无法使用协商好的密码进行解密,即可认为数据被篡改过。
·如何预防A 与B协商的密码在网络上传输不被别人知道呢?(IKE(互联网密钥交换 )协商生成密码)
Diffie-Hellman协议:实现互联网密钥交换 (Internet Key Exchange IKE)
第一阶段:
A : 选择一个大素数(离散数学对数) :p
B : 选择一个大素数 :g
p g可以通过网络交换,使得A B 都知道 p g
第二阶段:
A :本地随机一个数 : x
A : g ^x%p 的结果发送给 : B
B:本地随机一个数 : y
B : g^y%p 的结果发送给 : A
注意:在互联网上就只有四个数字的传输: p g g ^x%p g^y%p ,根据离散数学原理,x y 这两个数字是不可能被计算出来的
第三阶段:
A :就取得B发给自己的:g^y%p (A是知道自己的随机数x的)
B:就取得A发给自己的: g ^x%p (B是知道自己的随机数y的)
即A 与B协商的密码为 : g^xy%p
Diffie-Hellman协议:可以通过软件管理每次的特征码加密的密码,不需要人为的参与。
※·身份验证保证机制(非对称加密算法)
以上解决的是数据的机密性与数据完整性。但是如何保证数据的身份信息呢?
公钥加密算法:非对称加密算法
密钥对:
公钥 :p (是通过某中机制从私钥中提取出来的)
私匙 :s (私钥一般情况下非常长有1024 2048 4096位)
发送方使用自己的私钥加密数据,可以实现身份验证;
发送方使用对方的公钥加密数据,可以保证数据机密性;
公钥机密算法很少用来加密数据,速度太慢,公钥太长了;
通常情况下:对称加密是公钥加密数据速度的1000倍
如下模型:
这个模型保证了身份验证的问题,但是无法保证数据的机密性。
※·如何获取用户的公钥(如何获取真正的公钥),保证数据机密性
·获取用户公钥
由于双方建立通信的第一次根本就无法确定对方的身份,根本就无法获取到对方的公钥,需要公钥就需要先通信,但是先通信就得需要对方的公钥加密数据,死循环。
我们就必须借助第三方信任机构,自己生成公钥和私钥,把自己的公钥想办法放在第三方信任机构上,其它用户想办法在第三方机构取得对方的公钥。
第三方信任机构把用户的公钥颁发证书:
姓名:住址:公钥:第三方信息机构私钥加密数据 ————–> 生成数字证书
第三方信任机构为:CA
§·网络传输上的数据加密 解密模型(基于IKE)
§·实际运行中数据加密 解密模型(基于随机密码)
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