电子商务安全管理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电子商务安全管理,江西师范大学商学院电子商务教研室,陈建 副教授,E-mail,：88888k,gmail,.com,博客,：,unclear.,blogchina,.com,1,第,3,章 信息安全技术,问题的提出,1996年7月9日，北京市海淀区法院审理国内第一起电子邮件侵权案。,此案的原、被告均系北京大学心理学系93级女研究生。4月9日，原告薛燕戈收到美国密执安大学发给她的电子邮件，内容是该校将给她提供1.8万美元奖学金的就学机会，此后久等正式通知却杳无音讯，4月27日查到密执安大学在4月12日收到一封署名薛燕戈的电子邮件，表示拒绝该校的邀请。因此密执安大学已将奖学金机会转给他人。经过调查，证实以薛名义发电子邮件的是其同学张男。,3,如果电子邮件的发送附加了数字签名，也许本案就不会发生了。,4,3.1,信息安全概述,3.2,加密技术,3.3,数字签名技术,3.4,密钥管理技术,3.5,验证技术,3.6,数字证书技术,5,3.1,信息安全概述,安全问题,机密性,完整性,验证,不可否认,访问控制,安全目标,安全技术,信息的保密,加密,探测信息是否被篡改,数字摘要,验证身份,数字签名，提问,应答，口令，生物测定法,不能否认信息的发送、接收及信息内容,数字签名，数字证书，时间戳,只有授权用户才能访问,防火墙，口令，生物测定法,6,3.2,加密技术,3.2.1,对称加密系统,一、对称加密,二、对称加密算法,三、消息验证码,3.2.2,不对称加密系统,一、公开密钥加密,二、,RSA,算法,三、加密与验证模式的结合,3.2.3,两种加密方法的联合使用,7,所谓,加密,，就是用基于数学方法的程序和保密的,密钥,对信息进行编码，把计算机数据变成一堆杂乱无章难以理解的字符串，也就是把,明文,变成密文。,3.2,加密技术,8,明文,明文,密文,加密算法,解密算法,密钥,密钥,加解密过程示意图,9,3.2.0,密码学的起源和发展,隐写术(,steganography,):,通过隐藏消息的,存在,来保护消息三个阶段：,1949年之前：密码学是一门艺术,19491975年：密码学成为科学,1976年以后：密码学的新方向,公钥密码学,3.2,加密技术,10,11949年之前:,古典密码：密码学还不是科学,而是艺术,密码算法的基本手段,“,替换,”,出现，针对的是字符,11,例一,希腊密码（二维字母编码查表）：公元前2世纪,明文：,HELLO,1,2,3,4,5,1,A,B,C,D,E,2,F,G,H,IJ,K,3,L,M,N,O,P,4,Q,R,S,T,U,5,V,W,X,Y,Z,密文：2315313134,12,例二 凯撒密码：公元前50年,A B C D E F G X Y Z,D E F G H I J A B C,明文:,Jiangxi,Normal University,密文:,mldqjal qrupdo xqlyhuvlwb,公元前50年，古罗马的凯撒大帝在高卢战争中采用的加密方法。凯撒密码算法就是把每个英文字母向前推移,K,位。,13,例三：代码本,代码本,字母、符号、单词、短语,代码,代码,字母、符号、单词、短语,应用：第一、二次世界大战,14,219491975年:,计算机使得基于复杂计算的密码成为可能,1949,年,Shannon,的,“,The Communication Theory of Secret Systems,”,1967,年,David Kahn,的,The,Codebreakers,1971-73,年,IBM Watson,实验室的,Horst,Feistel,等的几篇技术报告,数据的安全基于密钥而不是算法的保密,15,31976年以后:,1976,年美国学者,Diffie,和,Hellman,根据单向函数的概念提出了公开密钥密码算法,引起了密码学的一场革命,对称密钥密码算法进一步发展，,1977年,DES,正式成为标准,美国麻省理工学院的,Rivest,Shamir,和,Adleman,于1978年提出了,RSA,算法,90年代逐步出现椭圆曲线等其他公钥算法,16,3.2.1,对称加密系统,私有密钥,对称加密特点,数据的发送方和接受方使用的是同一把,私有密钥,，即把明文加密成密文和把密文解密成明文用的是同一把私有密钥。,3.2,加密技术,17,3.2.1,对称加密系统,对称加密过程,发送方用自己的私有密钥对要发送的信息进行加密,发送方将加密后的信息通过网络传送给接收方,接收方用发送方进行加密的那把私有密钥对接收到的加密信息进行解密，得到信息明文,3.2,加密技术,18,对称加密的特点,优点：加解密速度快,缺陷：,首先是密钥数目的问题,n(n-1),其次是安全传输密钥也是一个难题,第三是无法鉴别彼此身份,19,3.2,加密技术,3.2.1,对称加密系统,消息验证码（,MAC,）,MAC,也称为完整性校验值或信息完整校验,常用生成,MAC,的方法：,基于散列函数的方法,基于对称加密的方法,20,模运算,给定一个正整数,p，,任意一个整数,n，,一定存在等式,n=,kp,+r,其中,k、r,是整数，且0,rp，,称呼,k,为,n,除以,p,的商，,r,为,n,除以,p,的余数。,对于正整数,p,和整数,a，,定义取模运算：,a mod p,表示,a,除以,p,的余数。,21,例二 凯撒密码：公元前50年,A B C D E F G X Y Z,D E F G H I J A B C,明文:,Jiangxi,Normal University,密文:,mldqjal qrupdo xqlyhuvlwb,公元前50年，古罗马的凯撒大帝在高卢战争中采用的加密方法。凯撒密码算法就是把每个英文字母向前推移,K,位。,22,凯撒密码的原理,若将字母编号,a-z,对应为1-26,凯撒变换,c=(m+k)mod q,q=26,23,传统加密系统的分类,密码流加密的工作原理,明文:,m=m,0,m,1,m,2,(,一般是二进制序列),密钥:,k=k,0,k,1,K,2,（,收发两端都知道）,将,k,和,m,对应的分量进行简单的模2相加得到密,文,c=c,0,c,1,c,2,密文：,c,i,(,k,i,+m,i,)(mod 2),解密：,m,i,(,k,i,+,c,i,)(mod 2),密码块加密的工作原理：首先将明文分成相同长度的比特块，然后分别对每个比特块加密产生一串密文块。解密时，对每个密文块进行解密得到相应的明文比特块，将所有的明文比特合并起来即得到明文。,24,3.2,加密技术,3.2.1,对称加密系统,对称加密算法,数据加密标准（,DES,）,高级加密标准（,AES,）,三重,DES,Rivest,密码,25,3.2,加密技术,3.2.2,不对称加密系统,公开密钥,公开密钥加密,加密模式过程,发送方用接收方公开密钥对要发送的信息进行加密,发送方将加密后的信息通过网络传送给接收方,接收方用自己的私有密钥对接收到的加密信息进行解密，得到信息明文,26,3.2,加密技术,3.2.2,不对称加密系统,公开密钥加密,验证模式过程,发送方用自己的私有密钥对要发送的信息进行加密,发送方将加密后的信息通过网络传送给接收方,接收方用发送方公开密钥对接收到的加密信息进行解密，得到信息明文,27,3.2,加密技术,3.2.2,不对称加密系统,不对称加密系统的基础,散列函数的概念,散列函数,f(x)：,如果给定,x，,求,f(x),是容易的；而给定,f(x)，,求,x,则是困难的。,RSA,算法,Ronald,Rivest,Adi Shamir,Leonard,Adleman,在美国申请了专利，且已于2000年9月到期,可逆的公开密钥加密系统，通过一个公共模数的数字来形成公开密钥的，公共模数是通过两个形成私人密钥的两个质数的乘数来获得的。,28,RSA,算法的理论基础,两个大素数相乘在计算上是容易实现的，但将其乘积分解为两个大素数因子的计算量却相当巨大，大到甚至在计算机上也不可能实现。,Euler,定理：,a，r,是两个互素的正整数，则有,az,1(mod r)，,其中,z,为与,r,互素且不大于,r,的正整数的个数。该算法取两个大素数的乘积作为其模数,r。,29,RSA,算法的实施,设计密钥：,仔细选取两个互异的大素数,p,和,q,令,n=pq，z=(p-1)(q-1)；,接着选取一个随机数,e(0ez)，,满足,gcd,(e,z)=1,使用,Euclidean,算法,ed1(mod z),计算,d,在目录中公开加密密钥,e,和,n，,保密,p、q,和,d,设计密文：把要求发送的明文信息,M,数字化、分块，其加密过程是,C,M,e,(mod n),恢复明文：,M,C,d,(mod n),30,一个具体,RSA,实现过程的实例,假设用户,A,需要将明文信息“,HI”,通过,RSA,加密后传递给用户,B，,则其加密解密过程如下：,设计密钥(,e，n),和(,d，p，q),令,p=5，q=11，,取,e=3；,计算,n：n=pq=511=55；,求,z：z=(p-1)(q-1)=(5-1)(11-1)=40；,计算,d：,由,ed=1(mod z)，,即3,d=1(mod z)，,可得,d=27。,因此，加密密钥为：(,e，n)=(,3,，55),解密密钥为：,(,d，p，q)=,(27,，5，11),31,设计密文,将明文信息数字化，并按每块两个数字分组。假定明文编码为：空格=0，,A=1，B=2，,Z=26,则数字化分组后的明文信息为：8，9。,用加密密钥(3,，55),将数字化明文分组信息加密成密文。由,C,M,e,(mod n)，,得,C1,(8),3,(mod55)=512(mod55)=17,C2,(9),3,(mod55)=729(mod55)=14,因此，得到相应的密文信息为：17，14,32,恢复明文,用户,B,收到密文，若需将其解密，只需计算,M,C,d,(mod n)，,即,M1,(17),27,(mod55)=8,M2,(14),27,(mod55)=9,用户,B,得到的明文信息为：8，9。将其转化为原文，即得“,HI”。,33,RSA,算法实例,若,B,选择了,p=101,和,q=113，,那么,n=pq=11413,z=(p-1)(q-1)=110112=11200，,选,e,使,gcd,(e，z)=1，,假设,B,选择了,e=3533，,那么用,Euclidean,算法,ed=1(mod z),求得,B,的解密密钥,d=6597,B,在一个目录中公开,n=11413,和,e=3533,现假设,A,想发送明文9726给,B，,他计算：,9726,3533,(mod11413)=5761，,且在一个信道上发送密文,B,接收到密文5761时，他用他的私钥,d=6597,进行解密,5761,6597,(mod11413)=9726,34,应用,RSA,算法对下列情况实现加密和解密,P=11；q=13，e=11；M=7,设计密钥(,e，n),和(,d，p，q),p=11，q=13，e=11；,计算,n：n=pq=1113=143；,求,z：z=(p-1)(q-1)=(11-1)(13-1)=120；,计算,d：,由,ed=1(mod z)，,即11,d=1(mod z)，,可得,d=11。,因此，加密密钥为：(,e，n)=(,11,，143),解密密钥为：,(,d，p，q)=,(11,，11，13),35,设计密文,用加密密钥(11,，143),将明文信息7加密成密文。由,C,M,e,(mod n)，,得,C,7,11,(mod143)=？,因此，得到相应的密文信息为：？,36,恢复明文,接收方收到密文，若需将其解密，只需计算,M,C,d,(mod n)，,即,M,(？),11,(mod143)=7,接收方得到的明文信息为：7,。,37,应用,RSA,算法对下列情况实现加密和解密,P=3；q=11，d=7；M=5,设计密钥(,e，n),和(,d，p，q),p=3，q=11，d=7；,计算,n：n=pq=311=33；,求,zz=(p-1)(q-1)=(3-1)(11-1)=20；,计算,e：,由,ed=1(mod z)，,即,e7=1(mod z)，,可得,e=3。,因此，加密密钥为：(,e，n)=(,3,，33),解密密钥为：,(,d，p，q)=,(7,，3，11),38,设计密文,用加密密钥(,3,，33),将明文信息5加密成密文。由,C,M,e,(mod n)，,得,因此，得到相应的密文信息为：26,C,5,3,(mod33)=26,39,恢复明文,接收方收到密文，若需将其解密，只需计算,M,C,d,(mod n)，,即,M,(26),7,(mod33)=5,接收方得到的明文信息为：5,。,40,3.2,加密技术,3.2.2,不对称加密系统,加密与验证模式的结合,保障信息机密性,&,验证发送方的身份,使用过程：,41,优点：免除了传递金钥的困扰,网络中,N,个用户之间通信仅需,N,对密钥,可以实现数字签名,缺陷：加密、解密速度慢,非对称加密的特点,42,3.2,加密技术,3.2.3,两种加密方法的联合使用,使用过程：,43,课堂讨论,“电子商务安全管理”采用无纸化考试，为了保密处理，考生考完后需要对答卷进行加密处理，假设有,DES、RSA,两种加密算法供选择，请问应该选择哪种算法？为什么？如何处理？,44,3.2.4,量子密码,1969,年美国哥伦比亚大学的,Wiesner,创造性地提出了共轭编码的概念，遗憾的是他的这一思想当时没有被人们接受。十年后，源于共轭编码概念的量子密码理论与技术才取得了令人惊异的进步，已先后在自由空间和商用光纤中完成了单光子密钥交换协议，英国,BT,实验室通过,30,公里的光纤信道实现了每秒,20,k,比特的密钥分配。近年来，英、美、日等国的许多大学和研究机构竞相投入到量子密码的研究之中，更大的计划在欧洲进行。,3.2,加密技术,45,从理论上来说，传统的数学计算加密方法都是可以破译的，再复杂的数学密钥也可以找到规律。第一台现代计算机的诞生，就是为了破解复杂的数学密码。随着计算机的飞速发展，破译数学密码的难度也逐渐降低。,上世纪下半叶以来，科学家们在,“,海森堡测不准定理,”,和,“,单量子不可复制定理,”,之上，逐渐建立了量子密码术的概念。,“,海森堡测不准原理,”,是量子力学的基本原理，指在同一时刻以相同精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。,“,单量子不可复制定理,”,是,“,海森堡测不准原理,”,的推论，它指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态。,密码术突破了传统加密方法的束缚，以量子状态作为密钥具有不可复制性，可以说是,“,绝对安全,”,的。任何截获或测试量子密钥的操作都会改变量子状态。这样截获者得到的只是无意义的信息，而信息的合法接收者也可以从量子态的改变知道密钥曾被截取过。,46,近年来，科学家们已经在量子密码术的相关研究中取得了一定进展，能在光纤中传递量子密码。如今人类信息交换越来越频繁，对信息安全的要求也越来越迫切，因此量子密码术也更显得重要。科学家希望，将来可以实现公里距离的量子密码传输。这样就可以利用卫星来传递信息，并在全球范围内建立起保密的信息交换体系。,47,量子密码概念及原理,“,海森堡测不准原理,”,是量子力学的基本原理，它表明，在同一时刻以相同的精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。,“,单量子不可复制定理,”,是,“,海森堡测不准原理,”,的推论，它表明，在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态，所以说不可能。,量子的上述特性可以用来解决密钥的分配问题，从而突破传统信息论的束缚，设计出无条件安全的密码。,通常把,“,以量子为信息载体，经由量子信道传送，在合法用户之间建立共享的密钥的方法,”,，称为量子密钥分配(,QKD)，,其安全性由,“,海森堡测不准原理,”,及,“,单量子不可复制定理,”,保证。,48,量子密码进展,威斯纳于1970年提出，可利用单量子态制造不可伪造的“电子钞票”。,1984年，贝内特和布拉萨德提出了第一个量子密码术方案称为,BB84,方案,1992年，贝内特又提出一种更简单，但效率减半的方案，即,B92,方案,英国国防研究部于1993年首先在光纤中实现了基于,BB84,方案的相位编码量子密钥分发，光纤传输长度为10公里。,瑞士日内瓦大学1993年基于,BB84,方案的偏振编码方案，在11公里长的光纤中传输13微米波长的光子，误码率仅为054，并于1995年在日内瓦湖底铺设的23公里长民用光通信光缆中进行了实地表演，误码率为34。,49,1997年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室，创造了目前光纤中量子密码通信距离的新纪录。他们采用类似英国的实验装置，通过先进的电子手段，以,B92,方案成功地在长达48公里的地下光缆中传送量子密钥，同时他们在自由空间里也获得了成功。,1999年，瑞典和日本合作，在光纤中成功地进行了40公里的量子密码通信实验。,根据国外如,S,cience,以及,Nature 2002,年的公开报道，量子密码的传递距离在光纤中已经达到67千米；德国、英国科学家在自由空间传输量子密码的距离已经达到23.4千米，这一实验是在海拔3000米高山上做的。应当说，现在量子密码已经处于实用的边缘。,50,中科院物理所于1995年以,BB84,方案在国内首次做了演示性实验，华东师范大学用,B92,方案做了实验，但也是在距离较短的自由空间里进行的。2000年，中科院物理所与研究生院合作，在850纳米的单模光纤中完成了11公里的量子密码通信演示性实验。,51,3.3,数字签名技术3.3.1,散列函数,3.3.2 RSA,数字签名,3.3.3,数字签名算法（,DSA,）,3.3.4,椭圆曲线,数字签名算法（,ECDSA,）,3.3.5,特殊数字签名方法,3.3.6,数字签名法律,52,数字签名,，其实是伴随着数字化编码的消息一起发送并与发送的信息有一定逻辑关联的数据项。,3.3,数字签名技术,数字签名功能？数字签名如何实现？,数字签名类似于,MAC,，但不同于,MAC,，数字签名可以支持不可否认服务。,53,数字签名的要求,在书面文件上签名是确认文件的一种手段，其,作用有两点：第一，因为自己的签名难以否认，,从而确认了文件已签署这一事实；第二，因为签,名不易仿冒，从而确定了文件是真的这一事实。,数字签名与书面文件签名有相同之处，采用数,字签名，也能确认以下两点：第一，信息是由签,名者发送的；第二，信息自签发后到收到为止未,曾作过任何修改。这样数字签名就可用来防止电,子信息因易被修改而有人作伪，或冒用别人名义,发送信息。或发出（收到）信件后又加以否认等,情况发生。,区别：手签是模拟的，易伪造,54,数字签名的作用,可以证明签名者身份和消息完整性,提供如下数字鉴别：,接收方伪造,发送者伪造,第三方冒充,接收方篡改,55,3.3.1,散列函数,定义：,一种计算相对简单但却很难进行逆运算的函数,作用：,用来在数字签名中生成信息摘要,特征：,函数必须是真正单向的，也就是说不可能根据散列形成的摘要来重新计算出原始的信息,散列计算不可能对两条信息求出相同的摘要,3.3,数字签名技术,56,3.3.2,RSA,数字签名,简化的,RSA,数字签名,3.3,数字签名技术,57,3.3.2,RSA,数字签名,用散列函数进行的,RSA,数字签名,3.3,数字签名技术,58,RSA,算法中数字签名技术是通过一个哈希函数来实现的。数字签名的特点是它代表了文件的特征，文件如果发生改变，数字签名的值也将发生变化。不同的文件将得到不同的数字签名。一个最简单的哈希函数是把文件的二进制码相累加，取最后的若干位。哈希函数对发送数据的双方都是公开的。,用,RSA,或其它公开密钥密码算法的最大方便是没有密钥分配问题（网络越复杂、网络用户越多，其优点越明显）。因为公开密钥加密使用两个不同的密钥，其中有一个是公开的，另一个是保密的。公开密钥可以保存在系统目录内、未加密的电子邮件信息中、电话黄页（商业电话）上或公告牌里，网上的任何用户都可获得公开密钥。而私有密钥是用户专用的，由用户本身持有，它可以对由公开密钥加密信息进行解密。,59,用,Hash,函数进行签名的方案如下：,发送方,X,：,准备消息,M,，,计算其散列码,H(M),，,用,X,的私钥对散列值构成签名,K,x,-1,H(M),，,并,将消息,M,及签名,K,x,-1,H(M),发送给,Y,接收方,Y,：,对收到的消息,M,计算用,H(M,),，,利用公钥解密,K,x,-1,H(M),，,然后比较,K,x,K,x,-1,H(M),和,H(M,),，,如果,K,x,K,x,-1,H(M),H(M,),，,则签名得到验证。,60,3.3.3,数字签名算法（,DSA,）,基于离散对数问题,单向不可逆的公开密钥系统,验证过程中对资源的处理要比,RSA,更彻底,3.3.4,椭圆曲线数字签名算法（,ECDSA,）,利用离散对数,一种运用,RSA,和,DSA,来实施数字签名的方法,在生成签名和进行验证时比,RSA,和,DSA,快,3.3,数字签名技术,61,3.3.5,特殊数字签名方法,62,盲签名,一般数字签名中，总是要先知道文件内容而后才签署，这正是通常所需要的。但有时需要某人对一个文件签名，但又不让他知道文件内容，称为盲签名，它是由,Chaum,在,1983,年最先提出的。在选举投票会使用到。利用盲变换可以实现盲签名。,63,利用盲变换可以实现盲签名的基本原理,（1）,A,取一文件并以一随机值乘之，称此随机,值为盲因子,（2）,A,将此盲文件发送给,B；,（3）,B,对盲文件签名；,（4）,A,以盲因子除之，得到,B,对原文件的签名,Chaum,将盲变换看做是信封，盲文件是对文件加个信封，而去掉盲因子的过程是打开信封的过程。文件在信封中时无人可读，而在盲文件上签名相当于在复写纸信封上签名，从而得到了对原文件（信封内容）的签名。,64,王先生要买李小姐的一处房产，他发给李小姐一个购买报价单及对他对银行授权书的消息，要求银行如果李小姐同意按此价出卖，则将钱划到李小姐的账上。但是王先生不想让银行看到报价，也不想让李小姐看到他的银行账号信息。,65,双重签名,在一次电子商务活动过程中可能同时有两个有联系的消息,M1,和,M2,，,要对它们同时进行数字签名。例如，一个是送银行,B,的有关转帐财务明细表，即消息,M1,，,另一个是厂商,C,的进货清单即消息,M2,；,但要求交送银行,B,的数字签名不应知道,M2,，,送厂商,C,的数字签名不应知道,M1.,A,将发给,C,的信息,M1,和发给,B,的信息,M2,分别生成信息摘要,MD1,和,MD2,A,将,MD1,和,MD2,合在一起生成,MD，,并签名。,将,M1、MD2,和,MD,发给,C，,将,M2、MD1,和,MD,发给,B。,66,一个公司的每个部门有它自己的打印机，每台都连在局域网上，只有本部门的人员才被允许使用他们部门的打印机。因此，打印前，必须使打印机确信员工是在那个部门工作的。同时，公司想保密，不可以暴露员工的姓名。但如果有人在当天结束时发现打印机用得太频繁，主管必须能够找出谁滥用了那台打印机。,67,团体签名,团体签名具有以下特性：,只有该团体内的成员能对消息签名；,签名的接收者能够证实消息是该团体的有效签名。,签名的接收者不能决定是该团体内哪一个成员签的名；,在出现争议时，签名能够被“打开”，以揭示签名者的身份。,68,采用单向,Hash,函数，团体签名是容易实现的：,A,对文件的,hash,签名。,B,对文件,的,hash,签名。,B,将他的签名交给,A,。,A,把文件、签名,和,B,的签名发给,C,。,C,验证,A,和,B,的签名。,A,和,B,能同时或顺序地完成和，在,C,可以只验证其中一人的签名而不用验证另一人的签名。,69,具有可信仲裁者,T,的团体签名方案,T,生成一大批公开密钥/私钥密钥对，并且给团体内每个成员一个不同的唯一私钥表。,T,以随机顺序公开该团体所用的公开密钥主表。,T,保持一个哪个密钥属于谁的秘密记录。,当团体内成员想对一个文件签名时，他从自己的密钥表随机取一个密钥。,当有人想验证签名是否属于该团体时，只需查找对应公钥表并验证签名。,当争议发生时，,T,知道哪个公钥对应于哪个成员。,70,无可争辩签名,不可争辩签名是在没有签名者自己的合作下不可能验证签名的签名。无可争辩签名是为了防止所签名文件被复制，有利于产权拥有者控制产品的散发。,不可争辩签名,1989,年由,Chaum,和,Antwerpen,引入，这类签名有一些特点，适用于某些应用，如电子出版系统，以利于对知识产权的保护。,在签名人合作下才可能验证签名，又会给签名者一种机会，在不利于他时可拒绝合作，因而不具有“不可否认性”。不可争辩签名除了一般签名体制中的签名算法和验证算法外，还需要第三个组成部分，即否认协议；签名者利用不可争辩签名可向法庭或公众证明一个伪造的签名的确是假的；但如果签名者拒绝参与执行否认协议，就表明签名真的由他签署。,71,多重签名,一个文件经多个人的私钥签名,多重数字签名方案可分为两类：,有序多重数字签名方案,广播多重数字签名方案。,72,数字时间戳,如果在签名时加上一个时间标记，即是有数字时间戳（,digital time stamp,）,的数字签名。,时间戳（,time-stamp,）,是一个经加密后形成的凭证文档，它包括三个部分：,需加时间戳的文件的摘要（,digest,）；,DTS,收到文件的日期和时间；,DTS,的数字签名。,73,获得数字时间戳的过程,74,数字时间戳协议必须具有如下性质：,数据本身必须有时间标记，而与它所用的物理媒介无关。,不存在哪怕改变文件的,1,个比特而文件时间戳却没有明显变化的情形。,不可能用不同于当前日期和时间的日期和时间来签署文件。,75,3.3.6,数字签名法律,数字签名法律的内涵,数字签名立法原则,全球数字签名立法特点,我国,数字签名,立法现状,76,数字签名法律的内涵,联合国电子商务示范法第,7,条规定：,如法律要求要有一个人签字，则对于一项数据电文而言，倘若情况如下，即满足了该项要求：,使用了一种方法，鉴定了该人的身份，并且表明该人认可了数据电文内含的信息；,从所有各种情况看来，包括根据任何相关协议，所用方法是可靠的，对生成或传递数据电文的目的来说也是适当的。,77,数字签名,立法原则,一、“技术中立”原则,二、功能等同方法,三、当事人自治原则（合同自由原则）,四、合理性原则,78,全球,数字签名,立法特点,一、迅速,二、兼容,三、法律的制定及时有力地推动了电子商务、信息化和相关产业的发展,79,我国,数字签名,立法现状,据了解，目前我国已经有30多家认证机构，发放的数字证书也已经达到50多万份，,2004年8月28日，我国第一部信息化法律电子签名法在十届全国人大常委会第十一次会议上获得通过。,80,管好你的,“,钥匙,”,日常生活中，我们经常碰见这样的事情，高高兴兴来到办公室却进不了屋，原来忘记带钥匙了。钥匙成为我们进入特定门户的必备条件，同样密钥是整个密码系统安全的关键，没有密码，保险柜是打不开的，没有密码在取款机前是提不了款的。除了使用木马，黑客要完全控制一个系统往往要首先取得系统管理员的密码。,81,3.4,密钥管理技术,3.4.1,密钥管理概述,3.4.2,对称密钥管理,3.4.3,非对称密钥管理,3.4.4,第三方托管技术,3.4.5,PGP,公钥管理系统,82,3.4.1,密钥管理概述,密钥都有时间期限，因为：,攻击者可以使用数学分析方法来进行密码分析从而破解加密系统，攻击者获得大量有效的密文可以帮助他们加快密码的分析。密钥使用的时间越长，攻击者收集密文的机会就越多；,密钥有可能被泄漏，攻击者可以对用某个特定密钥进行的加密处理进行密码分析，所以缩短密钥的试用期可以减少危险的发生。,密钥的生命周期,密钥建立（生成密钥和发布密钥）,密钥备份,/,恢复或第三者保管,密钥替换,/,更新,密钥吊销,密钥期满,/,终止（,/,销毁或归档）,3.4,密钥管理技术,83,3.4.2,对称密钥管理,采用,对称加密技术,的贸易双方必须要保证采用的是相同的密钥,要保证彼此密钥的交换是安全可靠的,同时还要设定防止密钥泄密和更改密钥的程序。这样,对称密钥的管理和分发工作将变成一件潜在危险的和繁琐的过程。通过公开密钥加密技术实现对称密钥的管理使相应的管理变得简单和更加安全,同时还解决了纯对称密钥模式中存在的可靠性问题和鉴别问题。,84,一种建立对称加密密钥的常用方法是,RSA,密钥传输法。对称密钥能够由一个系统生成，然后散发给一个或多个系统，其采用的是,RSA,的加密模式来进行加密。,另一种建立对称加密密钥的方法，是通信双方通过某个值来形成对称加密密钥的方法，它是由,Diffie,和,Hellman,提出，这一创造性的技术被称为,Diffie,-,Hellman,密钥协议,85,RSA,密钥传输,3.4,密钥管理技术,86,3.4.3,非对称密钥管理,公开密钥加密系统对密钥管理的要求与对称加密系统本质上是完全不同的。在对称加密系统中，对彼此间进行通信的信息进行保护的双方必须持有同一把密钥，该密钥对他们之外的其他方是保密的。而在公开密钥加密系统中，一方必须持有一把对其他任何方都是保密的密钥（私人密钥），同时，还要让想要与私人密钥的持有者进行安全通信的其他方知道另一把相应的密钥（公开密钥）。,87,四类典型的公开密钥分配方案：,公开宣布；,公开可以得到的目录；,公开密钥管理机构；,公开密钥证书。,88,3.4.4,第三方托管技术,美国于1993年提出密钥托管加密技术。密钥托管也叫做密钥恢复，是一种能够在紧急情况下提供获取信息解密密文新途径的技术。它用于保存用户的私钥备份，既可在必要时帮助国家安全部门获取原始明文信息，也可在用户丢失、损坏自己的密钥后恢复密文。近几年，密钥托管加密技术已成为密码技术研究和应用的焦点。,美国政府于1993年4月16日通过美国商业部颁布了具有密钥托管功能的加密标准（,EES）。,该标准规定使用专门授权制造的且算法（将该算法称之为,Skipjack,算法，目前已公布）不予公布的,Clipper,芯片实施商用加密。,Clipper,芯片是实现了,EES,标准的防窜扰芯片，它是由美国国家安全局（,NSA）,主持开发的硬件实现的密码部件。由于加密体制具有在法律许可时可以进行密钥合成的功能，所以政府在必要时无须花费巨大代价破译密码，而能够直接侦听。,目前我们可以从网上搜集到近40种不同功能的密钥托管系统,89,3.4.5,PGP,公钥管理系统,在,PGP,中，一个用户必须建一个公钥环形存储器（,PKR），,以存储其它用户的公钥。,PGP,将公钥分为三类：完全信赖、部分信赖、不相识（即不信赖）。由完全可信赖人签字的公钥为完全信赖公钥；由两位部分不可信赖人签字的公钥为不完全信赖公钥；虽然可以用不信赖密钥来证实加密传送,E-mail，,但,PGP,将以“不可信赖”标识此密钥。,90,PGP,软件使用简介,一、生成新的密钥对,二、散发和获取公开密钥,三、签名与信任,四、密钥的废除,91,包括网上证券交易在内的电子商务和电子政务运行，如何才能保证信息传输的真实性、完整性、不可抵赖性呢？目前普遍采用的方法是身份验证技术。,92,3.5,验证技术,3.5.1,消息认证,3.5.2,身份验证的方法,3.5.3,身份验证协议,93,认证的三项主要内容：消息认证，身份验证和数字签名。,两种主要认证模式：单向验证和双向验证。,三类常见身份验证证手段分析：口令验证、个人令牌验证和生物识别。,四个常用身份认证协议分析：,一次一密机制、,X.509,认证协议、,Kerberos,认证协议、零知识身份识别机制。,94,3.5.1,消息认证（验证）,消息认证是信息的合法接收者对消息的真伪进行判定的技术。消息认证的内容包括：,信息的来源,信息的完整性,信息的序号和时间消息认证的概念,95,一、信息的来源认证常用的方法有两种：,一种方法是通信双方事先约定发送消息的数据加密密钥，接收者只需证实发送来的消息是否能用该密钥还原成明文就能鉴定发送者。,另一种方法是通信双方事先约定各自发送消息所使用的通行字，发送消息中含有此通行字并进行加密，接收者只需判别消息中解密的通行字是否等于约定的通行字就能鉴定发送者。为了安全起见，通行字应该是可变的。,3.5.1,消息认证（验证）,96,二、信息的完整性,消息内容的认证即消息的完整性检验，常用的方法是：消息发送者在消息中加入一个,MAC,并经加密后和消息一起发送给接受者，接收者利用约定的算法对收到的消息生成,MAC，,并与收到的,MAC,值（已解密）进行比较。,3.5.1,消息认证（验证）,97,三、信息的序号和时间,消息的序号和时间性的认证主要是阻止消息的重放攻击。常用的方法有：消息的流水作业号、链接认证符，随机数认证法和时间戳等。,3.5.1,消息认证（验证）,98,消息认证模式,单向验证：是从甲到乙的单向通信。它建立了甲乙双方身份的证明以及从甲到乙的任何通信信息的完整性。,双向验证：与单向验证类似，但增加了来自乙的应答。它保证是乙而不是冒名顶替者送来的应答。,3.5.1,消息认证（验证）,99,单向验证的过程,甲产生一个随机数,Ra。,甲构造一条消息，,M=（Ta,Ra,Ib,d）。,其中，,Ta,是甲的时间标记，,Ib,是乙的身份证明，,d,为任意的一条数据信息。为安全起见，数据可用乙的公开密钥,Eb,加密。,甲将（,Ca,Da,(M)）,发送给乙。（,Ca,为甲的证书，,Da,为甲的私人密钥。）,乙确认,Ca,并得到,Ea。,他确认密钥没有过期。（,Ea,为甲的公开密钥）,乙用,Ea,去解密,Da,(M)，,这样既证明了甲的签名又证明了所签发信息的完整性。,为准确起见，乙检查,M,中的,Ib,。,乙检查,M,中的,Ta,以证实消息是刚发来的。,作为一个可选项，乙对照旧随机数数据库检查,M,中的,Ra,以确保消息不是重放的旧消息。,100,双向验证的过程,双向验证除了完成一个从甲到乙的单向验证还包括一个从乙到甲的类似的单向验证：,乙产生另一个随机数,Rb,。,乙构造一条消息,，,Mm=（Tb,Rb,Ia,Ra,d）。,其中，,Tb,是乙的时间标记，,Ia,是甲的身份证明，,d,为任意的数据。为确保安全，可用甲的公开密钥对数据加密。,Ra,是甲在第一步产生的随机数。,乙将,Db(Mm),发送给甲。（,Db,为乙的私人密钥）,甲用,Eb,去解密,Db(Mm)，,以确认乙的签名和消息的完整性。（,Eb,为乙的公开密钥）,为准确起见，甲检查,Mm,中的,Ia,。,甲检查,Mm,中的,Tb，,并证实消息是刚发送来的。,作为可选项，甲可检查,Mm,中的,Rb,以确保消息不是重放的旧消息。,101,3.5.2,身份验证,身份验证概念,口令机制,一次性口令机制,询问-应答机制,个人令牌验证,基于个人特征的机制,基于地址的机制,102,身份认证概念,身份验证（身份识别）：证实客户的真实身份与其所声称的身份是否相符的过程，它是通信和数据系统正确识别通信用户或终端的个人身份的重要途径。身份验证是安全系统中的第一道关卡，用户在访问安全系统之前，首先经过身份验证系统识别身份，然后访问控制器根据用户的身份和授权数据库决定用户是否能够访问某个资源。,103,访问控制器,授权数据库,安全管理员,管理,用户,身份验证,资源,访问控制,身份验证的地位,104,身份验证的依据,Something 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