《認(rèn)證與數(shù)字簽名》PPT課件.ppt

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第6章認(rèn)證與數(shù)字簽名 6 1信息認(rèn)證技術(shù)6 2數(shù)字簽名6 3數(shù)字證書6 4公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 PKI 6 1信息認(rèn)證技術(shù) 6 1 1信息認(rèn)證技術(shù)簡介1 數(shù)字摘要 報(bào)文摘要 2 數(shù)字信封3 數(shù)字簽名4 數(shù)字時(shí)間戳5 數(shù)字證書 6 1 2報(bào)文摘要 信息的完整性和認(rèn)證是指信息的接受者能夠檢驗(yàn)收到的消息是否真實(shí) 檢驗(yàn)的內(nèi)容包括 消息的來源 消息的內(nèi)容是否被篡改 消息是否被重放 消息的完整性經(jīng)常通過散列技術(shù)來實(shí)現(xiàn) 6 1 2 1散列函數(shù)的用途1 驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性2 用戶認(rèn)證6 1 2 2散列函數(shù)的要求6 1 2 3報(bào)文摘要算法1 安全散列算法2 MDx散列算法 6 2數(shù)字簽名 6 2 1數(shù)字簽名基本概念數(shù)字簽名就是通過一個(gè)單向函數(shù)對(duì)要傳送的報(bào)文進(jìn)行處理得到的用以認(rèn)證報(bào)文來源并核實(shí)報(bào)文是否發(fā)生變化的一個(gè)字母數(shù)字串 用這個(gè)字符串來代替書寫簽名或印章 起到與書寫簽名或印章同樣的法律效用 國際社會(huì)已開始制定相應(yīng)的法律 法規(guī) 把數(shù)字簽名作為執(zhí)法的依據(jù) 其使用方式是 報(bào)文的發(fā)送方從報(bào)文文本中生成一個(gè)128位或160位的單向散列值 或報(bào)文摘要 并用自己的私有密鑰對(duì)這個(gè)散列值進(jìn)行加密 形成發(fā)送方的數(shù)字簽名 然后 將這個(gè)數(shù)字簽名作為報(bào)文的附件和報(bào)文一起發(fā)送給報(bào)文的接收方 報(bào)文的接收方首先從接收到的原始報(bào)文中計(jì)算出散列值 或報(bào)文摘要 接著再用發(fā)送方的公開密鑰來對(duì)報(bào)文附加的數(shù)字簽名進(jìn)行解密 如果這兩個(gè)散列值相同 那么接收方就能確認(rèn)該數(shù)字簽名是發(fā)送方的 通過數(shù)字簽名能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原始報(bào)文鑒別與驗(yàn)證 保證報(bào)文的完整性 權(quán)威性和發(fā)送者對(duì)所發(fā)報(bào)文的不可抵賴性 數(shù)字簽名機(jī)制提供了一種鑒別方法 普遍用于銀行 電子貿(mào)易等 以解決偽造 抵賴 冒充 篡改等問題 數(shù)字簽名與數(shù)據(jù)加密完全獨(dú)立 數(shù)據(jù)可以既簽名又加密 只簽名 只加密 當(dāng)然 也可以既不簽名也不加密 1 數(shù)字簽名應(yīng)具有的性質(zhì)2 數(shù)字簽名的設(shè)計(jì)要求3 數(shù)字簽名分類 6 2 2數(shù)字簽名算法 1 Hash簽名2 RSA簽名3 DSS簽名 6 3數(shù)字證書 6 3 1什么是數(shù)字證書數(shù)字證書就是互聯(lián)網(wǎng)通信中標(biāo)志通信各方身份信息的一系列數(shù)據(jù) 提供了一種在Internet上驗(yàn)證您身份的方式 其作用類似于司機(jī)的駕駛執(zhí)照或日常生活中的身份證 它是由一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu) CA機(jī)構(gòu) 又稱為證書授權(quán) CertificateAuthority 中心發(fā)行的 CA是負(fù)責(zé)簽發(fā)證書 認(rèn)證證書 管理已頒發(fā)證書的機(jī)關(guān) 它要制定政策和具體步驟來驗(yàn)證 識(shí)別用戶身份 并對(duì)用戶證書進(jìn)行簽名 以確保證書持有者的身份和公鑰的擁有權(quán) CA也擁有一個(gè)證書 內(nèi)含公鑰 和私鑰 網(wǎng)上的公眾用戶通過驗(yàn) 如果用戶想得到一份屬于自己的證書 他應(yīng)先向CA提出申請 在CA判明申請者的身份后 便為他分配一個(gè)公鑰 并且CA將該公鑰與申請者的身份信息綁在一起 為之簽字后便形成證書發(fā)給申請者 如果一個(gè)用戶想鑒別另一個(gè)證書的真?zhèn)?他就用CA的公鑰對(duì)那個(gè)證書上的簽字進(jìn)行驗(yàn)證 一旦驗(yàn)證通過 該證書就被認(rèn)為是有效的 人們可以在網(wǎng)上用它來識(shí)別對(duì)方的身份 6 3 2為什么要用數(shù)字證書 因而Internet電子商務(wù)系統(tǒng)必須保證具有十分可靠的安全保密技術(shù) 也就是說 必須保證網(wǎng)絡(luò)安全的四大要素 即信息傳輸?shù)谋Ｃ苄?數(shù)據(jù)交換的完整性 發(fā)送信息的不可否認(rèn)性 交易者身份的確定性 我們可以使用數(shù)字證書 通過運(yùn)用對(duì)稱和非對(duì)稱密碼體制等密碼技術(shù)建立起一套嚴(yán)密的身份認(rèn)證系統(tǒng) 從而保證 信息除發(fā)送方和接收方外不被其他人竊取 信息在傳輸過程中不被篡改 發(fā)送方能夠通過數(shù)字證書來確認(rèn)接收方的身份 發(fā)送方對(duì)于自己的信息不能抵賴 用戶也可以采用自己的私鑰對(duì)信息加以處理 由于密鑰僅為本人所有 這樣就產(chǎn)生了別人無法生成的文件 也就形成了數(shù)字簽名 6 3 3證書與證書授權(quán)中心 CA機(jī)構(gòu)作為電子商務(wù)交易中受信任的第三方 承擔(dān)公鑰體系中公鑰的合法性檢驗(yàn)的責(zé)任 CA中心為每個(gè)使用公開密鑰的用戶發(fā)放一個(gè)數(shù)字證書 數(shù)字證書的作用是證明證書中列出的用戶合法擁有證書中列出的公開密鑰 CA機(jī)構(gòu)的數(shù)字簽名使得攻擊者不能偽造和篡改證書 它負(fù)責(zé)產(chǎn)生 分配并管理所有參與網(wǎng)上交易的個(gè)體所需的數(shù)字證書 因此是安全電子交易的核心環(huán)節(jié) CA是整個(gè)網(wǎng)上電子交易安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 它主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生 分配并管理所有參與網(wǎng)上交易的實(shí)體所需的身份認(rèn)證數(shù)字證書 每一份數(shù)字證書都與上一級(jí)的數(shù)字簽名證書相關(guān)聯(lián) 最終通過安全鏈追溯到一個(gè)已知的并被廣泛認(rèn)為是安全 權(quán)威 足以信賴的機(jī)構(gòu) 根認(rèn)證中心 根CA 認(rèn)證中心為了實(shí)現(xiàn)其功能 主要由以下三部分組成 1 注冊服務(wù)器 通過WebServer建立的站點(diǎn) 可為客戶提供每日24小時(shí)的服務(wù) 因此客戶可在自己方便的時(shí)候在網(wǎng)上提出證書申請和填寫相應(yīng)的證書申請表 免去了排隊(duì)等候等煩惱 2 證書申請受理和審核機(jī)構(gòu) 負(fù)責(zé)證書的申請和審核 它的主要功能是接受客戶證書申請并進(jìn)行審核 3 認(rèn)證中心服務(wù)器 是數(shù)字證書生成 發(fā)放的運(yùn)行實(shí)體 同時(shí)提供發(fā)放證書的管理 證書廢止列表 CRL 的生成和處理等服務(wù) 6 3 4數(shù)字證書的工作流程 現(xiàn)有持證人甲向持證人乙傳送數(shù)字信息 為了保證信息傳送的真實(shí)性 完整性和不可否認(rèn)性 需要對(duì)要傳送的信息進(jìn)行數(shù)字加密和數(shù)字簽名 其傳送過程如下 1 甲準(zhǔn)備好要傳送的數(shù)字信息 明文 2 甲對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行哈希 hash 運(yùn)算 得到一個(gè)信息摘要 3 甲用自己的私鑰 SK 對(duì)信息摘要進(jìn)行加密得到甲的數(shù)字簽名 并將其附在數(shù)字信息上 4 甲隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)加密密鑰 如DES密鑰 并用此密鑰對(duì)要發(fā)送的信息進(jìn)行加密 形成密文 5 甲用乙的公鑰 PK 對(duì)剛才隨機(jī)產(chǎn)生的加密密鑰進(jìn)行加密 將加密后的DES密鑰連同密文一起傳送給乙 6 乙收到甲傳送過來的密文和加過密的DES密鑰 先用自己的私鑰 SK 對(duì)加密的DES密鑰進(jìn)行解密 得到DES密鑰 7 乙用DES密鑰對(duì)收到的密文進(jìn)行解密 得到明文的數(shù)字信息 然后將DES密鑰拋棄 即DES密鑰作廢 8 乙用甲的公鑰 PK 對(duì)甲的數(shù)字簽名進(jìn)行解密 得到信息摘要 乙用相同的hash算法對(duì)收到的明文再進(jìn)行一次hash運(yùn)算 得到一個(gè)新的信息摘要 9 乙將收到的信息摘要和新產(chǎn)生的信息摘要進(jìn)行比較 如果一致 說明收到的信息沒有被修改過 6 3 5數(shù)字證書的應(yīng)用 1 網(wǎng)上交易2 網(wǎng)上辦公3 網(wǎng)上招標(biāo)4 網(wǎng)上報(bào)稅5 安全電子郵件 6 4公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 PKI PKI技術(shù)采用證書管理公鑰 通過第三方的可信任機(jī)構(gòu) 認(rèn)證中心CA CertificateAuthority 把用戶的公鑰和用戶的其他標(biāo)識(shí)信息 如名稱 E mail 身份證號(hào)等 捆綁在一起 在Internet上驗(yàn)證用戶的身份 目前 通用的辦法是采用建立在PKI基礎(chǔ)之上的數(shù)字證書 通過把要傳輸?shù)臄?shù)字信息進(jìn)行加密和簽名 保證信息傳輸?shù)臋C(jī)密性 真實(shí)性 完整性和不可否認(rèn)性 從而保證信息的安全傳輸 6 4 1PKI基礎(chǔ) PKI就是利用公開密鑰理論和技術(shù)建立的提供安全服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施 PKI基礎(chǔ)設(shè)施把公鑰密碼和對(duì)稱密碼結(jié)合起來 在Internet網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)密鑰的自動(dòng)管理 保證網(wǎng)上數(shù)據(jù)的安全傳輸 PKI PublicKeyInfrastructure 公鑰基礎(chǔ)設(shè)施 就是提供公鑰加密和數(shù)字簽名服務(wù)的系統(tǒng) 目的是為了管理密鑰和證書 保證網(wǎng)上數(shù)字信息傳輸?shù)臋C(jī)密性 真實(shí)性 完整性和不可否認(rèn)性 6 4 2PKI密碼算法及應(yīng)用 1 單鑰密碼算法 加密 2 雙鑰密碼算法 加密 簽名 3 公開密鑰數(shù)字簽名算法 簽名 6 4 3密鑰對(duì)的用法 用于加密的密鑰對(duì) 用公鑰加密 用私鑰解密 用于簽名的密鑰對(duì) 用私鑰簽名 用公鑰驗(yàn)證 6 4 4PKI的基本組成 1 認(rèn)證機(jī)關(guān) CA 2 數(shù)字證書庫3 密鑰備份及恢復(fù)系統(tǒng)4 證書作廢系統(tǒng)5 應(yīng)用接口 6 4 5PKI的應(yīng)用前景 PKI技術(shù)可運(yùn)用于眾多領(lǐng)域 其中包括 虛擬專用網(wǎng)絡(luò) VPN 安全電子郵件 Web交互安全及倍受矚目的電子商務(wù)安全領(lǐng)域