4.5 散列算法（hash） 4.6密钥的管理-高二《信息安全技术与实施》同步精品课件（电工版2022）

信息安全技术与实施 密码技术与应用 本章要点 密码技术基本概念和原理 对称加密技术原理 非对称加密技术原理 密钥管理方法 IPSec安全协议 学习目标 理解密码学的基本概念、工作原理 密码体制的分类 理解对称加密技术原理、特点 理解非对称加密技术原理、特点 理解散列算法的作用 掌握常见的密钥管理方法 了解常见的网络层、传输层、应用层安全协议 授课人：**** 时间：****年**月 中共重庆市委网信办 1 目 录 Contents 01. 密码技术概述 02. 古典密码技术 03. 对称密码技术 04. 非对称密码技术 信息安全技术与实施—密码技术与应用 05. 散列算法（hash） 06. 密钥的管理 07. 密码技术与安全协议 中共重庆市委网信办 散列算法（hash） 中共重庆市委网信办 3 散列（Hash）函数可验证的完整性，如密钥等，它对不同长度的输入消息，产生固定长度的输出。这个固定长度的输出称为原输入消息的“散列”或“消息摘要”（Message digest）。散列是信息的提炼，通常其长度要比信息小得多，且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的，这就意味着通过散列结果，无法推出任何部分的原始信息。同时，一般也不能找出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。 散列算法（hash） 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 散列算法也被称为散列函数，是用来产生一些数据片段（例如消息或会话项）的散列值的算法。散列算法具有在输入数据中的更改可以更改结果散列值中每个比特的特性，因此，散列对于检测在诸如消息或者密钥等信息对象中的任何微小变化很有用。典型的散列算法包括 MD2、MD4、MD5 和 SHA-1。简单说就是后向函数，只能计算以后的值，不能计算以前的值。 一个安全的哈希函数H必须具有以下属性：   对于不定长度的输入有一个固定的输出。 对干任意给定的x，H（x）的计算相对简单。 对于任意给定的代码h，要发现满足H（x）=h的x在计算上是不可行的。对于任意给定的x，要发现满足H（y）=H（x）而y=x在计算上是不可行的。满足H（x）=H（y）的（x，y）在计算上是不可行的。 当前的hash算法都具有一个一般的模式。其主要计算步骤有： （1）添加数据，使得输入数组的长度是某个数（一般为512）的倍数； （2）对添加的数据进行分组； （3）初始化输出值，根据输出值和分组进行计算，得到一个新的输出值； （4）继续步骤1，直到所有分组都计算完毕； （5）输出结果值。 散列算法●原理 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 （1）MD2算法。 （2）MD4算法。 （3）MD5算法。 （4）SHA/SHA-1算法。 一般来说，选取密码算法是从密钥的简单性、成本的低廉性、管理的简易性、算法的复杂性、保密的安全性以及计算的快速性这几个方面去考虑。 散列算法●常见散列算法 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 密钥的管理 中共重庆市委网信办 7 密钥分配技术一般需要解决两个方面的问题：为减轻负担，提高效率，引入自动密钥分配机制；为提高安全性，尽可能减少系统中驻留的密钥量。 密钥管理主要涉及“密钥的产生、存储、分发、删除”等，密钥管理不好，密钥同样可能被无意识地泄露，并不是有了密钥就高枕无忧，任何保密也只是相对的，是有时效的。 密钥的管理 要管理好密钥还要注意密钥的时效性，一个好的密钥管理系统应该做到： 密钥在存储和传输过程中难以被窃取。 在一定条件下窃取了密钥也没有用，密钥有使用范围和时间的限制。 密钥的分配和更换过程对用户透明，用户不一定要亲自掌管密钥。 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 密钥的分配技术解决的是在网络环境中需要进行安全通信的端实体之间建立共享的对称密钥问题。密钥的分发主要有人工密钥分发、基于中心的密钥分发、基于认证证书的分发。 1. 人工密钥分发 人工密钥分发是采用人工形式通过存储介质来交换传输密钥，实现起来比较难于扩展，一般不提倡在网络系统使用。不过，对于小规模网络来说也可以少量采取。 2. 基于中心的密钥分发（Kerberos认证协议） 基于中心的密钥分发主要是利用可信任的第三方进行密钥的分发，主要是采取密钥分配中心方式KDC（Key Distribution Center）方式。比较典型的就是Kerberos。 3. 基于X.509证书的PKI 4. Diffie-Hellman算法 密钥的管理 信息安全技术与实施 中共重庆市委网信办 1．密钥分配的基本方法 对于通信双方A和B，密钥分配可以有以下几种方法： ① 密钥由A选定，然后通过物理方法安全地传递给B。 ② 密钥