5.1认识加密和认证技术（课件）-《计算机网络技术基础》同步教学（高教版）

单元 5 运用网络安全技术 掌握信息安全的概念，了解信息安全的基本属性。 掌握数据加密的概念，理解对称加密、非对称加密的原理，了解常用的算法。 掌握认证的概念，了解常见的认证技术，掌握数字签名的概念和作用，了解数字签名的方法。 掌握计算机病毒的概念、特征，了解计算机病毒的分类，掌握木马的概念，了解木马的组成；了解病毒与木马的传播途径、防治措施；掌握常见杀毒软件的使用方法。 掌握防火墙的概念、功能，了解防火墙分类方法，理解防火墙的局限性，掌握Windows防火墙的使用方法。 1 任务背景 计算机网络技术在社会各行业领域已经得到广泛应用。但计算机网络的开放性和共享性，导致存在诸多信息安全风险。了解到数据加密技术在计算机网络安全领域中发挥着积极作用，于是，小明和大家商量，决定做一个关于网络安全的调研，弄清楚加密技术在我们的日常生活中的应用场景和具体作用。 任务1 认识加密和认证技术 2 课前大家在职教云上观看了视频——没有网络安全 就没有国家安全，并展开了讨论，我们一起来看看大家的回答。 获取注意力 3 师生讨论： 1.网络时代，在给我们带来信息传递的快捷方便之外，同时也带来了什么不好的影响？ 2.目前国家安全与网络安全的关系日趋密切，有哪些东西可能被他国窃取或破坏？ 3.你看了视频“没有网络安全 就没有国家安全”之后，对于保护信息有什么感受？ 刺激回忆 1 信息安全相关概念 3 认证技术 4 应用加密和认证技术 2 数据加密 学习目标 一、信息安全相关概念 信息安全一般指信息系统（包括硬件、软件、数据、人、物理环境及其基础设施）受到保护，不受偶然的或者恶意原因的影响而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断，最终实现业务连续性。 激活旧知 引入新知 一、信息安全相关概念 信息安全具有三大基本属性，即保密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）和可用性(Availability)，简称CIA属性。 信息安全除上述CIA属性外，还有真实性、不可否认性、可靠性 激活旧知 引入新知 一、信息安全相关概念 小组讨论： 信息安全保护什么？ 除了信息不被破坏、更改、泄露以外，信息安全还要做什么事？ 使用密码登陆游戏账号，是确保了信息安全的什么属性？ 网上购物时，确保买卖双方达成交易不在事后否认，关系信息安全的哪个属性？ 激活旧知 引入新知 一、信息安全相关概念 网上购物时，确保买卖双方达成交易不在事后否认，关系信息安全的哪个属性？ 信息安全是指什么受到保护？ 除了确保信息不被破坏、更改、泄露以外，信息安全还要做什么事？ 使用密码登陆游戏账号，是确保了信息安全的什么属性？ 答：信息系统，包括硬件、软件、数据、物理环境及其基础设施 答：保证系统连续可靠正常运行，信息服务不中断，最终实现业务连续性。 答：保密性 答：不可否认性 激活旧知 引入新知 二、 数据加密 学生表演——“我是特工” 三名同学各自扮演特工，上级，敌人，教师将需传递的情报交给特工，要求他想法交给上级并且不能泄密，情报会半途被敌人截获，因信息已被加密，敌人看到的只是一串乱码，为不打草惊蛇，敌人又将情报原样传递给了上级。（特工和上级可以事前商量。） 激活旧知 引入新知 二、 数据加密 明文 → 加密 → 密文 → 解密 → 明文 密钥 加密算法 密钥 解密算法 加密与解密过程 激活旧知 引入新知 二、 数据加密 如在网络中： 表演中特工手里的秘密情报叫什么？ 敌人看到的杂乱信息叫什么？ 上级组织要解密情报的具体信息，必须要知道哪些东西？ 小组内讨论后，推荐一位同学回答问题： 激活旧知 引入新知 二、 数据加密 课堂任务： 阅读教材P159,并查看职教云上视频——对称加密和非对称加密，小组讨论以下问题： 发送方和接收方使用同一密钥加密和解密，是什么加密方式？ 古老的凯撒密码使用的是哪种加密算法？ 怎样理解分组加密算法？有哪些典型算法？ 用公钥加密私钥解密使用的是哪种加密算法？ 非对称加密算法中，最有影响、最具代表性的算法是什么？ 激活旧知 引入新知 在对称加密系统中，加密和解密使用的是同一密钥 二、 数据加密 对称加密算法 激活旧知 引入新知 对称加密算法 二、 数据加密 对称加密算法其算法简单，加密速度快、使用方便，但密钥分发管理比较困难 古老的恺撒密码 激活旧知 引入新知 序列算法 恺撒密码 分组算法 DES 3DES AES 在非对称加密系统中，加密和解密使用的是不同密钥 在非对称加密算法中，最具有代表性的算法是RSA 明文 → 加密 → 密文 → 解密 → 明文 加密密钥 解密密钥 二、 数据加密 非对称加密算法其密钥的分发和管理相对简单，但密钥尺寸大，加密解密速度较慢 激活旧知 引入新知 加密算法 优点 缺点 对称加密 非对称加密 课堂任务：对比两种加密算法优缺点，在职教云中完成下列表格 二、 数据加密 激活旧知 引入新知 二、 数据加密 发送方和接收方使用同一密钥加密和解密，是什么加密方式？ 古老的凯撒密码使用的是哪种加密算法？ 怎样理解分组加密算法？有哪些典型算法？ 用公钥加密私钥解密使用的是哪种加密算法？ 非对称加密算法中，最有影响、最具代表性的算法是什么？ 答：对称加密 答：对称加密 答：指把明文信息分组，逐块予以加密和解密，典型算法有DES、3DES、AES 答：RSA 答：非对称密钥（公开密钥）算法 激活旧知 引入新知 三、认证技术 “我是特工2.0” 特工为了确保情报不被窃取和破译，采取了加密技术防止了信息泄露，但如果敌人中途截获情报，并将情报篡改后发给上级怎么办呢？ 激活旧知 引入新知 三、认证技术 思考： 在网络中，如何确保信息的完整性、有效性和真实性等？请认真阅读教材P160-P162后回答下列问题 什么是认证？ 常见的认证技术有哪些？ 消息认证可以使用哪些方法来实现？ 身份认证主要有哪些方式？ 激活旧知 引入新知 三、认证技术 认证（Authentication）是指核实真实身份的过程，是防止主动攻击的重要技术。 激活旧知 引入新知 常见的认证技术 消息认证技术 身份认证技术 数字签名 三、认证技术 信源 认证编码器 认证译码器 信宿 密钥源 安全信道 信道 窜扰者 认证系统模型 在认证系统中，发送者通过一个公开的无干扰信道将信息发送给接收者，接收者不仅想要收到消息本身，而且还要验证消息是否来自合法的发送者以及消息是否经过篡改。系统中的窜扰者不仅要截收和破译信道中传送的密报，而且可伪造密文送给接受者进行欺诈。 激活旧知 引入新知 消息认证 使用MAC的消息认证 使用HASH算法的消息认证 如：MD5、SHA、HMAC 三、认证技术 激活旧知 引入新知 身份认证技术 密码认证 个人特征认证 如：银行密码、QQ密码、游戏账号密码 IC卡认证 如：IC卡 如：虹膜识别、唇纹识别、声音识别、面部识别 三、认证技术 激活旧知 引入新知 消息认证可以防止假冒和篡改，但如何防止通信双方抵赖呢？ 三、认证技术 激活旧知 引入新知 数字签名 基于公钥的数字签名 基于摘要的数字签名 直接数字签名 基于私钥的数字签名 仲裁数字签名CA(证书授权中心) 三、认证技术 使用HASH(哈希算法)实现 激活旧知 引入新知 任务一 给你的朋友写封Email，并加密。把密码生成消息摘要后作为附件一起发送。请你的朋友尝试解密这封Email。 应用身份认证技术 邮件编辑完成后，单击底部的“其他选项”，出现邮件发送选项，勾选“对邮件加密” 在弹出的“邮件加密”对话框中。输入密码并确认，单击“确定”按钮退出。 练习反馈 明文：I LOVE YOU 加密算法：凯撒密码 密钥：向前移动3位，密文是什么？ F ILSB VLR 应用对称加密技术 练习反馈 任务二 明文为“Today is saturday”，加密算法为凯撒密码，密钥为向后移动3位，请写出密文。 密文是：wrgdb lv vdwxugdb 应用对称加密技术 练习反馈 HASH（哈希）算法又称为散列算法，它使用哈希函数对一段数据进行运算，得到一段固定长度的消息摘要，这个输出数值也称为“散列值”，其长度通常在128～256位之间，它常用来保证数据的完整性、有效性。 知识拓展—哈希算法 练习反馈 1.登陆：https://www.sojson.com/encrypt_md5.html，使用winMD5工具程序，分别输入“the attack began at 1 p.m.”和“the attack began at 1 a.m.”两个字符串，观察两个文件的MD5值。 2.操作完成后填写实验过程记录。 知识拓展—哈希算法 练习反馈 字符串 文本1 文本2 MD5码是否相同？ 16位小写MD5码     □相同 □不同 16位大写MD5码     □相同 □不同 32位小写MD5码     □相同 □不同 32位大写MD5码     □相同 □不同 你有什么结论？   知识拓展—哈希算法 练习反馈 1.将计算机登录密码用上面方法生成的MD5码复制到剪贴板中。 2.在浏览器地址栏内输入https://www.cmd5.com/ 将上一步得到的MD5码粘贴到“密文框”中，类型选“自动”，再单击“查询”按钮，然后耐心等待网站后台的解密。 3.等一段时间后，填写实验记录表。 知识拓展—哈希算法 练习反馈 查询出原始消息文本用时？ □1小时以内 □10小时以上 □查不出 如果查出了，密码是什么？   如果查不出，密码是什么？   HASH算法可以逆运算吗？ □能 □不能 知识拓展—哈希算法 练习反馈 课后任务： 观看职教云平台视频——哈希算法，参与课后讨论： 1.理解什么是哈希算法？ 2.哈希算法有什么特点？ 3.现实生活中，我们什么地方可以利用哈希算法 知识拓展—哈希算法 练习反馈 用思维导图对本章进行归纳总结 复习总结 职教云平台讨论：只要密码不泄露给无关人员，信息就是安全的？ 登录“职教云”，完成本课课后作业。 登录“职教云”，查看单元五 任务二课前预习视频，并完成讨论任务。 行动计划 生活中的美无处不在,只要你善于发现 凤尾结束 $$