单元五 任务1 加密和认证技术（课件）-《计算机网络应用基础》（高教版）同步精品课堂

5.1 加密和认证技术 计算机网络应用基础 同步精品课堂 高等教育出版社 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 理解 FTP 服务的概念、工作原理，能区分主动模式和被动模式 掌握Email的组成部分，清楚邮件发送和接收的原理，了解SMTP、POP3、IMAP协议的作用 知晓远程登录服务的概念，了解常用的远程登录工具的特点和区别 教学重难点 二 FTP服务的工作原理及远程登录服务的概念 Email的组成、发送和接收原理，以及常用的邮件客户端和网页邮箱的使用 Email发送和接收过程中涉及的协议的作用和工作机制 远程登录服务的安全性问题及相应的解决措施 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 导入新课 三 同学们，你们有没有遇到过 QQ 账号或者游戏账号被盗的情况呢？如果遇到了，你们知道是什么原因导致的吗？ 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 定义：指防止对知识、事实、数据、功能的未经授权的使用与误用，以及未经授权的修改、未经授权的拒绝使用而采取的措施。 特点：保密性、完整性、可用性、可控性及可靠性。 威胁：网络入侵，黑客通过各种技术手段非法进入系统，窃取敏感信息、破坏数据或篡改系统功能；病毒破坏，各类计算机病毒在网络中传播，感染计算机设备，导致系统瘫痪、数据丢失；信息对抗，不同组织或国家间在信息领域展开对抗，试图干扰、破坏对方的信息系统 。 一、信息安全 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 定义：加密技术是将原始信息（明文）通过特定算法转换为不可直接识别的形式（密文）的过程，目的是保护信息的机密性，防止信息被未授权者获取和理解。​ 作用：​ ①保护数据在传输过程中的安全，如网络通信中的数据加密，防止信息被窃取。​ ②确保数据存储的安全性，防止存储设备中的敏感数据被非法访问。​ 加密系统组成：​ 明文+​密文​+加密算法+解密算法+密钥 二、加密技术概述 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 原理：对称加密使用相同的密钥进行加密和解密操作。发送方使用密钥对明文进行加密生成密文，通过网络等方式传输密文，接收方使用相同的密钥对密文进行解密得到明文。​ 优点：加密和解密速度快，效率高，适用于对大量数据进行加密处理；算法相对简单，易于实现。​ 缺点：密钥管理困难，通信双方需要安全地共享密钥，在网络环境中，密钥的传输存在被窃取的风险；一旦密钥泄露，所有使用该密钥加密的数据都将面临安全威胁。​ 二、对称加密技术 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 常见算法：​ DES：数据加密标准，是一种早期的对称加密算法，采用 64 位密钥（其中 8 位用于奇偶校验，实际有效密钥长度为 56 位），分组长度为 64 位。但随着计算能力的提升，其安全性逐渐受到挑战。​ 3DES：三重数据加密算法，通过对数据进行三次 DES 加密操作来提高安全性，密钥长度可以是 112 位或 168 位。​ AES：高级加密标准，是目前广泛使用的对称加密算法。支持 128 位、192 位和 256 位密钥长度，分组长度为 128 位。具有安全性高、效率快等优点，在各种领域得到了广泛应用。 凯撒加密算法：最古老且简单的对称加密算法之一​。 二、对称加密技术 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 凯撒加密算法：是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。 二、对称加密技术 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 原理：非对称加密使用一对密钥，即公钥和私钥。公钥可以公开分发，任何人都可以获取；私钥则由所有者妥善保管，严格保密。发送方使用接收方的公钥对明文进行加密，生成密文，只有拥有对应私钥的接收方才能使用私钥对密文进行解密得到明文。​ 特点：​ ①优点：密钥管理相对简单，公钥可以公开传播，不需要像对称加密那样在通信双方之间安全地共享密钥；适合用于数字签名等场景，能够提供身份认证和不可否认性服务。​ ②缺点：加密和解密速度较慢，计算量较大，不适合对大量数据进行加密处理；算法相对复杂，实现成本较高。 ​常见算法：RSA ECC 三、非对称加密技术 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 定义：认证技术是用于验证通信双方身份真实性、消息完整性以及确保数据来源可靠的技术手段。通过认证，可以防止非法用户冒充合法用户进行操作，以及防止消息在传输过程中被篡改。​ 认证目的：​ 身份认证：确认参与通信的实体的真实身份，确保只有合法的实体能够访问系统资源或进行特定操作。​ 消息认证：验证接收到的消息在传输过程中没有被篡改，并且确认消息的来源是真实可靠的。​ 认证要素：​ 认证信息​、认证方法 、认证过程 四、认证技术 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 基于密码的认证：​ 原理：用户在注册时设置一个密码，登录或进行身份验证时，系统将用户输入的密码与预先存储在系统中的密码进行比对，如果匹配则认证通过。 基于令牌的认证：​ 原理：用户持有一个物理令牌设备（如动态口令牌、USB Key 等），令牌设备会按照一定的算法生成动态密码。用户在进行身份验证时，需要输入令牌设备当前显示的动态密码，系统通过验证动态密码的正确性来确认用户身份。​ 基于生物特征的认证：​ 原理：利用人体独特的生物特征，如指纹、面部识别、虹膜识别、语音识别等，作为身份认证的依据。通过生物特征采集设备采集用户的生物特征信息，与预先存储在系统中的生物特征模板进行比对，匹配成功则认证通过。 四、身份认证方式 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 定义：数字签名是一种基于非对称加密技术的电子签名方式，用于确保电子文档或消息的真实性、完整性和不可否认性。 特点：​ 不可否认性、完整性、身份认证 五、数字签名 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 CA认证中心：采用公开密钥基础架构技术，专门提供网络身份认证服务。它可以是民间团体，也可以是政府机构，是具有权威性和公正性的第三方信任机构，类似于现实生活中颁发证件的机构。 主要任务是受理数字凭证的申请、签发以及对数字凭证的管理。 五、数字签名 上网查资料、和朋友视频聊天、玩网络游戏 新知讲授 四 1. 相辅相成 加密为认证提供安全基础 认证确保加密的正确实施 2. 共同保障网络安全 保护数据机密性 维护数据完整性 提供身份验证和不可否认性 六、加密与认证的关系 师生互动 五 讨论问题：“在日常生活中，你们还遇到过哪些使用加密或认证技术的场景呢？这些场景中使用的是哪种加密或认证技术？” 分成 4-5 人一组，每组选一名组长负责组织讨论和记录讨论结果。 随堂练习 六 1.以下加密方式中，加密和解密使用的是相同密钥的是（ ）​ A.非对称加密​ B. 对称加密​ C. 数字签名​ D. 哈希加密 答案：B 解析：对称加密的核心特点就是加密和解密使用相同的密钥，如同用一把钥匙锁门和开门，这种方式加密解密速度快。非对称加密使用公钥和私钥两对不同密钥；数字签名主要用于验证信息完整性和发送者身份，基于非对称加密；哈希加密是将任意长度数据转化为固定长度哈希值，用于校验，没有解密过程。 随堂练习 六 2.在网上银行交易中，常使用 U 盾来保障安全，其中 U 盾主要存储（ ）​ A. 公钥​ B. 对称密钥​ C. 私钥​ D. 哈希值 答案：C 解析：网上银行交易采用非对称加密技术，银行系统拥有公钥，而用户的 U 盾中存储的是对应的私钥。私钥由用户自行保管，用于解密银行用公钥加密的信息以及进行数字签名等操作。公钥是公开的，对称密钥不用于这种场景，哈希值是数据校验用的。 随堂练习 六 3. 下列属于生物特征认证技术的是（ ）​ A. 输入密码登录账号​ B. 接收短信验证码 C. 指纹解锁手机​ D. 使用 USB Key 进行身份验证 答案：C 解析：生物特征认证利用人体独特且稳定的生物特征进行身份确认，指纹具有唯一性和稳定性，指纹解锁手机属于此类。输入密码是密码认证，接收短信验证码是动态口令认证，使用 USB Key 是硬件认证。 随堂练习 六 4. 关于对称加密和非对称加密的区别，下列说法正确的是（ ）​ A. 对称加密安全性比非对称加密高​ B. 非对称加密加密解密速度比对称加密快​ C. 对称加密密钥管理比非对称加密方便​ D. 非对称加密适用于密钥交换场景 答案：D 解析：对称加密速度快但安全性较低，密钥管理困难；非对称加密安全性高但速度慢，密钥管理方便，适用于密钥交换、数字签名等场景。 课堂小结 七 谢谢 $$