( ) 是由我国自主研发的无线网络安全协议。

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第27题

知识点：安全协议网络安全网络安全协议

章/节：局域网

A. WAPI

B. WEP

C. WPA

D. TKIP

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知识点讲解
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安全协议

电子商务安全交易协议是一种安全机制保障。目前，电子商务安全机制正在走向成熟，并形成了一些国际规范，比较有代表性的是SSL协议（安全套接层协议）和SET协议（安全电子交易协议）。

SSL协议

SSL协议概述

安全套接层（Secure Sockets Layer，SSL）协议，是由美国网景（Netscape）公司研究制定的安全协议，主要用于解决TCP/IP协议难以确定用户身份的问题，为TCP/IP连接提供了数据加密、服务器端身份验证、信息完整性和可选择的客户端身份验证等功能。

SSL协议通过在应用程序进行数据交换前交换初始握手信息实现有关安全特性的审查。握手信息中采用了DES、MD5等加密技术实现机密性和数据完整性，并采用X.509格式数字证书实现鉴别。

SSL协议适用于点对点之间的信息传输，通常在浏览器和WWW服务器之间建立一条安全通道实现文件保密传输。SSL协议已成为事实上的工业标准，并被广泛应用于Internet和Intranet的服务器产品和客户端产品中。

SSL协议层次结构

SSL协议在TCP/IP网络分层结构中位于应用层和TCP层之间，由SSL记录协议（Record Protocol）和SSL握手协议（Handshake Protocol）组成，如下图所示。

SSL协议在TCP/IP网络分层结构模型中的位置

SSL记录协议定义数据传送的格式，包括记录头和记录数据格式的规定等。SSL握手协议描述建立安全连接的过程，在客户机和服务器传送应用数据之前，允许服务器和客户机相互验证身份（客户机端可选），协商加密算法、确定会话密钥等。

SSL协议基本安全服务功能

（1）信息机密性。SSL协议应用对称和非对称密钥等多种加密算法，客户机和服务器在建立的安全通道中传输的所有信息都经过加密处理，防止非法窃听，实现信息的机密性。

（2）信息完整性。SSL协议利用公开密钥加密算法和数字摘要技术，对信息的完整性进行检验，保证信息在传输过程中不被篡改。

（3）认证性。SSL协议利用数字证书技术，实现对服务器和客户机的认证。为了验证数字证书持有者是合法用户，SSL要求证书持有者在握手时，双方可通过交换数字证书，验证对方身份的合法性，确保数据发往正确的客户机和服务器。

SSL协议的通信过程

（1）接通阶段。客户机呼叫服务器，服务器回应客户。

（2）认证阶段。服务器向客户机发送服务器证书和公钥，以便客户机认证服务器身份；如果服务器需要双方认证，还要向客户机提出认证请求，客户机向服务器发送客户端证书。

（3）确立会话密钥。客户机和服务器之间协商确立会话密钥。

（4）会话阶段。客户机与服务器使用会话密钥加密交换会话信息。

（5）结束阶段。客户机与服务器交换结束信息，通信结束。

SSL协议分析

SSL协议开发成本小，能够提供机密性、完整性和认证服务。目前主流浏览器及许多服务器都支持SSL协议，但在电子商务交易应用过程中，也存在一些安全问题。

应用SSL协议的电子交易过程如下：

（1）客户将购物信息发往商家。

（2）商家将信息转发银行。

（3）银行验证客户信息的合法性后，通知客户和商家付款成功。

（4）商家通知客户购买成功，并将商品交给客户。

分析以上交易过程，可以看到客户的购物信息（含支付信息，如银行资料）首先发往商家，若是商家不可靠，客户银行资料的信息安全性就得不到保证。此外，SSL协议只是提供了信息传递的安全通道，没有提供数字签名功能，存在抵赖和用户身份被冒充的可能性。这些问题在SET协议中得到了解决。

SET协议

SET协议概述

安全电子交易（Secure Electronic Transaction，SET）协议，是由VISA、Mastercard两大国际信用卡组织会同一些计算机供应商共同开发的网上安全交易协议，是为银行卡在Internet上安全地进行交易提出的一整套完整的安全解决方案。1997年5月正式推出SET协议1.0版。

SET协议采用对称加密技术和非对称加密技术提供数据加密、数字签名、数字信封等功能，保证了信息在网络中传输的机密性，数据的完整性和一致性，防止交易抵赖行为的发生。SET协议采用数字证书验证交易过程中参与各方的身份，一般由第三方CA机构负责为在线的通信双方提供信用担保与认证，对参与其中的支付网关也要进行认证，以防假冒，具有多方认证性。SET协议通过双重数字签名技术实现了客户订单信息和支付信息（信用卡账号、密码等）的隔离，保证商家只能看到客户的购买信息，看不到客户的支付信息；而银行只能看到客户的支付信息，看不到客户的购买信息。SET协议规定了交易中各方进行安全交易的具体流程。参与各方在交易流程中均遵循严格的标准，体现在要求软件遵循相同的协议和消息格式，加密算法的应用协商，数字证书信息和对象格式，订货信息和对象格式，认可信息和对象格式，资金划账信息和对象格式，对话实体之间消息的传输协议等。

SET协议的参与对象

基于SET协议的网络支付过程涉及多个参与方，包括客户、商家、银行（发卡银行、收单银行）、支付网关、CA认证中心。

（1）客户。通常是持有信用卡的用户。SET协议机制中，持卡客户通常要到发卡银行申请并在自己的客户端安装一套SET交易专用的客户端软件（电子钱包软件），并向CA认证中心申请数字证书。

（2）商家。客户在网上购物，网上商家通过商家服务器软件提供服务。与客户类似，商家必须先到收单银行申请设立账户，并向CA认证中心申请商家服务器的数字证书。

（3）发卡银行。发卡银行是指客户的开户银行。通常持卡客户的客户端软件从发卡银行获得，持卡客户申请数字证书，必须由发卡银行审核批准，才能从CA认证中心得到，因为持卡客户是利用银行的信誉消费。

（4）收单银行。收单银行是指商家的开户银行。支付网关接收商家转来的持卡客户支付请求后，要将支付请求转交给收单银行，通过银行间金融专用网络，传送到持卡客户的发卡行，进行相应的授权和扣款。收单银行与发卡银行可以是同一银行。

（5）支付网关。支付网关是Internet与银行内部专用网之间的一个专用系统，使得银行金融专用网不直接与非安全的公开网络连接，从而保护银行内部专用网的安全。通常，商家收到客户的购物请求后，要将客户的账号等支付信息传递给收单银行，因此支付网关一般由收单银行担任。银行可委托第三方担任网上交易的支付网关。与客户和商家一样，支付网关也必须通过CA认证中心申请数字证书，才能参与SET交易活动。

（6）CA认证中心。SET协议规定，参与SET交易的各方（包括客户、商家、支付网关）必须申请并安装数字证书，以证实自己的真实身份。CA认证中心作为发放和管理数字证书的机构，起着非常重要的核心作用。

应用SET协议的交易流程

（1）持卡人（客户）在商家（网上商店）浏览商品；

（2）持卡人选择要购买的商品，并填写订单；

（3）持卡人选择在线支付方式。当选择支持SET协议的支付方式进行支付时，SET协议开始起作用；

（4）持卡人发送订单和支付指令给商家。订单和支付指令由持卡人进行数字签名，同时利用双重数字签名技术保证商家看不到持卡人的支付信息（账号等）；

（5）商家收到订单后，向持卡人所在银行发出支付请求。支付信息通过支付网关到收单银行，再到发卡银行。支付请求获得发卡银行的授权后，返回授权指令给商家；

（6）商家将订单确认信息通知持卡人，为客户发货或完成订购服务。

至此，应用SET协议的交易流程结束。商家可以请求收单银行将此笔交易的款项从持卡人账户转到商家账户。以上流程中，SET从持卡人选择支付方式后开始介入，每一步操作，持卡人、商家和支付网关都会通过CA验证通信主体的身份，以确保通信主体的真实性。

SET协议中的双重数字签名技术

电子商务交易过程中，客户发送订购信息和对应的支付信息是相关联的，如何使信息传输过程中，商家看不到客户的支付信息，银行看不到客户的购买信息，SET协议通过双重数字签名技术加以解决。

发送者A将发送给接收者B和C的信息分别应用算法生成各自的数字摘要，再将两个数字摘要连在一起，应用算法生成新的数字摘要（双重数字摘要），将双重数字摘要用发送者的私钥加密，生成双重数字签名。

下面以客户发送信息给银行为例说明双重数字签名的生成与验证过程，如下图所示。

客户发送信息给银行双重数字签名的生成与验证过程

（1）客户对购买信息和支付信息分别生成购买信息的数字摘要E1和支付信息的数字摘要E2；

（2）将E1和E2连接起来生成双重数字摘要E3；

（3）客户用自己的私钥加密E3生成双重数字签名K；

（4）客户把双重数字签名K，支付信息和购买信息的数字摘要E1一起发送给银行；

（5）银行对信息进行验证。将支付信息用对应的同样算法生成支付信息的数字摘要E2′，并将E2′同收到的购买信息的数字摘要E1连接在一起，用对应的同样算法生成双重数字摘要E3′；

（6）银行用客户的公钥解密收到的双重数字签名K，得到双重数字摘要E3，将E3与E3′比较，如果相同，则银行验证了支付信息是由该客户发出的，且在传输过程中没有被篡改。

同理，客户将双重数字签名K，购买信息和支付信息数字摘要E2发送给商家完成订货信息的传递、签名与验证。通过使用双重数字签名技术，银行和商家只能看到同一条购物信息中自己所需要的那一部分信息，更好地保护了客户的隐私权和电子商务交易活动的安全性。

SSL协议与SET协议比较

在支持技术上，SSL协议与SET协议可以说是一致的，都采用了对称密钥加密、非对称密钥加密、数字摘要与数字证书等加密和认证技术；对信息传输的机密性来说，两者的功能是相同的，且都能保证信息在传输过程中的保密性及完整性，但两者在实现目标、实现机制、安全性等方面有所不同。

SSL协议提供在Internet上的安全通信服务，是在客户机和服务器之间建立一个安全通道，保证数据传输机密性；SET协议是为保证银行卡在Internet上进行安全交易提出的一套完整的安全解决方案。SSL协议面向连接，SET协议则允许各方之间非实时交换报文。

SSL协议只是简单地在双方之间建立安全连接，SET协议则是一个多方报文协议，它定义了银行、商家、持卡人之间必须遵循的报文规范；建立在SSL协议之上的卡支付系统只能与Web浏览器捆绑在一起，SET报文则能够在银行内部网或其他网络上传输。

SSL协议与SET协议在网络中的层次也不一样。SSL协议是基于传输层的协议，SET协议是基于应用层的协议。SSL协议在建立双方安全通信通道后，所有的传输信息都被加密，SET协议则会有选择地加密一部分敏感信息。

从安全性来讲，SSL协议中，信息首先发往商家，商家能看到客户的信用卡账户等支付信息。SET协议则通过双重数字签名技术，保证商家看不到客户的支付信息，银行也看不到客户的购买信息，更好地保护了客户的安全和隐私。

网络安全

随着互联网的飞速发展，网络安全问题已经越来越受到大家广泛的关注，各种病毒花样繁多、层出不穷；系统、程序、软件的安全漏洞越来越多；黑客们通过不正当手段侵入他人电脑，非法获得信息资料，给正常使用互联网的用户带来不可估计的损失。由于目前网络经常受到人为的破坏，因此，网络必须有足够强的安全措施。

计算机网络的安全问题

计算机网络安全就其本质而言是网络上的信息安全。从广义上讲，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论，都是网络安全的研究领域。简单来讲，网络安全包括：系统不被侵入、数据不丢失以及网络中的计算机不被病毒感染三大方面。完整的网络安全要求：

.运行系统安全

.网络上系统信息的安全

.网络上信息传播的安全

.网络上信息内容的安全

网络安全应具有保密性、完整性、可用性、可控性以及可审查性几大特征。网络的安全层次分为物理安全、控制安全、服务安全和协议安全。

物理安全

物理安全包括：自然灾害、物理损坏、设备故障、意外事故、人为的电磁泄漏、信息泄漏、干扰他人、受他人干扰、乘机而入、痕迹泄露、操作失误、意外疏漏、计算机系统机房环境的安全漏洞等。

控制安全

控制安全包括：计算机操作系统的安全控制、网络接口模块的安全控制、网络互联设备的安全控制等。

服务安全

服务安全包括：对等实体认证服务、访问控制服务、数据加密服务、数据完整性服务、数据源点认证服务、禁止否认服务等。

TCP/IP协议安全

TCP/IP协议安全主要用于解决：TCP/IP协议数据流采用明文传输、源地址欺骗（Source address spoofing）或IP欺骗（IP spoofing）、源路由选择欺骗（Source Routing spoofing）、路由信息协议攻击（RIP Attacks）、鉴别攻击（Authentication Attacks）、TCP序列号欺骗攻击（TCP SYN Flooding Attack）、易欺骗性（Ease of spoofing）等。

计算机网络的安全威胁主要表现在：非授权访问、信息泄漏或丢失、破坏数据完整性、拒绝服务攻击、利用网络传播病毒、使用者的人为因素、硬件和网络设计的缺陷、协议和软件自身的缺陷以及网络信息的复杂性等方面。

下面介绍一些常见的信息安全技术。

数据的加密与解密

随着计算机网络不断渗透到各个领域，密码学的应用也随之扩大。数字签名、身份鉴别等都是由密码学派生出来的新技术和应用。

在计算机上实现的数据加密，其加密或解密变换是由密钥控制实现的。密钥（Keyword）是用户按照一种密码体制随机选取，它通常是一随机字符串，是控制明文和密文变换的唯一参数。

密码技术除了提供信息的加密解密外，还提供对信息来源的鉴别、保证信息的完整和不可否认等功能，而这三种功能都是通过数字签名实现。数字签名的原理是将要传送的明文通过一种函数运算（Hash）转换成报文摘要（不同的明文对应不同的报文摘要），报文摘要加密后与明文一起传送给接受方，接受方将接受的明文产生新的报文摘要与发送方的发来报文摘要解密比较，比较结果一致表示明文未被改动，如果不一致表示明文已被篡改。

数据加密技术是为提高信息系统及数据的安全性和保密性，防止秘密数据被外部破译所采用的主要技术手段之一，也是网络安全的重要技术。

根据密钥类型不同将现代密码技术分为两类：一类是对称加密（秘密钥匙加密）系统，另一类是公开密钥加密（非对称加密）系统。

对称钥匙加密系统是加密和解密均采用同一把秘密钥匙，而且通信双方都必须获得这把钥匙，并保持钥匙的秘密。它的安全性依赖于以下两个因素。第一，加密算法必须是足够强的，仅仅基于密文本身去解密信息在实践上是不可能的；第二，加密方法的安全性依赖于密钥的秘密性，而不是算法的秘密性，因此，没有必要确保算法的秘密性，而需要保证密钥的秘密性。对称加密系统的算法实现速度极快。因为算法不需要保密，所以制造商可以开发出低成本的芯片以实现数据加密。这些芯片有着广泛的应用，适合于大规模生产。对称加密系统最大的问题是密钥的分发和管理非常复杂、代价高昂。比如对于具有n个用户的网络，需要n（n-1）/2个密钥，在用户群不是很大的情况下，对称加密系统是有效的。但是对于大型网络，当用户群很大，分布很广时，密钥的分配和保存就成了大问题。对称加密算法另一个缺点是不能实现数字签名。

公开密钥加密系统采用的加密钥匙（公钥）和解密钥匙（私钥）是不同的。由于加密钥匙是公开的，密钥的分配和管理就很简单，比如对于具有n个用户的网络，仅需要2n个密钥。公开密钥加密系统还能够很容易地实现数字签名。因此，最适合于电子商务应用需要。在实际应用中，公开密钥加密系统并没有完全取代对称密钥加密系统，这是因为公开密钥加密系统是基于尖端的数学难题，计算非常复杂，它的安全性更高，但它的实现速度却远赶不上对称密钥加密系统。在实际应用中可利用二者的各自优点，采用对称加密系统加密文件，采用公开密钥加密系统加密“加密文件”的密钥（会话密钥），这就是混合加密系统，它较好地解决了运算速度问题和密钥分配管理问题。因此，公钥密码体制通常被用来加密关键性的、核心的机密数据，而对称密码体制通常被用来加密大量的数据。

防火墙技术

防火墙是指设置在不同网络（如可信任的企业内部网和不可信的公共网）或网络安全域之间的一系列部件的组合，以防止发生不可预测的、潜在破坏性的侵入。实际上，它包含着一对矛盾（或称机制）：一方面它限制数据流通，另一方面它又允许数据流通。

作为内部网络与外部公共网络之间的第一道屏障，防火墙是最先受到人们重视的网络安全产品之一。虽然从理论上看，防火墙处于网络安全的最底层，负责网络间的安全认证与传输，但随着网络安全技术的整体发展和网络应用的不断变化，现代防火墙技术已经逐步走向网络层之外的其他安全层次，不仅要完成传统防火墙的过滤任务，同时还能为各种网络应用提供相应的安全服务。另外还有多种防火墙产品正朝着数据安全与用户认证、防止病毒与黑客侵入等方向发展。

常见的防火墙主要有数据包过滤型防火墙、应用级网关型防火墙、代理服务型防火墙、复合型防火墙等几种类型。典型的防火墙包括过滤器、链路级网关和应用级网关或代理服务器，如下图所示。

安装防火墙的作用在于弥补网络服务的脆弱性、控制对网络的存取、集中的安全管理、网络使用情况的记录及统计。但是它仍然有局限性，对于下列情况，它不能防范：绕过防火墙的攻击、来自内部变节者和不经心的用户带来的威胁、变节者或公司内部存在的间谍将数据复制到软盘、传送已感染病毒的软件或文件等。

在使用防火墙前，应该设计好防火墙的规则。它包括下列内容：防火墙的行为准则（拒绝没有特别允许的任何服务、允许没有特别拒绝的任何服务）、机构的安全策略、费用、系统的组件或构件。

防火墙的组成

网络安全协议

下面介绍几种常见的网络安全协议。

SSH （Secure Shell）

由芬兰的一家公司开发的。通过使用SSH，可以把所有传输的数据进行加密，抵御“中间人”攻击，而且也能够防止DNS和IP欺骗。由于传输的数据是经过压缩的，所以还可以加快传输的速度。

SSH由客户端和服务端的软件组成的。从客户端来看，SSH提供两种级别的安全验证：基于密码的安全验证和基于密匙的安全验证。

PKI （Public Key Infrastructure）

PKI体系结构采用证书管理公钥，通过第三方的可信机构CA，把用户的公钥和用户的其他标识信息（如名称、E-mail、身份证号等）捆绑在一起，在Internet网上验证用户的身份，PKI体系结构把公钥密码和对称密码结合起来，在Internet网上实现密钥的自动管理，保证网上数据的机密性、完整性。一个典型、完整、有效的PKI应用系统至少应具有：公钥密码证书管理、黑名单的发布和管理、密钥的备份和恢复、自动更新密钥以及自动管理历史密钥等几部分。

（1） SET （Secure Electronic Transaction）。

SET安全电子交易协议是由美国Visa和MasterCard两大信用卡组织提出的应用于Internet上的以信用卡为基础的电子支付系统协议。它采用公钥密码体制和X.509数字证书标准，主要应用于B to C模式中保障支付信息的安全性。SET协议本身比较复杂，设计比较严格，安全性高，它能保证信息传输的机密性、真实性、完整性和不可否认性。

（2） SSL （Secure socket Layer&Security Socket Layer）。

安全套接层协议（SSL）是网景（Netscape）公司提出的基于Web应用的安全协议，包括：服务器认证、客户认证（可选）、SSL链路上的数据完整性和SSL链路上的数据保密性。对于电子商务应用来说，使用SSL可保证信息的真实性、完整性和保密性。但由于SSL不对应用层的消息进行数字签名，因此不能提供交易的不可否认性，这是SSL在电子商务中使用的最大不足。