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  第40题      
  知识点:   数字签名   安全通信   数字签名   消息   真实性
  关键词:   安全   数字签名   通信   消息   真实性        章/节:   安全技术与协议       

 
安全通信中,A将所发送的信息使用(40)进行数字签名,B收到该消息后可利用(41)验证该消息真实性
 
 
  A.  A的公钥
 
  B.  A的私钥
 
  C.  B的公钥
 
  D.  B的私钥
 
 
 

 
  第43题    2020年下半年  
   38%
根据国际标准ITU-T X.509规定,数字证书的一般格式中会包含认证机构的签名,该数据域的作用是( )。
  第41题    2018年上半年  
   22%
在安全通信中,A将所发送的信息使用(40)进行数字签名,B收到该消息后可利用(41)验证该消息的真实性。
  第43题    2016年上半年  
   40%
用户B收到经A数字签名后的消息M,为验证消息的真实性,首先需要从CA获取用户A的数字证书,该数字证书中包含(41),可以利用(42..
   知识点讲解    
   · 数字签名    · 安全通信    · 数字签名    · 消息    · 真实性
 
       数字签名
               基于密钥的数字签名
               基于密钥的数字签名系统中要有收、发双方共同信赖的仲裁人,如下图所示。其中,BB是AB共同信赖的仲裁人,KAKB分别是AB与BB之间的密钥,KBB是只有BB掌握的密钥,PA发给B的消息,t是时间戳。由BB解读A发的报文,然后产生一个签名的消息KBBA,t,P),并装配成发给B的报文;B可以解密该报文,阅读消息P,并保留证据。
               
               基于密钥的数字签名
               基于公钥的数字签名
               利用公钥加密算法的数字签名系统如下图所示。这样的签名方法是符合可靠性原则的,即:签字是可以被确认的;签字是无法被伪造的;签字是无法重复使用的;文件被签字以后是无法被窜改的;签字具有无可否认性。如果A方否认了,B可以拿出DAP),并用A的公钥EA解密得到P,从而证明PA发送的;如果B把消息窜改了,当A要求B出示原来的DAP)时,B拿不出来。
               
               基于公钥的数字签名
 
       安全通信
        网络设备和管理工作站之间的安全通信有两种方式:一是使用SSH;二是使用VPN。
               SSH
               为了远程访问安全,网络设备提供SSH服务以替换非安全的Telnet,其配置步骤如下:
               (1)使用hostname指定设备名称。
               (2)使用ip domain-name配置设备域。
               (3)使用crypto key generate rsa生成RSA加密密钥。建议最小密钥大小为1024位。
               (4)使用ip ssh设置SSH访问。
               (5)使用transport input命令配置使用SSH。
               如下所示,是在路由器RouterOne上设置SSH访问,VTY配置成只允许SSH访问。
               
               IPSec VPN
               网络设备若支持IPSec,则可以保证管理工作站和网络设备的网络通信内容是加密传输的,其主要配置步骤如下:
               (1)设置ISAKMP预共享密钥;
               (2)创建可扩展的ACL;
               (3)创建IPSec transforms;
               (4)创建crypto map;
               (5)应用crypto map到路由接口。
               假设管理工作站的IP地址是X.Y.Z.10,网络设备是路由器RouterOne,则路由器的IPsec配置过程如下表所示。
               
               IPsec配置过程示意表
 
       数字签名
        传统商务活动中,我们通过手写签名达到确认信息的目的。电子商务活动中,交易双方互不见面,可以通过数字签名确认信息。数字签名技术有效解决了电子商务交易活动中信息的完整性和不可抵赖性问题。
               数字摘要
                      数字摘要的基本概念
                      数字摘要是利用哈希函数对原文信息进行运算后生成的一段固定长度的信息串,该信息串被称为数字摘要。产生数字摘要的哈希算法具有单向性和唯一性的特点。所谓单向性,也称为不可逆性,是指利用哈希算法生成的数字摘要,无法再恢复出原文;唯一性是指相同信息生成的数字摘要一定相同,不同信息生成的数字摘要一定不同。这一特征类似于人类的指纹特征,因此数字摘要也被称为数字指纹。
                      数字摘要的使用过程
                      数字摘要具有指纹特征,因此可以通过对比两个信息的数字摘要是否相同来判断信息是否被篡改过,从而验证信息的完整性。
                      数字摘要的使用过程如下图所示。
                      
                      数字摘要的使用过程
                      (1)发送方将原文用哈希(Hash)算法生成数字摘要1;
                      (2)发送方将原文同数字摘要1一起发送给接收方;
                      (3)接收方收到原文后用同样的哈希(Hash)算法对原文进行运算,生成新的数字摘要2;
                      (4)接收方将收到的数字摘要1与新生成的数字摘要2进行对比,若相同,说明原文在传输的过程中没有被篡改,否则说明原文信息发生了变化。
                      数字摘要算法
                      哈希(Hash)算法是实现数字摘要的核心技术。数字摘要所产生的信息串的长度和所采用的哈希算法有直接关系。目前广泛应用的哈希算法有MD5算法和SHA-1算法。
                      MD5算法的全称是“Message-Digest Alogrithm 5”,诞生于1991年,由国际著名密码学家、RSA算法的创始人Ron Rivest设计发明,经MD2、MD3和MD4发展而来。MD5算法生成的信息摘要的长度为128位。
                      SHA算法的全称是“Secure Hash Alogrithm”,诞生于1993年,由美国国家标准技术研究院(NIST)与美国国家安全局(NSA)设计。SHA(后来被称作SHA-0)于1995年被SHA-1替代,之后又出现了SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512等,这些被统称为SHA-2系列算法。SHA-1算法生成的信息摘要的长度为160位,而SHA-2系列算法生成的信息摘要的长度则有256位(SHA-256)、384位(SHA-384)、512位(SHA-512)等。与MD5算法相比,SHA算法具有更高的安全性。
                      MD5算法和SHA算法在实际中有着广泛的应用。与公钥技术结合,生成数字签名。目前几乎主要的信息安全协议中都使用了SHA-1或MD5算法,包括SSL、TLS、PGP、SSH、S/MIME和IPSec等。UNIX系统及不少论坛/社区系统的口令都通过MD5算法处理后保存,确保口令的安全性。
                      需要说明的是,2004年8月,在美国加州圣芭芭拉召开的国际密码学会议上,我国山东大学王小云教授宣布了她及她的研究小组对MD5、HAVAL-128、MD4和RIPEMD等四个著名密码算法的破译结果。2005年2月,王小云教授又破解了另一国际密码算法SHA-1。这为国际密码学研究提出了新的课题。
               数字签名
                      数字签名的基本概念
                      在ISO 7498-2标准中,数字签名被定义为:“附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所做的密码变换,这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性,并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造”。实际上,简单地讲,数字签名就是在网络中传送信息报文时,附加一个特殊的唯一代表发送者个人身份的标记,以起到传统上手写签名或印章确认的作用。
                      数字签名建立在数字摘要的基础上,结合公钥加密技术实现。发送者应用自己的私钥对数字摘要进行加密,即生成数字签名。由于发送者的私钥仅为发送者本人所有,所以附加了数字签名的信息能够确认消息发送者的身份,也防止了发送者对本人所发送信息的抵赖行为。同时通过数字摘要技术,接收者可以验证信息是否发生了改变,从而确定信息的完整性。
                      数字签名的使用过程
                      数字签名的使用过程包括签名和验证两部分,如下图所示。
                      
                      数字签名的使用过程
                      (1)发送方将原文用哈希(Hash)算法生成数字摘要Z;
                      (2)发送方将数字摘要Z用自己的私钥加密;
                      (3)发送方将加密后的数字摘要Z(即数字签名)同原文一起发送给接收方;
                      (4)接收方用发送方的公钥解密数字签名,得到数字摘要Z;
                      (5)接收方对接收到的原文用同样的哈希(Hash)算法生成数字摘要Z′;
                      (6)比较Z和Z′,若二者相同,说明信息完整且发送者身份是真实的。
                      由以上过程可以看到,数字签名具有以下两个作用:
                      (1)确认信息的完整性。接收方将原文生成的数字摘要与用接收到的原文生成的新的数字摘要进行对比,相同则说明信息没有改变,不同则说明信息内容发生了变化。因此数字签名能够验证信息是否被修改,从而确定信息的完整性。
                      (2)确认信息发送者的身份,保证发送信息的不可抵赖性。发送者用自己的私钥对数字摘要进行加密,接收者如果能用对应的公钥进行解密,则说明信息一定是由该发送者发送的,从而确认了发送者的身份。此外,由于发送者的私钥是发送者本人拥有(除非丢失、泄露或被窃取),所以发送者不能否认自己曾经发送过的信息。
                      数字签名的种类
                      实现数字签名的基本方法有以下几种。
                      (1)RSA签名。RSA签名是基于RSA算法实现数字签名的方案,ISO/IEC 9796和ANSI X9.30-199X已将RSA作为建议数字签名的标准算法。
                      (2)ElGamal签名。ElGamal签名是专门为签名目的而设计。该机制由T.ElGamal于1985年提出,经修正后,被美国国家标准与技术学会(NIST)作为数字签名标准(Digital Signature Standard,DSS)。
                      RSA签名基于大整数素数分解的困难性,ElGamal签名基于求离散对数的困难性。在RSA签名机制中,明文与密文一一对应,对特定信息报文的数字签名不变化,是一种确定性数字签名。ElGamal签名机制采用非确定性的双钥体制,对同一消息的签名,根据签名算法中随机参数选择的不同而不同,是一种随机式数字签名。
 
       消息
        消息是对象间通信的手段、一个对象通过向另一个对象发送消息来请求其服务。一个消息通常包括接收对象名、调用的操作名和适当的参数(如有必要)。消息只告诉接收对象需要完成什么操作,并不能指示接收者怎样完成操作。消息完全由接收者解释,接收者独立决定采用什么方法来完成所需的操作。
 
       真实性
        真实性是指网络空间信息与实际物理空间、社会空间的客观事实保持一致性。例如,网络谣言信息不符合真实情况,违背了客观事实。
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第40题    在手机中做本题