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網絡安全通信(加密算法)

secret 加密算 數據完整性 進行 -- ascll 地址尋址 數據包 公鑰

一、網絡七層模型

https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%83%E5%B1%82%E6%A8%A1%E5%9E%8B/1441391

應用層
網絡服務與最終用戶的一個接口。
協議有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP
表示層
數據的表示、安全、壓縮。(在五層模型裏面已經合並到了應用層)
格式有,JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等
會話層
建立、管理、終止會話。(在五層模型裏面已經合並到了應用層)
對應主機進程,指本地主機與遠程主機正在進行的會話
傳輸層
定義傳輸數據的協議端口號,以及流控和差錯校驗。
協議有:TCP UDP,數據包一旦離開網卡即進入網絡傳輸層

網絡層
進行邏輯地址尋址,實現不同網絡之間的路徑選擇。
協議有:ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6) ARP RARP
數據鏈路層
建立邏輯連接、進行硬件地址尋址、差錯校驗 [2] 等功能。(由底層網絡定義協議)
將比特組合成字節進而組合成幀,用MAC地址訪問介質,錯誤發現但不能糾正。
物理層
建立、維護、斷開物理連接。(由底層網絡定義協議)

二、網絡安全和解決方案

2.1 安全的目標

保密性:confidentiality
完整性:integrity
可用性:availability

2.2 ×××類型

威脅保密性的×××:竊聽、通信量分析;
威脅完整性的×××:更改、偽裝、重放、否認
威脅可用性的×××:拒絕服務(DoS)

2.3 解決方案

1)技術:加密、數字簽名、訪問控制、數據完整性、認證交換、流量填充、路由控制等
加密和解密:
傳統加密方法:替代加密方法、置換加密方法
現代加密方法:現代塊加密方法

2)服務:用於抵禦×××的服務,也即是為了上述安全目標而特地設計的安全服務
認證機制
訪問控制機制
數據保密性:連接保密性、無連接保密性、選擇域保密性、流量保密性
數據完整性
不可否認性

三、密鑰算法和協議

3.1 對稱加密

特性:
    1、加密、解密使用同一個密鑰;
    2、將原始數據分割成為固定大小的塊,逐個進行加密;
缺陷:
    1、密鑰過多;
    2、密鑰分發困難;
算法:DES、3DES、AES

3.2 公鑰加密

公鑰:從私鑰中提取產生;可公開給所有人;pubkey
私鑰:通過工具創建,使用者自己留存,必須保證其私密性;secret key;
特點:
    1)密鑰分為公鑰與私鑰
    2)用公鑰加密的數據,只能使用與之配對兒的私鑰解密;反之亦然;
用途:
    數字簽名:主要在於讓接收方確認發送方的身份;
    密鑰交換:發送方用對方公鑰加密一個對稱密鑰,並發送給對方;
    數據加密
算法:RSA, DSA, ELGamal

3.3 單向加密

即提出數據指紋;只能加密,不能解密;
特性:
    1)定長輸出、
    2)雪崩效應;
功能:完整性;
算法:md5(128位),sha1(160位)

3.4 密鑰交換

DH(Deffie-Hellman)
                A:p(大質數), g(取模)
                B:p, g
A(發送): x  --> p^x%g ==> B
A(接收): (p^y%g)^x=p^yx%g

B(發送): y --> p^y%g ==> A
B(接收): (p^x%g)^y=p^xy%g
在網絡上傳遞是時P,B,X,Y;但只有A/B能解密。此時可以完成密鑰交換功能。

3.5 舉例說明

一次通信,三種加密算法(A和B進行通信,A發信息給B)

    A:加密
        1)對數據單向加密0,提取特征碼;
        2)用A的私鑰1加密特征碼附加在數據前面;
        3)再用一個對稱密鑰2把整個文件(數據+2過程的結果)加密;
        4)用B的公鑰3加密,加密3過程的對稱密鑰,附加在(結果的前面)

    B:解密
        1)用B的私鑰3解密這個密鑰。(A發的消息,只能B能解開)
        2)用這個秘鑰2,解密這個數據(明文+加密特征碼)
        3)用A的公鑰1解密加密的特征碼
        4)用同樣的單向加密算法0,提取特征碼。對比兩個特征碼。

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