⑴ 數據加密技術在未來網路安全技術中的作用和地位
數據加密技術在計算機網路安全中的應用價值
互聯網行業遍布人們日常生活的方方面面,但是在帶來便利的同時也帶來了很多潛在的危險,尤其是互聯網的系統安全和信息數據安全成為首要問題,在這種情況下,數據加密技術的發展為計算機網路安全注入新的活力,為網路用戶的信息安全帶來保障。本文介紹了計算機網路安全的主要問題,即系統內部漏洞,程序缺陷和外界攻擊,病毒感染和黑客的違法行為等。並且闡述了數據加密技術在計算機網路安全中的主要應用,比如保護系統安全,保護信息和個人隱私,以及其在電子商務中的廣泛應用,可見數據加密技術為互聯網網路行業的飛速發展有重要影響,並且隨著數據加密技術的發展,必然會在未來在互聯網網路安全中發揮更大的作用。
【關鍵詞】網路安全 數據加密 個人信息 互聯網
1 引言
伴隨著信息化時代的發展,互聯網行業像一股席捲全球的浪潮,給人們的生活帶來翻天覆地的變化,為傳統行業注入了新的活力。但是同時也帶來了潛在的危機,當利用互聯網處理數據成為一種常態後,數據的安全就成為不容忽視的問題。因此互聯網行業面臨著信息數據泄露或被篡改的危險,這也是互聯網行業最主要的問題。在這種形勢下,數據加密技術應運而生,成為現在互聯網數據安全保障最有效的方式,毋庸置疑,數據加密技術在解決信息保密的問題中起到了十分重要的作用,進而在全球很大范圍內得到了廣泛應用,為互聯網行業的發展貢獻了不可或缺的力量,有著十分重要的意義。
2 網路安全問題――數據加密技術應用背景
2.1 內部漏洞
計算機網路安全問題來自內部漏洞和外界入侵,內部漏洞是指伺服器本身的缺陷,網路運行是無數個程序運行實現的,但是程序極有可能存在一定的漏洞,尤其是現在的網路操作都是不同用戶,不同埠同時進行,一旦其中一個埠受到入侵,其他用戶也會受到影響,這樣就形成一個網路漏洞,造成整個系統無法正常運行。除此之外,如果程序中存在的漏洞沒有被及時發現和正確處理,很可能被不法分子所利用,進行網路入侵,損害信息數據安全,威脅計算機網路安全。
2.2 外界攻擊
外界攻擊就是指計算機網路安全被不法分子利用特殊的程序進行破壞,不僅會使計算機網路系統遭到難以估量的破壞,更使重要信息數據泄露,造成慘重損失。尤其是現在隨著互聯網的發展,人們對於自己的隱私和信息有很強的保護意識,但是社交網路應用和網址埠的追蹤技術讓這些信息數據的安全性有所降低。如果計算機網路被嚴重破壞,個人信息和重要數據很容易被盜取,甚至會對原本的程序進行惡意修改,使其無法正常運行,這個被破壞的程序就成為一個隱患,一旦有數據通過此程序進行處理,就會被盜取或者篡改。
3 數據加密技術應用於網路安全的優勢分析
3.1 巧妙處理數據
數據加密技術對數據進行保護和處理,使數據就成為一種看不懂的代碼,只有擁有密碼才能讀到原本的信息文本,從而達到保護數據的目的。而數據加密技術基本有兩種,一種是雙方交換彼此密碼,另一種是雙方共同協商保管同一個密碼,手段不同,但是都能有效地保護信息數據安全。
3.2 應用領域廣泛
數據加密技術廣泛於各個方面,保護了計算機系統和互聯網時代的個人信息,維護了重要數據,避免被黑客輕易攻擊盜取信息,同時也促進了電子商務等行業的發展,並且使人們對於網路生活有了更高的信任度。相信通過不斷提升,數據加密技術會得到更加廣泛深刻的應用。
4 數據加密技術在網路安全中的應用探索
4.1 更好維護網路系統
目前,計算機數據處理系統存在一定的漏洞,安全性有待提升,數據易受到盜取和損壞。利用數據加密技術對網路系統進行加密,從而實現對系統安全性的有效管理。同時,這種類型的加密也是十分常見而通用的,一般上網路用戶會通過許可權設置來對網路系統進行加密,比如我們的個人電腦開機密碼就屬於對網路系統進行加密,只有擁有密碼才可以運行電腦程序,很好地保護了個人數據安全。或者,通過將數據加密技術科學合理運用,對外界信息進行檢查和監測,對原本存在的信息實現了兩重保護,利用防火牆的設置,只有擁有解鎖每個文件的秘密,才能獲得原本信息。
4.2 有力保障數據安全
計算機網路安全最重要的部分就是信息數據安全,尤其是處於信息時代,個人隱私和信息得到了前所未有的重視,也存在著很大的危險,而有了數據加密技術,這個問題便可迎刃而解。一般上,數據加密技術包括對數據的加密,維護,以及軟體加密,設置相應許可權,實時實地監控等,因為對數據進行了一定的保護和處理,使之成為一種看不懂的代碼,只有擁有密碼才能讀到原本的信息文本,從而達到保護數據的目的。在這些基本操作的基礎上,數據加密技術還擁有強大的備份能力,對該技術的數據資源能夠嚴格控制,進行自我檢測和修補漏洞,在防止外界攻擊基礎上進一步進行自我系統實時保護,全方位地加強計算機網路數據安全,也進一步保護了用戶的個人信息。
4.3 促進電商等的發展
電商的崛起可以說是一個劃時代的奇跡,現在越來越多的人投入到網購大軍,使用移動終端進行繳費購物等大大便利了人們的日常生活,但是購物繳費就涉及到錢財交易,不少不法分子利用這一網路行為,不斷用各種方法進行網路盜竊,給人們的財產造成巨大威脅。數據加密技術利用密碼對用戶的個人賬戶財產信息進行嚴格保密,不僅能夠抵抗病毒和危險程序的破壞,而且也有效地防止了不法分子的違法行為,在很大程度上令人們在網路購物變得安全而放心,從而也促進了電商的發展,為我國經濟可持續發展貢獻力量。
5 數據加密技術前景展望
互聯網飛速發展,為人民帶來便利的同時也帶來了潛在的危機,當利用互聯網處理數據成為一種常態後,數??的安全就成為不容忽視的問題 ,計算機數據加密技術通過對網路系統和軟體等加密,使原本的信息變成一種看不懂的代碼,只用擁有密碼才能讀到原本信息,從而保護了計算機數據。這項技術已經廣泛於各個方面,應用價值很高,不僅為電商的發展帶來便利,更加保護了計算機系統和互聯網時代的個人信息,維護了重要數據,避免被黑客輕易攻擊盜取信息。相信通過不斷提升,數據加密技術會得到更加廣泛深刻的應用。
⑵ 密碼學的歷史
在公元前,秘密書信已用於戰爭之中。西洋「史學之父」希羅多德(Herodotus)的《歷史》(The Histories)當中記載了一些最早的秘密書信故事。公元前5世紀,希臘城邦為對抗奴役和侵略,與波斯發生多次沖突和戰爭。
於公元前480年,波斯秘密集結了強大的軍隊,准備對雅典(Athens)和斯巴達(Sparta)發動一次突襲。希臘人狄馬拉圖斯在波斯的蘇薩城裡看到了這次集結,便利用了一層蠟把木板上的字遮蓋住,送往並告知了希臘人波斯的圖謀。最後,波斯海軍覆沒於雅典附近的沙拉米斯灣(Salamis Bay)。
由於古時多數人並不識字,最早的秘密書寫的形式只用到紙筆或等同物品,隨著識字率提高,就開始需要真正的密碼學了。最古典的兩個加密技巧是:
1、置換(Transposition cipher):將字母順序重新排列,例如『help me』變成『ehpl em』。
2、替代(substitution cipher):有系統地將一組字母換成其他字母或符號,例如『fly at once』變成『gmz bu podf』(每個字母用下一個字母取代)。
(2)數據加密技術的發展歷史683擴展閱讀:
進行明密變換的法則,稱為密碼的體制。指示這種變換的參數,稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。密碼體制的基本類型可以分為四種:
1、錯亂——按照規定的圖形和線路,改變明文字母或數碼等的位置成為密文;
2、代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文;
3、密本——用預先編定的字母或數字密碼組,代替一定的片語單詞等變明文為密文;
4、加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數,按規定的演算法,同明文序列相結合變成密文。
以上四種密碼體制,既可單獨使用,也可混合使用 ,以編制出各種復雜度很高的實用密碼。
⑶ 詳解加密技術概念、加密方法以及應用
隨著網路技術的發展,網路安全也就成為當今網路 社會 的焦點中的焦點,幾乎沒有人不在談論網路上的安全問題,病毒、黑客程序、郵件炸彈、遠程偵聽等這一切都無不讓人膽戰心驚。病毒、黑客的猖獗使身處今日網路 社會 的人們感覺到談網色變,無所適從。
但我們必需清楚地認識到,這一切一切的安全問題我們不可一下全部找到解決方案,況且有的是根本無法找到徹底的解決方案,如病毒程序,因為任何反病毒程序都只能在新病毒發現之後才能開發出來,目前還沒有哪能一家反病毒軟體開發商敢承諾他們的軟體能查殺所有已知的和未知的病毒,所以我們不能有等網路安全了再上網的念頭,因為或許網路不能有這么一日,就象「矛」與「盾」,網路與病毒、黑客永遠是一對共存體。
現代的電腦加密技術就是適應了網路安全的需要而應運產生的,它為我們進行一般的電子商務活動提供了安全保障,如在網路中進行文件傳輸、電子郵件往來和進行合同文本的簽署等。其實加密技術也不是什麼新生事物,只不過應用在當今電子商務、電腦網路中還是近幾年的 歷史 。下面我們就詳細介紹一下加密技術的方方面面,希望能為那些對加密技術還一知半解的朋友提供一個詳細了解的機會!
一、加密的由來
加密作為保障數據安全的一種方式,它不是現在才有的,它產生的 歷史 相當久遠,它是起源於要追溯於公元前2000年(幾個世紀了),雖然它不是現在我們所講的加密技術(甚至不叫加密),但作為一種加密的概念,確實早在幾個世紀前就誕生了。當時埃及人是最先使用特別的象形文字作為信息編碼的,隨著時間推移,巴比倫、美索不達米亞和希臘文明都開始使用一些方法來保護他們的書面信息。
近期加密技術主要應用於軍事領域,如美國獨立戰爭、美國內戰和兩次世界大戰。最廣為人知的編碼機器是German Enigma機,在第二次世界大戰中德國人利用它創建了加密信息。此後,由於Alan Turing和Ultra計劃以及其他人的努力,終於對德國人的密碼進行了破解。當初,計算機的研究就是為了破解德國人的密碼,人們並沒有想到計算機給今天帶來的信息革命。隨著計算機的發展,運算能力的增強,過去的密碼都變得十分簡單了,於是人們又不斷地研究出了新的數據加密方式,如利用ROSA演算法產生的私鑰和公鑰就是在這個基礎上產生的。
二、加密的概念
數據加密的基本過程就是對原來為明文的文件或數據按某種演算法進行處理,使其成為不可讀的一段代碼,通常稱為「密文」,使其只能在輸入相應的密鑰之後才能顯示出本來內容,通過這樣的途徑來達到保護數據不被非法人竊取、閱讀的目的。該過程的逆過程為解密,即將該編碼信息轉化為其原來數據的過程。
三、加密的理由
當今網路 社會 選擇加密已是我們別無選擇,其一是我們知道在互聯網上進行文件傳輸、電子郵件商務往來存在許多不安全因素,特別是對於一些大公司和一些機密文件在網路上傳輸。而且這種不安全性是互聯網存在基礎——TCP/IP協議所固有的,包括一些基於TCP/IP的服務;另一方面,互聯網給眾多的商家帶來了無限的商機,互聯網把全世界連在了一起,走向互聯網就意味著走向了世界,這對於無數商家無疑是夢寐以求的好事,特別是對於中小企業。為了解決這一對矛盾、為了能在安全的基礎上大開這通向世界之門,我們只好選擇了數據加密和基於加密技術的數字簽名。
加密在網路上的作用就是防止有用或私有化信息在網路上被攔截和竊取。一個簡單的例子就是密碼的傳輸,計算機密碼極為重要,許多安全防護體系是基於密碼的,密碼的泄露在某種意義上來講意味著其安全體系的全面崩潰。
通過網路進行登錄時,所鍵入的密碼以明文的形式被傳輸到伺服器,而網路上的竊聽是一件極為容易的事情,所以很有可能黑客會竊取得用戶的密碼,如果用戶是Root用戶或Administrator用戶,那後果將是極為嚴重的。
還有如果你公司在進行著某個招標項目的投標工作,工作人員通過電子郵件的方式把他們單位的標書發給招標單位,如果此時有另一位競爭對手從網路上竊取到你公司的標書,從中知道你公司投標的標的,那後果將是怎樣,相信不用多說聰明的你也明白。
這樣的例子實在是太多了,解決上述難題的方案就是加密,加密後的口令即使被黑客獲得也是不可讀的,加密後的標書沒有收件人的私鑰也就無法解開,標書成為一大堆無任何實際意義的亂碼。總之無論是單位還是個人在某種意義上來說加密也成為當今網路 社會 進行文件或郵件安全傳輸的時代象徵!
數字簽名就是基於加密技術的,它的作用就是用來確定用戶是否是真實的。應用最多的還是電子郵件,如當用戶收到一封電子郵件時,郵件上面標有發信人的姓名和信箱地址,很多人可能會簡單地認為發信人就是信上說明的那個人,但實際上偽造一封電子郵件對於一個通常人來說是極為容易的事。在這種情況下,就要用到加密技術基礎上的數字簽名,用它來確認發信人身份的真實性。
類似數字簽名技術的還有一種身份認證技術,有些站點提供入站FTP和WWW服務,當然用戶通常接觸的這類服務是匿名服務,用戶的權力要受到限制,但也有的這類服務不是匿名的,如某公司為了信息交流提供用戶的合作夥伴非匿名的FTP服務,或開發小組把他們的Web網頁上載到用戶的WWW伺服器上,現在的問題就是,用戶如何確定正在訪問用戶的伺服器的人就是用戶認為的那個人,身份認證技術就是一個好的解決方案。
在這里需要強調一點的就是,文件加密其實不只用於電子郵件或網路上的文件傳輸,其實也可應用靜態的文件保護,如PIP軟體就可以對磁碟、硬碟中的文件或文件夾進行加密,以防他人竊取其中的信息。
四、兩種加密方法
加密技術通常分為兩大類:「對稱式」和「非對稱式」。
對稱式加密就是加密和解密使用同一個密鑰,通常稱之為「Session Key 」這種加密技術目前被廣泛採用,如美國政府所採用的DES加密標准就是一種典型的「對稱式」加密法,它的Session Key長度為56Bits。
非對稱式加密就是加密和解密所使用的不是同一個密鑰,通常有兩個密鑰,稱為「公鑰」和「私鑰」,它們兩個必需配對使用,否則不能打開加密文件。這里的「公鑰」是指可以對外公布的,「私鑰」則不能,只能由持有人一個人知道。它的優越性就在這里,因為對稱式的加密方法如果是在網路上傳輸加密文件就很難把密鑰告訴對方,不管用什麼方法都有可能被別竊聽到。而非對稱式的加密方法有兩個密鑰,且其中的「公鑰」是可以公開的,也就不怕別人知道,收件人解密時只要用自己的私鑰即可以,這樣就很好地避免了密鑰的傳輸安全性問題。
五、加密技術中的摘要函數(MAD、MAD和MAD)
摘要是一種防止改動的方法,其中用到的函數叫摘要函數。這些函數的輸入可以是任意大小的消息,而輸出是一個固定長度的摘要。摘要有這樣一個性質,如果改變了輸入消息中的任何東西,甚至只有一位,輸出的摘要將會發生不可預測的改變,也就是說輸入消息的每一位對輸出摘要都有影響。總之,摘要演算法從給定的文本塊中產生一個數字簽名(fingerprint或message digest),數字簽名可以用於防止有人從一個簽名上獲取文本信息或改變文本信息內容和進行身份認證。摘要演算法的數字簽名原理在很多加密演算法中都被使用,如SO/KEY和PIP(pretty good privacy)。
現在流行的摘要函數有MAD和MAD,但要記住客戶機和伺服器必須使用相同的演算法,無論是MAD還是MAD,MAD客戶機不能和MAD伺服器交互。
MAD摘要演算法的設計是出於利用32位RISC結構來最大其吞吐量,而不需要大量的替換表(substitution table)來考慮的。
MAD演算法是以消息給予的長度作為輸入,產生一個128位的"指紋"或"消息化"。要產生兩個具有相同消息化的文字塊或者產生任何具有預先給定"指紋"的消息,都被認為在計算上是不可能的。
MAD摘要演算法是個數據認證標准。MAD的設計思想是要找出速度更快,比MAD更安全的一種演算法,MAD的設計者通過使MAD在計算上慢下來,以及對這些計算做了一些基礎性的改動來解決安全性這一問題,是MAD演算法的一個擴展。
六、密鑰的管理
密鑰既然要求保密,這就涉及到密鑰的管理問題,管理不好,密鑰同樣可能被無意識地泄露,並不是有了密鑰就高枕無憂,任何保密也只是相對的,是有時效的。要管理好密鑰我們還要注意以下幾個方面:
1、密鑰的使用要注意時效和次數
如果用戶可以一次又一次地使用同樣密鑰與別人交換信息,那麼密鑰也同其它任何密碼一樣存在著一定的安全性,雖然說用戶的私鑰是不對外公開的,但是也很難保證私鑰長期的保密性,很難保證長期以來不被泄露。如果某人偶然地知道了用戶的密鑰,那麼用戶曾經和另一個人交換的每一條消息都不再是保密的了。另外使用一個特定密鑰加密的信息越多,提供給竊聽者的材料也就越多,從某種意義上來講也就越不安全了。
因此,一般強調僅將一個對話密鑰用於一條信息中或一次對話中,或者建立一種按時更換密鑰的機制以減小密鑰暴露的可能性。
2、多密鑰的管理
假設在某機構中有100個人,如果他們任意兩人之間可以進行秘密對話,那麼總共需要多少密鑰呢?每個人需要知道多少密鑰呢?也許很容易得出答案,如果任何兩個人之間要不同的密鑰,則總共需要4950個密鑰,而且每個人應記住99個密鑰。如果機構的人數是1000、10000人或更多,這種辦法就顯然過於愚蠢了,管理密鑰將是一件可怕的事情。
Kerberos提供了一種解決這個較好方案,它是由MIT發明的,使保密密鑰的管理和分發變得十分容易,但這種方法本身還存在一定的缺點。為能在網際網路上提供一個實用的解決方案,Kerberos建立了一個安全的、可信任的密鑰分發中心(Key Distribution Center,KDC),每個用戶只要知道一個和KDC進行會話的密鑰就可以了,而不需要知道成百上千個不同的密鑰。
假設用戶甲想要和用戶乙進行秘密通信,則用戶甲先和KDC通信,用只有用戶甲和KDC知道的密鑰進行加密 ,用戶甲告訴KDC他想和用戶乙進行通信,KDC會為用戶甲和用戶乙之間的會話隨機選擇一個對話密鑰,並生成一個標簽,這個標簽由KDC和用戶乙之間的密鑰進行加密,並在用戶甲啟動和用戶乙對話時,用戶甲會把這個標簽交給用戶乙。這個標簽的作用是讓用戶甲確信和他交談的是用戶乙,而不是冒充者。因為這個標簽是由只有用戶乙和KDC知道的密鑰進行加密的,所以即使冒充者得到用戶甲發出的標簽也不可能進行解密,只有用戶乙收到後才能夠進行解密,從而確定了與用戶甲對話的人就是用戶乙。
當KDC生成標簽和隨機會話密碼,就會把它們用只有用戶甲和KDC知道的密鑰進行加密,然後把標簽和會話鑰傳給用戶甲,加密的結果可以確保只有用戶甲能得到這個信息,只有用戶甲能利用這個會話密鑰和用戶乙進行通話。同理,KDC會把會話密碼用只有KDC和用戶乙知道的密鑰加密,並把會話密鑰給用戶乙。
用戶甲會啟動一個和用戶乙的會話,並用得到的會話密鑰加密自己和用戶乙的會話,還要把KDC傳給它的標簽傳給用戶乙以確定用戶乙的身份,然後用戶甲和用戶乙之間就可以用會話密鑰進行安全的會話了,而且為了保證安全,這個會話密鑰是一次性的,這樣黑客就更難進行破解了。同時由於密鑰是一次性由系統自動產生的,則用戶不必記那麼多密鑰了,方便了人們的通信。
七、數據加密的標准
隨著計算機硬體的速度越來越快,製造一台這樣特殊的機器的花費已經降到了十萬美元左右,而用它來保護十億美元的銀行,那顯然是不夠保險了。另一方面,如果只用它來保護一台普通伺服器,那麼DES確實是一種好的辦法,因為黑客絕不會僅僅為入侵一個伺服器而花那麼多的錢破解DES密文。
另一種非常著名的加密演算法就是RSA了,RSA(Rivest-Shamir-Adleman)演算法是基於大數不可能被質因數分解假設的公鑰體系。簡單地說就是找兩個很大的質數。一個對外公開的為「公鑰」(Prblic key) ,另一個不告訴任何人,稱為"私鑰」(Private key)。這兩個密鑰是互補的,也就是說用公鑰加密的密文可以用私鑰解密,反過來也一樣。
假設用戶甲要寄信給用戶乙,他們互相知道對方的公鑰。甲就用乙的公鑰加密郵件寄出,乙收到後就可以用自己的私鑰解密出甲的原文。由於別人不知道乙的私鑰,所以即使是甲本人也無法解密那封信,這就解決了信件保密的問題。另一方面,由於每個人都知道乙的公鑰,他們都可以給乙發信,那麼乙怎麼確信是不是甲的來信呢?那就要用到基於加密技術的數字簽名了。
甲用自己的私鑰將簽名內容加密,附加在郵件後,再用乙的公鑰將整個郵件加密(注意這里的次序,如果先加密再簽名的話,別人可以將簽名去掉後簽上自己的簽名,從而篡改了簽名)。這樣這份密文被乙收到以後,乙用自己的私鑰將郵件解密,得到甲的原文和數字簽名,然後用甲的公鑰解密簽名,這樣一來就可以確保兩方面的安全了。
八、加密技術的應用
加密技術的應用是多方面的,但最為廣泛的還是在電子商務和VPN上的應用,下面就分別簡敘。
1、在電子商務方面的應用
電子商務(E-business)要求顧客可以在網上進行各種商務活動,不必擔心自己的信用卡會被人盜用。在過去,用戶為了防止信用卡的號碼被竊取到,一般是通過電話訂貨,然後使用用戶的信用卡進行付款。現在人們開始用RSA(一種公開/私有密鑰)的加密技術,提高信用卡交易的安全性,從而使電子商務走向實用成為可能。
許多人都知道NETSCAPE公司是Internet商業中領先技術的提供者,該公司提供了一種基於RSA和保密密鑰的應用於網際網路的技術,被稱為安全插座層(Secure Sockets Layer,SSL)。
也許很多人知道Socket,它是一個編程界面,並不提供任何安全措施,而SSL不但提供編程界面,而且向上提供一種安全的服務,SSL3.0現在已經應用到了伺服器和瀏覽器上,SSL2.0則只能應用於伺服器端。
SSL3.0用一種電子證書(electric certificate)來實行身份進行驗證後,雙方就可以用保密密鑰進行安全的會話了。它同時使用「對稱」和「非對稱」加密方法,在客戶與電子商務的伺服器進行溝通的過程中,客戶會產生一個Session Key,然後客戶用伺服器端的公鑰將Session Key進行加密,再傳給伺服器端,在雙方都知道Session Key後,傳輸的數據都是以Session Key進行加密與解密的,但伺服器端發給用戶的公鑰必需先向有關發證機關申請,以得到公證。
基於SSL3.0提供的安全保障,用戶就可以自由訂購商品並且給出信用卡號了,也可以在網上和合作夥伴交流商業信息並且讓供應商把訂單和收貨單從網上發過來,這樣可以節省大量的紙張,為公司節省大量的電話、傳真費用。在過去,電子信息交換(Electric Data Interchange,EDI)、信息交易(information transaction)和金融交易(financial transaction)都是在專用網路上完成的,使用專用網的費用大大高於互聯網。正是這樣巨大的誘惑,才使人們開始發展網際網路上的電子商務,但不要忘記數據加密。
2、加密技術在VPN中的應用
現在,越多越多的公司走向國際化,一個公司可能在多個國家都有辦事機構或銷售中心,每一個機構都有自己的區域網LAN(Local Area Network),但在當今的網路 社會 人們的要求不僅如此,用戶希望將這些LAN連結在一起組成一個公司的廣域網,這個在現在已不是什麼難事了。
事實上,很多公司都已經這樣做了,但他們一般使用租用專用線路來連結這些區域網 ,他們考慮的就是網路的安全問題。現在具有加密/解密功能的路由器已到處都是,這就使人們通過互聯網連接這些區域網成為可能,這就是我們通常所說的虛擬專用網(Virtual Private Network ,VPN)。當數據離開發送者所在的區域網時,該數據首先被用戶湍連接到互聯網上的路由器進行硬體加密,數據在互聯網上是以加密的形式傳送的,當達到目的LAN的路由器時,該路由器就會對數據進行解密,這樣目的LAN中的用戶就可以看到真正的信息了。
⑷ 有哪些加密方法比較經典或者說說加密的歷史.
加密之所以安全,絕非因不知道加密解密演算法方法,而是加密的密鑰是絕對的隱藏,流行的RSA和AES加密演算法都是完全公開的,一方取得已加密的數據,就算知道加密演算法也好,若沒有加密的密鑰,也不能打開被加密保護的信息。
加密作為保障數據安全的一種方式,它不是才有的,它產生的歷史相當久遠,它是起源於要追溯於公元前2000年(幾個世紀了),雖然它不是我們所講的加密技術(甚至不叫加密),但作為一種加密的概念,確實早在幾個世紀前就誕生了。
當時埃及人是最先使用特別的象形文字作為信息編碼的,隨著時間推移,巴比倫、美索不達米亞和希臘文明都開始使用一些方法來保護他們的書面信息。
近期加密技術主要應用於軍事領域,如美國獨立戰爭、美國內戰和兩次世界大戰。最廣為人知的編碼機器是German Enigma機,在第二次世界大戰中德國人利用它創建了加密信息。此後,由於Alan Turing和Ultra計劃以及其他人的努力,終於對德國人的密碼進行了破解。
(4)數據加密技術的發展歷史683擴展閱讀:
相關標准
最早、最著名的保密密鑰或對稱密鑰加密演算法DES(Data Encryption Standard)是由IBM公司在70年代發展起來的,並經政府的加密標准篩選後,於1976年11月被美國政府採用,DES隨後被美國國家標准局和美國國家標准協會(American National Standard Institute,ANSI)承認。
DES使用56位密鑰對64位的數據塊進行加密,並對64位的數據塊進行16輪編碼。與每輪編碼時,一個48位的"每輪"密鑰值由56位的完整密鑰得出來。
DES用軟體進行解碼需用很長時間,而用硬體解碼速度非常快。幸運的是,當時大多數黑客並沒有足夠的設備製造出這種硬體設備。
在1977年,人們估計要耗資兩千萬美元才能建成一個專門計算機用於DES的解密,而且需要12個小時的破解才能得到結果。當時DES被認為是一種十分強大的加密方法。
⑸ 現代密碼學的發展歷史
人類有記載的通信密碼始於公元前400年。古希臘人是置換密碼的發明者。1881年世界上的第一個電話保密專利出現。電報、無線電的發明使密碼學成為通信領域中不可迴避的研究課題。
在第二次世界大戰初期,德國軍方啟用「恩尼格瑪」密碼機,盟軍對德軍加密的信息有好幾年一籌莫展,「恩尼格瑪」密碼機似乎是不可破的。但是經過盟軍密碼分析學家的不懈努力,「恩尼格瑪」密碼機被攻破,盟軍掌握了德軍的許多機密,而德國軍方卻對此一無所知。
太平洋戰爭中,美軍破譯了日本海軍的密碼機,讀懂了日本艦隊司令官山本五十六發給各指揮官的命令,在中途島徹底擊潰了日本海軍,導致了太平洋戰爭的決定性轉折, 相反軸心國中,只有德國是在第二次世界大戰的初期在密碼破譯方面取得過輝煌的戰績。因此,我們可以說,密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。
隨著信息化和數字化社會的發展,人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高。如網路銀行、電子購物、電子郵件等正在悄悄地融入普通百姓的日常生活中,人們自然要關注其安全性如何。1977年,美國國家標准局公布實施了「美國數據加密標(DES)」,軍事部門壟斷密碼的局面被打破,民間力量開始全面介入密碼學的研究和應用中。民用的加密產品在市場上已有大量出售,採用的加密演算法有DES、IDEA、RSA等。
現有的密碼體制千千萬萬,各不相同。但是它們都可以分為單鑰密碼(對稱密碼體制)如 DES密碼,和公鑰密碼(非對稱加密體制)如RSA密碼。前者的加密過程和脫密過程相同,而且所用的密鑰也相同;後者,每個用戶都有各自的公開和秘密鑰。
編碼密碼學主要致力於信息加密、信息認證、數字簽名和密鑰管理方面的研究。信息加密的目的在於將可讀信息轉變為無法識別的內容,使得截獲這些信息的人無法閱讀,同時信息的接收人能夠驗證接收到的信息是否被敵方篡改或替換過;數字簽名就是信息的接收人能夠確定接收到的信息是否確實是由所希望的發信人發出的;密鑰管理是信息加密中最難的部分,因為信息加密的安全性在於密鑰。歷史上,各國軍事情報機構在獵取別國的密鑰管理方法上要比破譯加密演算法成功得多。
密碼分析學與編碼學的方法不同,它不依賴數學邏輯的不變真理,必須憑經驗,依賴客觀世界覺察得到的事實。因而,密碼分析更需要發揮人們的聰明才智,更具有挑戰性。
現代密碼學是一門迅速發展的應用科學。隨著網際網路的迅速普及,人們依靠它傳送大量的信息,但是這些信息在網路上的傳輸都是公開的。因此,對於關繫到個人利益的信息必須經過加密之後才可以在網上傳送,這將離不開現代密碼技術。
1976年Diffie和Hellman在《密碼新方向》中提出了著名的D-H密鑰交換協議,標志著公鑰密碼體制的出現。 Diffie和Hellman第一次提出了不基於秘密信道的密鑰 分發,這就是D-H協議的重大意義所在。
PKI(Public Key Infrastructure)是一個用公鑰概念與技術來實施和提供安全服務的具有普適性的安全基礎設施。PKI公鑰基礎設施的主要任務是在開放環境中為開放性業務提供數字簽名服務。
⑹ 關於信息加密技術有哪些介紹
信息加密技術是指利用數學或物理手段,對電子信息在傳輸過程中和存儲體內進行保護,以防止泄漏的技術。一般來說,保密通信、計算機密鑰、防復制軟盤等都屬於信息加密技術。通信過程中的加密主要是採用密碼,在數字通信中可利用計算機採用加密法,改變負載信息的數碼結構。
計算機信息保護則以軟體加密為主。目前世界上最流行的幾種加密體制和加密演算法有RSA演算法和CCEP演算法等。為防止破密,加密軟體還常採用硬體加密和加密軟盤。一些軟體商品常帶有一種小的硬卡,這就是硬體加密措施。在軟盤上用激光穿孔,使軟體的存儲區有不為人所知的局部破壞,就可以防止非法復制。這樣的加密軟盤可以為不掌握加密技術的人員使用,以保護軟體。由於計算機軟體的非法復制、解密及盜版問題日益嚴重,甚至引發國際爭端,因此信息加密技術和加密手段的研究,正在飛速地發展。
⑺ 密碼學的發展過程是怎樣的
摘要:密碼學從古至今的發展歷史,發展過程成中各個階段的發展情況。以及各個階段密碼學的經典密碼以及代表人物,與其在歷史上的標志性成果。 關鍵詞:古典密碼;密碼學發展;加密技術
隨著信息化和數字化社會的發展,人們對信息安全和保密的重要性認識不斷提高,而在信息安全中起著舉足輕重作用的密碼學也就成為信息安全課程中不可或缺的重要部分,密碼學是以研究秘密通信為目的,即對所要傳送的信息採取一種秘密保護,以防止 第三者對信息的竊取的一門學科。密碼學早在公元前400多年就已經產生,人類使用密碼的歷史幾乎與使用文字的時間一樣長。密碼學的發展過程可以分為四個階段:1、古代加密方法。2、古典密碼。3、近代密碼 。4、現代密碼。
一、古代加密方法
源於應用的無窮需求總是推動技術發明和進步的直接動力。存於石刻或史書中的記載表明,許多古代文明,包括埃及人、希伯來人、亞述人都在實踐中逐步發明了密碼系統。從某種意義上說,戰爭是科學技術進步的催化劑。人類自從有了戰爭,就面臨著通信安全的需求,密碼技術源遠流長。
古代加密方法大約起源於公元前400年,斯巴達人發明了「塞塔式密碼」,即把長條紙螺旋形地斜繞在一個多棱棒上,將文字沿棒的水平方向從左到右書寫,寫一個字旋轉一下,寫完一行再另起一行從左到右寫,直到寫完。解下來後,紙條上的文字消息雜亂無章、無法理解,這就是密文,但將它繞在另一個同等尺寸的棒子上後,就能看到原始的消息。這是最早的密碼技術。
我國古代也早有以藏頭詩、藏尾詩、漏格詩及繪畫等形式,將要表達的真正意思或「密語」隱藏在詩文或畫卷中特定位置的記載,一般人只注意詩或畫的表面意境,而不會去注意或很難發現隱藏其中的「話外之音」。
如《水滸傳》中梁山為了拉盧俊義入伙,「智多星」吳用和宋江便生出一段「吳用智賺玉麒麟」的故事來,利用盧俊義正為躲避「血光之災」的惶恐心理,口佔四句卦歌:
蘆花叢中一扁舟, 俊傑俄從此地游。 義士若能知此理, 反躬難逃可無憂。
暗藏「盧俊義反」四字。結果,成了官府治罪的證據,終於把盧俊義「逼」上了梁山。 更廣為人知的是唐伯虎寫的「我愛秋香」: 我畫藍江水悠悠, 愛晚亭上楓葉愁。 秋月溶溶照佛寺, 香煙裊裊繞經樓。
二、古典密碼
古典密碼的加密方法一般是文字置換,使用手工或機械變換的方式實現。古典密碼系統已經初步體現出近代密碼系統的雛形,它比古代加密方法復雜,其變化較小。下面我們舉例說一些比較經典的古典密碼。
1.滾桶密碼
在古代為了確保他們的通信的機密,先是有意識的使用一些簡單的方法對信息來加密。如公元六年前的古希臘人通過使用一根叫scytale的棍子,將信息進行加密。送信人先將一張羊皮條繞棍子螺旋形捲起來,然後把要寫的信息按某種順序寫在上面,接著打開羊皮條卷,通過其他渠道將信送給收信人。如果不知道棍子的粗細是不容易解密裡面的內容的,但是收信人可以根據事先和寫信人的約定,用同樣的scytale的棍子將書信解密。
2.掩格密碼
16世紀米蘭的物理學和數學家Cardano發明的掩格密碼,可以事先設計好方格的開孔,將所要傳遞的信息和一些其他無關的符號組合成無效的信息,使截獲者難以分析出有效信息。
3. 棋盤密碼
我們可以建立一張表,使每一個字元對應一數 , 是該字元所在行標號, 是列標號。這樣將明文變成形式為一串數字密文。
4.凱撒(Caesar)密碼
據記載在羅馬帝國時期,凱撒大帝曾經設計過一種簡單的移位密碼,用於戰時通信。這種加密方法就是將明文的字母按照字母順序,往後依次遞推相同的字母,就可以得到加密的密文,而解密的過程正好和加密的過程相反。
⑻ 誰了解密碼學的發展歷史
發展歷程
密碼學(在西歐語文中,源於希臘語kryptós「隱藏的」,和gráphein「書寫」)是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究,常被認為是數學和計算機科學的分支,和資訊理論也密切相關。
著名的密碼學者Ron Rivest解釋道:「密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊」,自工程學的角度,這相當於密碼學與純數學的異同。密碼學是信息安全等相關議題,如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義,並不是隱藏信息的存在。
密碼學也促進了計算機科學,特別是在於電腦與網路安全所使用的技術,如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被應用在日常生活:包括自動櫃員機的晶元卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。
密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則,變明文為密文,稱為加密變換;變密文為明文,稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換,隨著通信技術的發展,對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。
密碼學是在編碼與破譯的斗爭實踐中逐步發展起來的,並隨著先進科學技術的應用,已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯系。它的現實研究成果,特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。
進行明密變換的法則,稱為密碼的體制。指示這種變換的參數,稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。
密碼體制的基本類型可以分為四種:錯亂按照規定的圖形和線路,改變明文字母或數碼等的位置成為密文;代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文;密本——用預先編定的字母或數字密碼組,代替一定的片語單詞等變明文為密文。
加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數,按規定的演算法,同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制,既可單獨使用,也可混合使用 ,以編制出各種復雜度很高的實用密碼。
20世紀70年代以來,一些學者提出了公開密鑰體制,即運用單向函數的數學原理,以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的,脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制,引起了密碼學界的廣泛注意和探討。
利用文字和密碼的規律,在一定條件下,採取各種技術手段,通過對截取密文的分析,以求得明文,還原密碼編制,即破譯密碼。破譯不同強度的密碼,對條件的要求也不相同,甚至很不相同。
其實在公元前,秘密書信已用於戰爭之中。西洋「史學之父」希羅多德(Herodotus)的《歷史》(The Histories)當中記載了一些最早的秘密書信故事。公元前5世紀,希臘城邦為對抗奴役和侵略,與波斯發生多次沖突和戰爭。
於公元前480年,波斯秘密集結了強大的軍隊,准備對雅典(Athens)和斯巴達(Sparta)發動一次突襲。
希臘人狄馬拉圖斯(Demaratus)在波斯的蘇薩城(Susa)里看到了這次集結,便利用了一層蠟把木板上的字遮蓋住,送往並告知了希臘人波斯的圖謀。最後,波斯海軍覆沒於雅典附近的沙拉米斯灣(Salamis Bay)。
由於古時多數人並不識字,最早的秘密書寫的形式只用到紙筆或等同物品,隨著識字率提高,就開始需要真正的密碼學了。最古典的兩個加密技巧是:
置換(Transposition cipher):將字母順序重新排列,例如『help me』變成『ehpl em』。
替代(substitution cipher):有系統地將一組字母換成其他字母或符號,例如『fly at once』變成『gmz bu podf』(每個字母用下一個字母取代)。
(8)數據加密技術的發展歷史683擴展閱讀:
研究
作為信息安全的主幹學科,西安電子科技大學的密碼學全國第一。
1959年,受錢學森指示,西安電子科技大學在全國率先開展密碼學研究,1988年,西電第一個獲准設立密碼學碩士點,1993年獲准設立密碼學博士點,是全國首批兩個密碼學博士點之一,也是唯一的軍外博士點,1997年開始設有長江學者特聘教授崗位,並成為國家211重點建設學科。
2001年,在密碼學基礎上建立了信息安全專業,是全國首批開設此專業的高校。
西安電子科技大學信息安全專業依託一級國家重點學科「信息與通信工程」(全國第二)、二級國家重點學科「密碼學」(全國第一)組建,是985工程優勢學科創新平台、211工程重點建設學科。
擁有綜合業務網理論及關鍵技術國家重點實驗室、無線網路安全技術國家工程實驗室、現代交換與網路編碼研究中心(香港中文大學—西安電子科技大學)、計算機網路與信息安全教育部重點實驗室、電子信息對抗攻防與模擬技術教育部重點實驗室等多個國家級、省部級科研平台。
在中國密碼學會的34個理事中,西電占據了12個,且2個副理事長都是西電畢業的,中國在國際密碼學會唯一一個會員也出自西電。毫不誇張地說,西電已成為中國培養密碼學和信息安全人才的核心基地。
以下簡單列舉部分西電信安畢業生:來學嘉,國際密碼學會委員,IDEA分組密碼演算法設計者;陳立東,美國標准局研究員;丁存生,香港科技大學教授;邢超平,新加坡NTU教授;馮登國,中國科學院信息安全國家實驗室主任,中國密碼學會副理事長。
張煥國,中國密碼學會常務理事,武漢大學教授、信安掌門人;何大可,中國密碼學會副理事長,西南交通大學教授、信安掌門人;何良生,中國人民解放軍總參謀部首席密碼專家;葉季青,中國人民解放軍密鑰管理中心主任。
西安電子科技大學擁有中國在信息安全領域的三位領袖:肖國鎮、王育民、王新梅。其中肖國鎮教授是我國現代密碼學研究的主要開拓者之一,他提出的關於組合函數的統計獨立性概念,以及進一步提出的組合函數相關免疫性的頻譜特徵化定理,被國際上通稱為肖—Massey定理。
成為密碼學研究的基本工具之一,開拓了流密碼研究的新領域,他是亞洲密碼學會執行委員會委員,中國密碼學會副理事長,還是國際信息安全雜志(IJIS)編委會顧問。
2001年,由西安電子科技大學主持制定的無線網路安全強制性標准——WAPI震動了全世界,中國擁有該技術的完全自主知識產權,打破了美國IEEE在全世界的壟斷,華爾街日報當時曾報道說:「中國無線技術加密標准引發業界慌亂」。
這項技術也是中國在IT領域取得的具少數有世界影響力的重大科技進展之一。
西安電子科技大學的信息安全專業連續多年排名全國第一,就是該校在全國信息安全界領袖地位的最好反映。
參考資料來源:網路-密碼學
⑼ 數據加密的基本信息
和防火牆配合使用的數據加密技術,是為提高信息系統和數據的安全性和保密性,防止秘密數據被外部破譯而採用的主要技術手段之一。在技術上分別從軟體和硬體兩方面採取措施。按照作用的不同,數據加密技術可分為數據傳輸加密技術、數據存儲加密技術、數據完整性的鑒別技術和密鑰管理技術。
數據傳輸加密技術的目的是對傳輸中的數據流加密,通常有線路加密與端—端加密兩種。線路加密側重在線路上而不考慮信源與信宿,是對保密信息通過各線路採用不同的加密密鑰提供安全保護。端—端加密指信息由發送端自動加密,並且由TCP/IP進行數據包封裝,然後作為不可閱讀和不可識別的數據穿過互聯網,當這些信息到達目的地,將被自動重組、解密,而成為可讀的數據。
數據存儲加密技術的目的是防止在存儲環節上的數據失密,數據存儲加密技術可分為密文存儲和存取控制兩種。前者一般是通過加密演算法轉換、附加密碼、加密模塊等方法實現;後者則是對用戶資格、許可權加以審查和限制,防止非法用戶存取數據或合法用戶越權存取數據。
數據完整性鑒別技術的目的是對介入信息傳送、存取和處理的人的身份和相關數據內容進行驗證,一般包括口令、密鑰、身份、數據等項的鑒別。系統通過對比驗證對象輸入的特徵值是否符合預先設定的參數,實現對數據的安全保護。
密鑰管理技術包括密鑰的產生、分配、保存、更換和銷毀等各個環節上的保密措施。 數據加密的術語有 :
明文,即原始的或未加密的數據。通過加密演算法對其進行加密,加密演算法的輸入信息為明文和密鑰;
密文,明文加密後的格式,是加密演算法的輸出信息。加密演算法是公開的,而密鑰則是不公開的。密文不應為無密鑰的用戶理解,用於數據的存儲以及傳輸;
密鑰,是由數字、字母或特殊符號組成的字元串,用它控制數據加密、解密的過程;
加密,把明文轉換為密文的過程;
加密演算法,加密所採用的變換方法;
解密,對密文實施與加密相逆的變換,從而獲得明文的過程;
解密演算法,解密所採用的變換方法。
加密技術是一種防止信息泄露的技術。它的核心技術是密碼學,密碼學是研究密碼系統或通信安全的一門學科,它又分為密碼編碼學和密碼分析學。
任何一個加密系統都是由明文、密文、演算法和密鑰組成。發送方通過加密設備或加密演算法,用加密密鑰將數據加密後發送出去。接收方在收到密文後,用解密密鑰將密文解密,恢復為明文。在傳輸過程中,即使密文被非法分子偷竊獲取,得到的也只是無法識別的密文,從而起到數據保密的作用。
例:明文為字元串:
AS KINGFISHERS CATCH FIRE
(為簡便起見,假定所處理的數據字元僅為大寫字母和空格符)。假定密鑰為字元串:
ELIOT
加密演算法為:
1) 將明文劃分成多個密鑰字元串長度大小的塊(空格符以+表示)
AS+KI NGFIS HERS+ CATCH +FIRE
2) 用0~26范圍的整數取代明文的每個字元,空格符=00,A=01,...,Z=26:
3) 與步驟2一樣對密鑰的每個字元進行取代:
0512091520
4) 對明文的每個塊,將其每個字元用對應的整數編碼與密鑰中相應位置的字元的整數編碼的和模27後的值(整數編碼)取代:
舉例:第一個整數編碼為 (01+05)%27=06
5) 將步驟4的結果中的整數編碼再用其等價字元替換:
FDIZB SSOXL MQ+GT HMBRA ERRFY
如果給出密鑰,該例的解密過程很簡單。問題是對於一個惡意攻擊者來說,在不知道密鑰的情況下,利用相匹配的明文和密文獲得密鑰究竟有多困難?對於上面的簡單例子,答案是相當容易的,不是一般的容易,但是,復雜的加密模式同樣很容易設計出。理想的情況是採用的加密模式使得攻擊者為了破解所付出的代價應遠遠超過其所獲得的利益。實際上,該目的適用於所有的安全性措施。這種加密模式的可接受的最終目標是:即使是該模式的發明者也無法通過相匹配的明文和密文獲得密鑰,從而也無法破解密文。 傳統加密方法有兩種,替換和置換。上面的例子採用的就是替換的方法:使用密鑰將明文中的每一個字元轉換為密文中的一個字元。而置換僅將明文的字元按不同的順序重新排列。單獨使用這兩種方法的任意一種都是不夠安全的,但是將這兩種方法結合起來就能提供相當高的安全程度。數據加密標准(Data Encryption Standard,簡稱DES)就採用了這種結合演算法,它由IBM制定,並在1977年成為美國官方加密標准。
DES的工作原理為:將明文分割成許多64位大小的塊,每個塊用64位密鑰進行加密,實際上,密鑰由56位數據位和8位奇偶校驗位組成,因此只有56個可能的密碼而不是64個。每塊先用初始置換方法進行加密,再連續進行16次復雜的替換,最後再對其施用初始置換的逆。第i步的替換並不是直接利用原始的密鑰K,而是由K與i計算出的密鑰Ki。
DES具有這樣的特性,其解密演算法與加密演算法相同,除了密鑰Ki的施加順序相反以外。 多年來,許多人都認為DES並不是真的很安全。事實上,即使不採用智能的方法,隨著快速、高度並行的處理器的出現,強制破解DES也是可能的。公開密鑰加密方法使得DES以及類似的傳統加密技術過時了。公開密鑰加密方法中,加密演算法和加密密鑰都是公開的,任何人都可將明文轉換成密文。但是相應的解密密鑰是保密的(公開密鑰方法包括兩個密鑰,分別用於加密和解密),而且無法從加密密鑰推導出,因此,即使是加密者若未被授權也無法執行相應的解密。
公開密鑰加密思想最初是由Diffie和Hellman提出的,最著名的是Rivest、Shamir以及Adleman提出的,通常稱為RSA(以三個發明者的首位字母命名)的方法,該方法基於下面的兩個事實:
1) 已有確定一個數是不是質數的快速演算法;
2) 尚未找到確定一個合數的質因子的快速演算法。
RSA方法的工作原理如下:
1) 任意選取兩個不同的大質數p和q,計算乘積r=p*q;
2) 任意選取一個大整數e,e與(p-1)*(q-1)互質,整數e用做加密密鑰。注意:e的選取是很容易的,例如,所有大於p和q的質數都可用。
3) 確定解密密鑰d:
(d * e) molo(p - 1)*(q - 1) = 1
根據e、p和q可以容易地計算出d。
4) 公開整數r和e,但是不公開d;
5) 將明文P (假設P是一個小於r的整數)加密為密文C,計算方法為:
C = P^e molo r
6) 將密文C解密為明文P,計算方法為:
P = C^d molo r
然而只根據r和e(不是p和q)要計算出d是不可能的。因此,任何人都可對明文進行加密,但只有授權用戶(知道d)才可對密文解密。
下面舉一簡單的例子對上述過程進行說明,顯然我們只能選取很小的數字。
例:選取p=3, q=5,則r=15,(p-1)*(q-1)=8。選取e=11(大於p和q的質數),通過(d*11)molo(8) = 1。
計算出d =3。
假定明文為整數13。則密文C為
C = P^e molo r
= 13^11 molo 15
= 1,792,160,394,037 molo 15
= 7
復原明文P為:
P = C^d molo r
= 7^3 molo 15
= 343 molo 15
= 13
因為e和d互逆,公開密鑰加密方法也允許採用這樣的方式對加密信息進行簽名,以便接收方能確定簽名不是偽造的。假設A和B希望通過公開密鑰加密方法進行數據傳輸,A和B分別公開加密演算法和相應的密鑰,但不公開解密演算法和相應的密鑰。A和B的加密演算法分別是ECA和ECB,解密演算法分別是DCA和DCB,ECA和DCA互逆,ECB和DCB互逆。若A要向B發送明文P,不是簡單地發送ECB(P),而是先對P施以其解密演算法DCA,再用加密演算法ECB對結果加密後發送出去。
密文C為:
C = ECB(DCA(P))
B收到C後,先後施以其解密演算法DCB和加密演算法ECA,得到明文P:
ECA(DCB(C))
= ECA(DCB(ECB(DCA(P))))
= ECA(DCA(P)) /*DCB和ECB相互抵消*/
= P /*DCB和ECB相互抵消*/
這樣B就確定報文確實是從A發出的,因為只有當加密過程利用了DCA演算法,用ECA才能獲得P,只有A才知道DCA演算法,沒
有人,即使是B也不能偽造A的簽名。 前言
隨著信息化的高速發展,人們對信息安全的需求接踵而至,人才競爭、市場競爭、金融危機、敵特機構等都給企事業單位的發展帶來巨大風險,內部竊密、黑客攻擊、無意識泄密等竊密手段成為了人與人之間、企業與企業之間、國與國之間的安全隱患。
市場的需求、人的安全意識、環境的諸多因素促使著我國的信息安全高速發展,信息安全經歷了從傳統的單一防護如防火牆到信息安全整體解決方案、從傳統的老三樣防火牆、入侵檢測、殺毒軟體到多元化的信息安全防護、從傳統的外部網路防護到內網安全、主機安全等。
傳統數據加密技術分析
信息安全傳統的老三樣(防火牆、入侵檢測、防病毒)成為了企事業單位網路建設的基礎架構,已經遠遠不能滿足用戶的安全需求,新型的安全防護手段逐步成為了信息安全發展的主力軍。例如主機監控、文檔加密等技術。
在新型安全產品的隊列中,主機監控主要採用外圍圍追堵截的技術方案,雖然對信息安全有一定的提高,但是因為產品自身依賴於操作系統,對數據自身沒有有效的安全防護,所以存在著諸多安全漏洞,例如:最基礎的手段拆拔硬碟、winpe光碟引導、USB引導等方式即可將數據盜走,而且不留任何痕跡;此技術更多的可以理解為企業資產管理軟體,單一的產品無法滿足用戶對信息安全的要求。
文檔加密是現今信息安全防護的主力軍,採用透明加解密技術,對數據進行強制加密,不改變用戶原有的使用習慣;此技術對數據自身加密,不管是脫離操作系統,還是非法脫離安全環境,用戶數據自身都是安全的,對環境的依賴性比較小。市面上的文檔加密主要的技術分為磁碟加密、應用層加密、驅動級加密等幾種技術,應用層加密因為對應用程序的依賴性比較強,存在諸多兼容性和二次開發的問題,逐步被各信息安全廠商所淘汰。
當今主流的兩大數據加密技術
我們所能常見到的主要就是磁碟加密和驅動級解密技術:
全盤加密技術是主要是對磁碟進行全盤加密,並且採用主機監控、防水牆等其他防護手段進行整體防護,磁碟加密主要為用戶提供一個安全的運行環境,數據自身未進行加密,操作系統一旦啟動完畢,數據自身在硬碟上以明文形式存在,主要靠防水牆的圍追堵截等方式進行保護。磁碟加密技術的主要弊端是對磁碟進行加密的時間周期較長,造成項目的實施周期也較長,用戶一般無法忍耐;磁碟加密技術是對磁碟進行全盤加密,一旦操作系統出現問題。需要對數據進行恢復也是一件讓用戶比較頭痛的事情,正常一塊500G的硬碟解密一次所需時間需要3-4個小時;市面上的主要做法是對系統盤不做加密防護,而是採用外圍技術進行安全訪問控制,大家知道操作系統的版本不斷升級,微軟自身的安全機制越來越高,人們對系統的控制力度越來越低,尤其黑客技術層層攀高,一旦防護體系被打破,所有一切將暴露無疑。另外,磁碟加密技術是對全盤的信息進行安全管控,其中包括系統文件,對系統的效率性能將大大影響。
驅動級技術是信息加密的主流技術,採用進程+後綴的方式進行安全防護,用戶可以根據企事業單位的實際情況靈活配置,對重要的數據進行強制加密,大大提高了系統的運行效率。驅動級加密技術與磁碟加密技術的最大區別就是驅動級技術會對用戶的數據自身進行保護,驅動級加密採用透明加解密技術,用戶感覺不到系統的存在,不改變用戶的原有操作,數據一旦脫離安全環境,用戶將無法使用,有效提高了數據的安全性;另外驅動級加密技術比磁碟加密技術管理可以更加細粒度,有效實現數據的全生命周期管理,可以控制文件的使用時間、次數、復制、截屏、錄像等操作,並且可以對文件的內部進行細粒度的授權管理和數據的外出訪問控制,做到數據的全方位管理。驅動級加密技術在給用戶的數據帶來安全的同時,也給用戶的使用便利性帶來一定的問題,驅動級加密採用進程加密技術,對同類文件進行全部加密,無法有效區別個人文件與企業文件數據的分類管理,個人電腦與企業辦公的並行運行等問題。
⑽ 計算機網路信息安全技術上密碼技術的發展了那幾個階段分別發生了那些顯著的變化
主要分三個階段!
密碼學是一個即古老又新興的學科。密碼學(Cryptology)一字源自希臘文"krypto's"及"logos"兩字,直譯即為"隱藏"及"訊息"之意。密碼學有一個奇妙的發展歷程,當然,密而不宣總是扮演主要角色。所以有人把密碼學的發展劃分為三個階段:
第一階段為從古代到1949年。這一時期可以看作是科學密碼學的前夜時期,這階段的密碼技術可以說是一種藝術,而不是一種科學,密碼學專家常常是憑知覺和信念來進行密碼設計和分析,而不是推理和證明。
早在古埃及就已經開始使用密碼技術,但是用於軍事目的,不公開。
1844年,薩米爾·莫爾斯發明了莫爾斯電碼:用一系列的電子點劃來進行電報通訊。電報的出現第一次使遠距離快速傳遞信息成為可能,事實上,它增強了西方各國的通訊能力。
20世紀初,義大利物理學家奎里亞摩·馬可尼發明了無線電報,讓無線電波成為新的通訊手段,它實現了遠距離通訊的即時傳輸。馬可尼的發明永遠地改變了密碼世界。由於通過無線電波送出的每條信息不僅傳給了己方,也傳送給了敵方,這就意味著必須給每條信息加密。
隨著第一次世界大戰的爆發,對密碼和解碼人員的需求急劇上升,一場秘密通訊的全球戰役打響了。
在第一次世界大戰之初,隱文術與密碼術同時在發揮著作用。在索姆河前線德法交界處,盡管法軍哨兵林立,對過往行人嚴加盤查,德軍還是對協約國的駐防情況了如指掌,並不斷發動攻勢使其陷入被動,法國情報人員都感到莫名其妙。一天,有位提籃子的德國農婦在過邊界時受到了盤查。哨兵打開農婦提著的籃子,見里頭都是煮熟的雞蛋,亳無可疑之處,便無意識地拿起一個拋向空中,農婦慌忙把它接住。哨兵們覺得這很可疑,他們將雞蛋剝開,發現蛋白上布滿了字跡,都是英軍的詳細布防圖,還有各師旅的番號。原來,這種傳遞情報的方法是德國一位化學家提供的,其作法並不復雜:用醋酸在蛋殼上寫字,等醋酸幹了後,再將雞蛋煮熟,字跡便透過蛋殼印在蛋白上,外面卻沒有任何痕跡。
1914年8月5日,英國「泰爾哥尼亞」號船上的潛水員割斷了德國在北大西洋海下的電纜。他們的目的很簡單,就是想讓德國的日子更難過,沒想到這卻使德方大量的通訊從電纜轉向了無線電。結果,英方截取了大量原本無法得到的情報。情報一旦截獲,就被送往40號房間——英國海軍部的密件分析部門。40號房間可以說是現代密件分析組織的原型,這里聚集了數學家、語言學家、棋類大師等任何善於解謎的人。
1914年9月,英國人收到了一份「珍貴」的禮物:同盟者俄國人在波羅的海截獲了一艘德國巡洋艦「瑪格德伯格」號,得到一本德國海軍的密碼本。他們立即將密碼本送至40號房間,允許英國破譯德國海軍的密件,並在戰爭期間圍困德軍戰船。能夠如此直接、順利且經常差不多是同時讀取德國海軍情報的情況,在以往的戰事中幾乎從未發生過。
密碼學歷史上最偉大的密碼破譯事件開始於1917年1月17日。當時英軍截獲了一份以德國最高外交密碼0075加密的電報,這個令人無法想像的系統由一萬個詞和片語組成,與一千個數字碼群對應。密電來自德國外交部長阿瑟·齊麥曼,傳送給他的駐華盛頓大使約翰·馮·貝倫朵爾夫,然後繼續傳給德國駐墨西哥大使亨尼希·馮·艾克哈爾特,電文將在那裡解密,然後交給墨西哥總統瓦律斯提阿諾·加漢扎。
密件從柏林經美國海底電纜送到了華盛頓,英軍在那裡將其截獲並意識到了它的重要性。但是,同樣接到密件的約翰·馮·貝倫朵爾夫卻在他的華盛頓辦公室里犯了個致命的錯誤:他們將電報用新的0075密件本譯出,然後又用老的密件本加密後用電報傳送到墨西哥城。大使先生沒有意識到,他已經犯下了一個密碼使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的錯誤。
此時,已經破譯了老密碼的英方正對著這個未曾破譯的新外交密碼系統一籌莫展,不過沒過多久,他們便從大使先生的糊塗操作中獲得了新舊密碼的比較版本。隨著齊麥曼的密件逐漸清晰起來,其重要性令人吃驚。
盡管1915年美國的遠洋客輪「露斯塔尼亞」號被德軍擊沉,但只要德國對其潛艇的行動加以限制,美國仍將一直保持中立。齊麥曼的電文概括了德國要在1917年2月1日重新開始無限制海戰以抑制英國的企圖。為了讓美國原地不動,齊麥曼建議墨西哥入侵美國,重新宣布得克薩斯州、新墨西哥州和亞里桑納州歸其所有。德國還要墨西哥說服日本進攻美國,德國將提供軍事和資金援助。
英國海軍部急於將破譯的情報通知美國而又不能讓德國知道他們的密碼已被破譯。於是,英國的一個特工成功地滲入了墨西哥電報局,得到了送往墨西哥總統的解了密的文件拷貝。這樣,秘密就可能是由墨西哥方泄露的,他們以此為掩護將情報透露給了美國。
美國憤怒了。每個人都被激怒了,原先只是東海岸的人在關心,現在,整個中西部都擔心墨西哥的舉動。電文破譯後六個星期,美國對德國宣戰。當總統伍德羅·威爾遜要求對德宣戰時,站在他背後的,是一個團結起來的憤怒的國家,它時刻准備對德作戰。
這可能是密碼破譯史上,當然也是情報史上最著名的事件。齊麥曼的電文使整個美國相信德國是國家的敵人。德國利用密碼破譯擊敗了俄軍,反過來又因自己的密碼被破譯而加速走向了滅亡。
第一次世界大戰前,重要的密碼學進展很少出現在公開文獻中。直到1918年,二十世紀最有影響的密碼分析文章之一¾¾William F. Friedman的專題論文《重合指數及其在密碼學中的應用》作為私立的「河岸(Riverbank)實驗室」的一份研究報告問世了,其實,這篇著作涉及的工作是在戰時完成的。一戰後,完全處於秘密工作狀態的美國陸軍和海軍的機要部門開始在密碼學方面取得根本性的進展。但是公開的文獻幾乎沒有。
然而技術卻在飛速的發展,簡單的明文字母替換法已經被頻率分析法毫無難度地破解了,曾經認為是完美的維吉耐爾(Vigenere)密碼和它的變種也被英國人Charles Babbage破解了。順便說一句,這個Charles Babbage可不是凡人,他設計了差分機Difference Engine和分析機Analytical Engine,而這東西就是現在計算機的先驅。這個事實給了人們兩個啟示:第一,沒有哪種「絕對安全」的密碼是不會被攻破的,這只是個時間問題;第二,破譯密碼看來只要夠聰明就成。在二次大戰中,密碼更是扮演一個舉足輕重的角色,許多人認為同盟國之所以能打贏這場戰爭完全歸功於二次大戰時所發明的破譯密文數位式計算機破解德日密碼。
1918年,加州奧克蘭的Edward H.Hebern申請了第一個轉輪機專利,這種裝置在差不多50年裡被指定為美軍的主要密碼設備,它依靠轉輪不斷改變明文和密文的字母映射關系。由於有了轉輪的存在,每轉動一格就相當於給明文加密一次,並且每次的密鑰不同,而密鑰的數量就是全部字母的個數――26個。
同年,密碼學界的一件大事「終於」發生了:在德國人Arthur Scherbius天才的努力下,第一台非手工編碼的密碼機――ENIGMA密碼機橫空出世了。密碼機是德軍在二戰期間最重要的通訊利器,也是密碼學發展史上的一則傳奇。當時盟軍借重英國首都倫敦北方布萊奇利公園的「政府電碼與密碼學院」,全力破譯德軍之「謎」。雙方隔著英吉利海峽鬥智,寫下一頁精彩無比的戰史,後來成為無數電影與影集的主要情節,「獵殺U571」也是其中之一。
隨著高速、大容量和自動化保密通信的要求,機械與電路相結合的轉輪加密設備的出現,使古典密碼體制也就退出了歷史舞台。
第二階段為從1949年到1975年。
1949年仙農(Claude Shannon)《保密系統的通信理論》,為近代密碼學建立了理論基礎。從1949年到1967年,密碼學文獻近乎空白。許多年,密碼學是軍隊獨家專有的領域。美國國家安全局以及前蘇聯、英國、法國、以色列及其它國家的安全機構已將大量的財力投入到加密自己的通信,同時又千方百計地去破譯別人的通信的殘酷游戲之中,面對這些政府,個人既無專門知識又無足夠財力保護自己的秘密。
1967年,David Kahn《破譯者》(The CodeBreaker)的出現,對以往的密碼學歷史作了相當完整的記述。《破譯者》的意義不僅在於涉及到相當廣泛的領域,它使成千上萬的人了解了密碼學。此後,密碼學文章開始大量涌現。大約在同一時期,早期為空軍研製敵我識別裝置的Horst Feistel在位於紐約約克鎮高地的IBM Watson實驗室里花費了畢生精力致力於密碼學的研究。在那裡他開始著手美國數據加密標准(DES)的研究,到70年代初期,IBM發表了Feistel和他的同事在這個課題方面的幾篇技術報告。
第三階段為從1976年至今。1976年diffie 和 hellman 發表的文章「密碼學的新動向」一文導致了密碼學上的一場革命。他們首先證明了在發送端和接受端無密鑰傳輸的保密通訊是可能的,從而開創了公鑰密碼學的新紀元。
1978年,R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman實現了RSA公鑰密碼體制。
1969年,哥倫比亞大學的Stephen Wiesner首次提出「共軛編碼」(Conjugate coding)的概念。1984年,H. Bennett 和G. Brassard在次思想啟發下,提出量子理論BB84協議,從此量子密碼理論宣告誕生。其安全性在於:1、可以發現竊聽行為;2、可以抗擊無限能力計算行為。
1985年,Miller和Koblitz首次將有限域上的橢圓曲線用到了公鑰密碼系統中,其安全性是基於橢圓曲線上的離散對數問題。
1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論,為序列密碼研究開辟了新途徑。
2000年,歐盟啟動了新歐洲數據加密、數字簽名、數據完整性計劃NESSIE,究適應於21世紀信息安全發展全面需求的序列密碼、分組密碼、公開密鑰密碼、hash函數以及隨機雜訊發生器等技術。
建議你可以參考下:密碼學基礎、密碼學原理、OpenSSL等書籍