五、加密技術(shù)中的摘要函數(shù)（MAD、MAD和MAD）

摘要是一種防止改動(dòng)的方法，其中用到的函數(shù)叫摘要函數(shù)。這些函數(shù)的輸入可以是任意大小的消息，而輸出是一個(gè)固定長度的摘要。摘要有這樣一個(gè)性質(zhì)，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(huì)發(fā)生不可預(yù)測的改變，也就是說輸入消息的每一位對(duì)輸出摘要都有影響?？傊?，摘要算法從給定的文本塊中產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字簽名（fingerprint或message digest），數(shù)字簽名可以用于防止有人從一個(gè)簽名上獲取文本信息或改變文本信息內(nèi)容和進(jìn)行身份認(rèn)證。摘要算法的數(shù)字簽名原理在很多加密算法中都被使用，如SO/KEY和PIP（pretty good privacy）。

現(xiàn)在流行的摘要函數(shù)有MAD和MAD，但要記住客戶機(jī)和服務(wù)器必須使用相同的算法，無論是MAD還是MAD，MAD客戶機(jī)不能和MAD服務(wù)器交互。

MAD摘要算法的設(shè)計(jì)是出于利用32位RISC結(jié)構(gòu)來最大其吞吐量，而不需要大量的替換表（substitution table）來考慮的。

MAD算法是以消息給予的長度作為輸入，產(chǎn)生一個(gè)128位的"指紋"或"消息化"。要產(chǎn)生兩個(gè)具有相同消息化的文字塊或者產(chǎn)生任何具有預(yù)先給定"指紋"的消息，都被認(rèn)為在計(jì)算上是不可能的。

MAD摘要算法是個(gè)數(shù)據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。MAD的設(shè)計(jì)思想是要找出速度更快，比MAD更安全的一種算法，MAD的設(shè)計(jì)者通過使MAD在計(jì)算上慢下來，以及對(duì)這些計(jì)算做了一些基礎(chǔ)性的改動(dòng)來解決安全性這一問題，是MAD算法的一個(gè)擴(kuò)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(shí)地泄露，并不是有了密鑰就高枕無憂，任何保密也只是相對(duì)的，是有時(shí)效的。要管理好密鑰我們還要注意以下幾個(gè)方面：

1、密鑰的使用要注意時(shí)效和次數(shù)

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，那么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(duì)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，那么用戶曾經(jīng)和另一個(gè)人交換的每一條消息都不再是保密的了。

因此，一般強(qiáng)調(diào)僅將一個(gè)對(duì)話密鑰用于一條信息中或一次對(duì)話中，或者建立一種按時(shí)更換密鑰的機(jī)制以減小密鑰暴露的可能性。

2、多密鑰的管理

假設(shè)在某機(jī)構(gòu)中有100個(gè)人，如果他們?nèi)我鈨扇酥g可以進(jìn)行秘密對(duì)話，那么總共需要多少密鑰呢？每個(gè)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(gè)人之間要不同的密鑰，則總共需要4950個(gè)密鑰，而且每個(gè)人應(yīng)記住99個(gè)密鑰。如果機(jī)構(gòu)的人數(shù)是1000、10000人或更多，這種辦法就顯然過于愚蠢了，管理密鑰將是一件可怕的事情。

Kerberos提供了一種解決這個(gè)較好方案，它是由MIT發(fā)明的，使保密密鑰的管理和分發(fā)變得十分容易，但這種方法本身還存在一定的缺點(diǎn)。為能在因特網(wǎng)上提供一個(gè)實(shí)用的解決方案，Kerberos建立了一個(gè)安全的、可信任的密鑰分發(fā)中心（Key Distribution Center，KDC），每個(gè)用戶只要知道一個(gè)和KDC進(jìn)行會(huì)話的密鑰就可以了，而不需要知道成百上千個(gè)不同的密鑰。

假設(shè)用戶甲想要和用戶乙進(jìn)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(jìn)行加密 ，用戶甲告訴KDC他想和用戶乙進(jìn)行通信，KDC會(huì)為用戶甲和用戶乙之間的會(huì)話隨機(jī)選擇一個(gè)對(duì)話密鑰，并生成一個(gè)標(biāo)簽，這個(gè)標(biāo)簽由KDC和用戶乙之間的密鑰進(jìn)行加密，并在用戶甲啟動(dòng)和用戶乙對(duì)話時(shí)，用戶甲會(huì)把這個(gè)標(biāo)簽交給用戶乙。這個(gè)標(biāo)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?yàn)檫@個(gè)標(biāo)簽是由只有用戶乙和KDC知道的密鑰進(jìn)行加密的，所以即使冒充者得到用戶甲發(fā)出的標(biāo)簽也不可能進(jìn)行解密，只有用戶乙收到后才能夠進(jìn)行解密，從而確定了與用戶甲對(duì)話的人就是用戶乙。

當(dāng)KDC生成標(biāo)簽和隨機(jī)會(huì)話密碼，就會(huì)把它們用只有用戶甲和KDC知道的密鑰進(jìn)行加密，然后把標(biāo)簽和會(huì)話鑰傳給用戶甲，加密的結(jié)果可以確保只有用戶甲能得到這個(gè)信息，只有用戶甲能利用這個(gè)會(huì)話密鑰和用戶乙進(jìn)行通話。同理，KDC會(huì)把會(huì)話密碼用只有KDC和用戶乙知道的密鑰加密，并把會(huì)話密鑰給用戶乙。

用戶甲會(huì)啟動(dòng)一個(gè)和用戶乙的會(huì)話，并用得到的會(huì)話密鑰加密自己和用戶乙的會(huì)話，還要把KDC傳給它的標(biāo)簽傳給用戶乙以確定用戶乙的身份，然后用戶甲和用戶乙之間就可以用會(huì)話密鑰進(jìn)行安全的會(huì)話了，而且為了保證安全，這個(gè)會(huì)話密鑰是一次性的，這樣黑客就更難進(jìn)行破解了。同時(shí)由于密鑰是一次性由系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生的，則用戶不必記那么多密鑰了，方便了人們的通信。

七、數(shù)據(jù)加密的標(biāo)準(zhǔn)

最早、最著名的保密密鑰或?qū)ΨQ密鑰加密算法DES(Data Encryption Standard)是由IBM公司在70年代發(fā)展起來的，并經(jīng)政府的加密標(biāo)準(zhǔn)篩選后。

DES使用56位密鑰對(duì)64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，并對(duì)64位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行16輪編碼。與每輪編碼時(shí)，一個(gè)48位的"每輪"密鑰值由56位的完整密鑰得出來。DES用軟件進(jìn)行解碼需用很長時(shí)間，而用硬件解碼速度非?？臁Ｐ疫\(yùn)的是，當(dāng)時(shí)大多數(shù)黑客并沒有足夠的設(shè)備制造出這種硬件設(shè)備。在1977年，人們估計(jì)要耗資兩千萬美元才能建成一個(gè)專門計(jì)算機(jī)用于DES的解密，而且需要12個(gè)小時(shí)的破解才能得到結(jié)果。當(dāng)時(shí)DES被認(rèn)為是一種十分強(qiáng)大的加密方法。

隨著計(jì)算機(jī)硬件的速度越來越快，制造一臺(tái)這樣特殊的機(jī)器的花費(fèi)已經(jīng)降到了十萬美元左右，而用它來保護(hù)十億美元的銀行，那顯然是不夠保險(xiǎn)了。另一方面，如果只用它來保護(hù)一臺(tái)普通服務(wù)器，那么DES確實(shí)是一種好的辦法，因?yàn)楹诳徒^不會(huì)僅僅為入侵一個(gè)服務(wù)器而花那么多的錢破解DES密文。

另一種非常著名的加密算法就是RSA了，RSA(Rivest-Shamir-Adleman)算法是基于大數(shù)不可能被質(zhì)因數(shù)分解假設(shè)的公鑰體系。簡單地說就是找兩個(gè)很大的質(zhì)數(shù)。一個(gè)對(duì)外公開的為"公鑰"（Prblic key） ，另一個(gè)不告訴任何人，稱為"私鑰"（Private key）。這兩個(gè)密鑰是互補(bǔ)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(shè)用戶甲要寄信給用戶乙，他們互相知道對(duì)方的公鑰。甲就用乙的公鑰加密郵件寄出，乙收到后就可以用自己的私鑰解密出甲的原文。由于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，由于每個(gè)人都知道乙的公鑰，他們都可以給乙發(fā)信，那么乙怎么確信是不是甲的來信呢？那就要用到基于加密技術(shù)的數(shù)字簽名了。

甲用自己的私鑰將簽名內(nèi)容加密，附加在郵件后，再用乙的公鑰將整個(gè)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后簽上自己的簽名，從而篡改了簽名）。這樣這份密文被乙收到以后，乙用自己的私鑰將郵件解密，得到甲的原文和數(shù)字簽名，然后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(shù)的應(yīng)用

加密技術(shù)的應(yīng)用是多方面的，但最為廣泛的還是在電子商務(wù),VPN和數(shù)據(jù)安全方面的應(yīng)用，下面就分別簡敘。

1、在電子商務(wù)方面的應(yīng)用

電子商務(wù)（E-business）要求顧客可以在網(wǎng)上進(jìn)行各種商務(wù)活動(dòng)，不必?fù)?dān)心自己的信用卡會(huì)被人盜用。在過去，用戶為了防止信用卡的號(hào)碼被竊取到，一般是通過電話訂貨，然后使用用戶的信用卡進(jìn)行付款。現(xiàn)在人們開始用RSA（一種公開/私有密鑰）的加密技術(shù)，提高信用卡交易的安全性，從而使電子商務(wù)走向?qū)嵱贸蔀榭赡堋?/p>

許多人都知道NETSCAPE公司是Internet商業(yè)中領(lǐng)先技術(shù)的提供者，該公司提供了一種基于RSA和保密密鑰的應(yīng)用于因特網(wǎng)的技術(shù)，被稱為安全插座層（Secure Sockets Layer，SSL）。

也許很多人知道Socket，它是一個(gè)編程界面，并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(wù)，SSL3.0現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用到了服務(wù)器和瀏覽器上，SSL2.0則只能應(yīng)用于服務(wù)器端。

SSL3.0用一種電子證書（electric certificate）來實(shí)行身份進(jìn)行驗(yàn)證后，雙方就可以用保密密鑰進(jìn)行安全的會(huì)話了。它同時(shí)使用"對(duì)稱"和"非對(duì)稱"加密方法，在客戶與電子商務(wù)的服務(wù)器進(jìn)行溝通的過程中，客戶會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Session Key，然后客戶用服務(wù)器端的公鑰將Session Key進(jìn)行加密，再傳給服務(wù)器端，在雙方都知道Session Key后，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是以Session Key進(jìn)行加密與解密的，但服務(wù)器端發(fā)給用戶的公鑰必需先向有關(guān)發(fā)證機(jī)關(guān)申請(qǐng)，以得到公證。

基于SSL3.0提供的安全保障，也可以在網(wǎng)上和合作伙伴交流商業(yè)信息并且讓供應(yīng)商把訂單和收貨單從網(wǎng)上發(fā)過來，這樣可以節(jié)省大量的紙張，為公司節(jié)省大量的電話、傳真費(fèi)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(wǎng)絡(luò)上完成的，使用專用網(wǎng)的費(fèi)用大大高于互聯(lián)網(wǎng)。正是這樣巨大的誘惑，才使人們開始發(fā)展因特網(wǎng)上的電子商務(wù)，但不要忘記數(shù)據(jù)加密。

2、加密技術(shù)在VPN中的應(yīng)用

現(xiàn)在，越多越多的公司走向國際化，一個(gè)公司可能在多個(gè)國家都有辦事機(jī)構(gòu)或銷售中心，每一個(gè)機(jī)構(gòu)都有自己的局域網(wǎng)LAN（Local Area Network），但在當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)人們的要求不僅如此，用戶希望將這些LAN連結(jié)在一起組成一個(gè)公司的廣域網(wǎng)，這個(gè)在現(xiàn)在已不是什么難事了。

事實(shí)上，很多公司都已經(jīng)這樣做了，但他們一般使用租用專用線路來連結(jié)這些局域網(wǎng) ，他們考慮的就是網(wǎng)絡(luò)的安全問題?，F(xiàn)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(lián)網(wǎng)連接這些局域網(wǎng)成為可能，這就是我們通常所說的虛擬專用網(wǎng)（Virtual Private Network ，VPN）。當(dāng)數(shù)據(jù)離開發(fā)送者所在的局域網(wǎng)時(shí)，該數(shù)據(jù)首先被用戶湍連接到互聯(lián)網(wǎng)上的路由器進(jìn)行硬件加密，數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上是以加密的形式傳送的，當(dāng)達(dá)到目的LAN的路由器時(shí)，該路由器就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，這樣目的LAN中的用戶就可以看到真正的信息了。

3、加密技術(shù)在電腦數(shù)據(jù)安全方面的應(yīng)用

現(xiàn)在電腦已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，并且在商業(yè)辦公中起著不可替代的作用。電腦中保存的重要數(shù)據(jù)和機(jī)密的數(shù)據(jù)的安全已經(jīng)成為所有電腦使用者十分重試的問題。無論是個(gè)人的電腦數(shù)據(jù)或公司的電腦數(shù)據(jù)，如果一旦泄密，造成的損失和影響將是巨大的。

至于加密軟件選擇上，也一定要慎重?，F(xiàn)在國內(nèi)的各種加密軟件很多，良莠不齊。所有選擇時(shí)一定選選擇成熟專業(yè)并且有良好服務(wù)的加密軟件。

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