國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的定義
為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立和采用的安全防范技術(shù)当纱，以保護(hù)計(jì)算機(jī)硬件抽兆、軟件和數(shù)據(jù)不因偶然和惡意的原因遭到破壞、更改和泄露
網(wǎng)絡(luò)安全威脅主要表現(xiàn)在
? 非授權(quán)訪問(wèn)
? 信息泄露或丟失
? 破壞數(shù)據(jù)完整性
? 拒絕服務(wù)攻擊DoS
? 利用網(wǎng)絡(luò)傳播病毒等
網(wǎng)絡(luò)安全包括五個(gè)基本要素
? 機(jī)密性
? 完整性
? 可用性
? 可控性
? 可審查性
網(wǎng)絡(luò)安全的分類
根據(jù)安全需求將其分為以下幾個(gè)部分
? 數(shù)據(jù)保密
? 數(shù)據(jù)完整性
? 身份驗(yàn)證
? 授權(quán)
? 不可抵賴和不可否認(rèn)
例如A給B發(fā)過(guò)數(shù)據(jù)，因此A不能抵賴和否認(rèn)曾經(jīng)給B發(fā)過(guò)數(shù)據(jù)
根據(jù)解決手段可以分為以下幾個(gè)
? 病毒防范
? 防火墻
? 存取控制（用戶是可以進(jìn)行讀功能送淆、寫功能還是兼?zhèn)渥x寫功能）
? 身份鑒別
? 安全綜合解決方案
? 根據(jù)威脅來(lái)源將其分為網(wǎng)絡(luò)攻擊行為、安全漏洞及惡意代碼等類別
密碼學(xué)
密碼學(xué)包括密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)
? 密碼編碼學(xué)：密碼體制的設(shè)計(jì)學(xué)
? 密碼分析學(xué)：在未知密碼的情況下從密文推演出明文的技術(shù)
相關(guān)術(shù)語(yǔ)
明文：信息的原始形式（plianttext怕轿，記為P）
密文：明文加密后的形式（ciphertext偷崩，記為C）
加密：明文變成密文的過(guò)程（encrypt，記為E）撞羽，加密通常是由加密算法實(shí)現(xiàn)的
解密：密文還原成明文的過(guò)程（decrypt阐斜，記為D），解密通常是由解密算法來(lái)實(shí)現(xiàn)的
密鑰：為了有效地控制加密和解密算法的實(shí)現(xiàn)诀紊，在其處理過(guò)程中要有通信雙方掌握的專門信息參與谒出，這種專門信息稱為密鑰（key，記為K）
根據(jù)密鑰的特點(diǎn)邻奠，密碼體制分為
非對(duì)稱密鑰體制和對(duì)稱密鑰體制兩種
1.對(duì)稱密鑰
又稱為傳統(tǒng)密鑰笤喳、秘密密鑰、私鑰加密（由加密和解密雙方秘密保管碌宴，不能讓第三方得到）杀狡、單鑰密鑰加密算法。即信息的發(fā)送方和接收方用一個(gè)密鑰去加密和解密數(shù)據(jù)贰镣。它的最大優(yōu)勢(shì)是加/解密速度快呜象，適合于對(duì)大數(shù)據(jù)量進(jìn)行加密，對(duì)稱加密的一大缺點(diǎn)是密鑰的管理與分配八孝，換句話說(shuō)董朝，如何把密鑰發(fā)送到需要解密你的消息的人的手里是一個(gè)問(wèn)題。在發(fā)送密鑰的過(guò)程中干跛，密鑰有很大的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被黑客們攔截∽咏現(xiàn)實(shí)中通常的做法是將對(duì)稱加密的密鑰進(jìn)行非對(duì)稱加密，然后傳送給需要它的人楼入。對(duì)稱密鑰體制的核心是加密和解密采用相同的密鑰哥捕。保密性僅取決于對(duì)密鑰的保密，而算法是公開的
對(duì)稱密鑰加密算法的執(zhí)行過(guò)程
?只有在發(fā)送方和接收方處才能得到明文嘉熊，在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程中一直是密文的狀態(tài)
替代密碼
將字母a,b,c,d,......,w,x,y,z的自然順序保持不變遥赚，但使之與D,E,F,G,......,X,A,B,C分別對(duì)應(yīng)：
密鑰為3
例如：明文caesar cipher對(duì)應(yīng)的密文為FDHVDU FLSKHU
置換密碼
按照某一規(guī)則重新排列消息中的比特或字符的順序，密鑰的目的是對(duì)列編號(hào)
密鑰：CIPHER
順序：145326
舉例：
明文
attack
begins
at two
密文 abaaitcnw tgtetkso
對(duì)稱密鑰加密算法分為兩類：
? 一次只對(duì)明文中的單個(gè)位（或字節(jié)）運(yùn)算的算法阐肤，稱為序列算法凫佛、序列密碼或流密碼（stream cipher）
? 對(duì)明文的一組位進(jìn)行運(yùn)算（這些位組稱為分組）讲坎，稱為塊密碼或分組密碼（block cipher）
分組密碼體制
數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES
DES是世界上第一個(gè)公認(rèn)的實(shí)用密碼算法標(biāo)準(zhǔn)，是一種典型的分組加密算法愧薛。加密前晨炕，先對(duì)整個(gè)的明文進(jìn)行分組，每一個(gè)組長(zhǎng)64位毫炉；使用密鑰64位瓮栗，對(duì)每一個(gè)64位分組進(jìn)行加密處理。最后將各組密文串接瞄勾，得出整個(gè)的密文
DES經(jīng)過(guò)總共16輪的替代和換位的變換后费奸，使得密碼分析者無(wú)法獲得該算法一般特性以外更多的信息
新一代加密標(biāo)準(zhǔn)AES
AES是一個(gè)迭代的、對(duì)稱密鑰分組的密碼进陡。算法可以使用128愿阐、192和256位密鑰，并且用128位分組加密和解密數(shù)據(jù)四濒，算法迭代次數(shù)由分組長(zhǎng)度和密鑰長(zhǎng)度共同決定
AES算法在每一輪都采用置換和代替并行地處理整個(gè)數(shù)據(jù)分組换况，這個(gè)分組被編排為一個(gè)稱作狀態(tài)陣列的4x4字節(jié)矩陣。AES算法的加密實(shí)際上就是對(duì)輸入狀態(tài)陣列進(jìn)行一系列運(yùn)算纏身輸出的過(guò)程
2.非對(duì)稱加密算法
公開密鑰體制的方法也叫做非對(duì)稱加密算法盗蟆，需要公開密鑰（public key）和私有密鑰（private key）兩個(gè)密鑰。非對(duì)稱加密為數(shù)據(jù)的加密與解密提供了一個(gè)非常安全的方法舒裤，它使用了一對(duì)密鑰喳资，公鑰（public key）和私鑰（private key）。私鑰只能由一方安全保管腾供，不能外泄仆邓，而公鑰則可以發(fā)給任何請(qǐng)求它的人。非對(duì)稱加密使用這對(duì)密鑰中的一個(gè)進(jìn)行加密伴鳖，而解密則需要另一個(gè)密鑰节值。公開密鑰（加密密鑰）和非對(duì)稱加密解密算法是公開的，但私有密鑰（解密密鑰）是保密的搞疗，由密鑰的主人妥善保管豌汇。公開密鑰體制中最著名的是RSA算法
比如佛嬉，你向銀行請(qǐng)求公鑰号枕，銀行將公鑰發(fā)給你钝腺，你使用公鑰對(duì)消息加密皿桑，那么只有私鑰的持有人--銀行才能對(duì)你的消息解密沟绪。與對(duì)稱加密不同的是，銀行不需要將私鑰通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去钝凶，因此安全性大大提高。 目前最常用的非對(duì)稱加密算法是RSA算法。公鑰機(jī)制靈活掏湾，但加密和解密速度卻比對(duì)稱密鑰加密慢得多
公開密鑰密碼體制
公開密鑰算法的特點(diǎn)：
? 發(fā)送者用加密密鑰PK對(duì)明文X加密后雳窟，在接受者用解密密鑰SK解密誉结，即可恢復(fù)出明文以舒，
或?qū)憺镈SK（EPK（X））= X
? 加密密鑰是公開的，但不能用它來(lái)解密艰赞，即
DPK（EPK（X））≠ X
? 在計(jì)算機(jī)上可容易地產(chǎn)生成對(duì)的PK和SK
? 從已知的PK實(shí)際上不可能推導(dǎo)出SK
? 加密和解密算法都是公開的
雖然非對(duì)稱加密很安全雌澄，但是和對(duì)稱加密比起來(lái)魁莉，它非常的慢睬涧，所以我們還是要用對(duì)稱加密來(lái)傳送消息募胃，但對(duì)稱加密所使用的密鑰我們可以通過(guò)非對(duì)稱加密的方式發(fā)送出去。為了解釋這個(gè)過(guò)程畦浓，請(qǐng)看下面的例子：
（1） Alice需要在銀行的網(wǎng)站做一筆交易痹束，她的瀏覽器首先生成了一個(gè)隨機(jī)數(shù)作為對(duì)稱密鑰。
（2） Alice的瀏覽器向銀行的網(wǎng)站請(qǐng)求公鑰讶请。
（3） 銀行將公鑰發(fā)送給Alice祷嘶。
（4） Alice的瀏覽器使用銀行的公鑰將自己的對(duì)稱密鑰加密。
（5） Alice的瀏覽器將加密后的對(duì)稱密鑰發(fā)送給銀行夺溢。
（6） 銀行使用私鑰解密得到Alice瀏覽器的對(duì)稱密鑰论巍。
（7） Alice與銀行可以使用對(duì)稱密鑰來(lái)對(duì)溝通的內(nèi)容進(jìn)行加密與解密了
數(shù)字簽名和消息認(rèn)證
除了信息的保密之外，如何保證信息的來(lái)源方是真實(shí)的企垦，保證收到的信息的可靠的而沒(méi)有被非法篡改也是非常重要的缚甩。認(rèn)證包括對(duì)用戶身份的認(rèn)證和對(duì)消息正確性的認(rèn)證兩種方式
用戶認(rèn)證用于鑒別用戶的身份是否是合法用戶，可以利用數(shù)字簽名技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的
消息認(rèn)證（又稱報(bào)文鑒別）主要用于驗(yàn)證所受到的消息確實(shí)是來(lái)自真正的發(fā)送方且未被修改的消息肛度，也可以驗(yàn)證消息的順序和及時(shí)性
消息認(rèn)證
用于消息認(rèn)證最常用的是消息認(rèn)證碼（MAC）和散列函數(shù)
消息認(rèn)證碼是在一個(gè)密鑰的控制下將任意長(zhǎng)的消息映射到一個(gè)簡(jiǎn)短的定長(zhǎng)數(shù)據(jù)分組夕春，將它附加在消息后。接受者通過(guò)重新計(jì)算MAC來(lái)對(duì)消息進(jìn)行認(rèn)證
數(shù)字簽名
又稱公鑰數(shù)字簽名荧降，是只有信息的發(fā)送者才能產(chǎn)生的別人無(wú)法偽造的一段數(shù)字串接箫，這段數(shù)字串同時(shí)也是對(duì)信息的發(fā)送者發(fā)送信息真實(shí)性的一個(gè)有效證明。它是一種類似寫在紙上的普通的物理簽名朵诫，但是使用了公鑰加密領(lǐng)域的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的辛友，用于鑒別數(shù)字信息的方法。一套數(shù)字簽名通常定義兩種互補(bǔ)的運(yùn)算剪返，一個(gè)用于簽名废累，另一個(gè)用于驗(yàn)證。數(shù)字簽名是非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)的應(yīng)用
當(dāng)通信雙方發(fā)生了下列情況時(shí)脱盲，數(shù)字簽名技術(shù)能夠解決引發(fā)的爭(zhēng)端：
否認(rèn)：發(fā)送方不承認(rèn)自己發(fā)送過(guò)某一報(bào)文
偽造：接收方自己偽造一份報(bào)文邑滨，并聲稱它來(lái)自發(fā)送方
冒充：網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)用戶冒充另一個(gè)用戶接收或發(fā)送報(bào)文
篡改：接收方對(duì)收到的信息進(jìn)行篡改
每個(gè)人都有一對(duì)“鑰匙”（數(shù)字身份），其中一個(gè)只有她/他本人知道（密鑰）钱反，另一個(gè)公開的（公鑰）掖看。簽名的時(shí)候用密鑰，驗(yàn)證簽名的時(shí)候用公鑰面哥。又因?yàn)槿魏稳硕伎梢月淇盥暦Q她/他就是你哎壳，因此公鑰必須向接受者信任的人（身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)）來(lái)注冊(cè)。注冊(cè)后身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)給你發(fā)一數(shù)字證書尚卫。對(duì)文件簽名后归榕，你把此數(shù)字證書連同文件及簽名一起發(fā)給接受者，接受者向身份認(rèn)證機(jī)構(gòu)求證是否真地是用你的密鑰簽發(fā)的文件
目前應(yīng)用最廣泛的數(shù)字簽名包括
? Hash簽名
? DSS簽名
? RSA簽名
? ELGamal數(shù)字簽名
采用公鑰的數(shù)字簽名
若Alice要抵賴曾發(fā)送報(bào)文給Bob焕毫，Bob可將P及DA(P)出示給第三者蹲坷。第三者很容易證實(shí)Alice確實(shí)發(fā)送X給Bob
如何解決兩個(gè)實(shí)體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱密鑰的共享驶乾？
具有公信力的密鑰分發(fā)中心KDC（Key distribution center）來(lái)作為諸多實(shí)體間的中介
密鑰分發(fā)中心KDC
Alice、Bob需要共享對(duì)稱密鑰
KDC：為每個(gè)注冊(cè)的用戶提供不同的密鑰服務(wù)
Alice循签，Bob在KDC注冊(cè)后獲取了自己的對(duì)稱密鑰级乐，KA-KDC KB-KDC
當(dāng)Alice獲取Bob的公鑰時(shí)（可以從網(wǎng)站、E-mail县匠，甚至軟盤）风科，如何能夠使她相信這就是Bob的公鑰，而不是Trudy的乞旦？
具有公信力的認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA（Certification authority）
認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA為特定的實(shí)體管理公開密鑰贼穆。實(shí)體（個(gè)人或路由器）可以在CA注冊(cè)公開密鑰
實(shí)體提供“身份證明”給CA，CA創(chuàng)建信任狀給實(shí)體與公開密鑰進(jìn)行綁定兰粉，由CA對(duì)信任狀進(jìn)行數(shù)字簽名
當(dāng)Alice需要Bob的公開密鑰時(shí)：
獲取Bob信任狀（從Bob或其他什么地方）故痊，把CA提供的公開密鑰對(duì)Bob的信任狀進(jìn)行認(rèn)證和解碼，從而得到Bob的公開密鑰
?既然是加密玖姑，那肯定是不希望別人知道我的消息愕秫，所以只有我才能解密，所以可得出公鑰負(fù)責(zé)加密焰络，私鑰負(fù)責(zé)解密戴甩；同理，既然是簽名闪彼，那肯定是不希望有人冒充我發(fā)消息甜孤，只有我才能發(fā)布這個(gè)簽名，所以可得出私鑰負(fù)責(zé)簽名畏腕，公鑰負(fù)責(zé)驗(yàn)證
整體過(guò)程
1.鮑勃有兩把鑰匙缴川，一把是公鑰，另一把是私鑰
2.鮑勃把公鑰送給他的朋友們----帕蒂描馅、道格二跋、蘇珊----每人一把
3.蘇珊要給鮑勃寫一封保密的信。她寫完后用鮑勃的公鑰加密流昏，就可以達(dá)到保密的效果
4.鮑勃收信后，用私鑰解密吞获，就看到了信件內(nèi)容况凉。這里要強(qiáng)調(diào)的是，只要鮑勃的私鑰不泄露各拷，這封信就是安全的刁绒，即使落在別人手里，也無(wú)法解密
5.鮑勃給蘇珊回信烤黍，決定采用"數(shù)字簽名"知市。他寫完后先用Hash函數(shù)傻盟，生成信件的摘要（digest）
6.然后，鮑勃使用私鑰嫂丙，對(duì)這個(gè)摘要加密娘赴，生成"數(shù)字簽名"（signature）
7.鮑勃將這個(gè)簽名，附在信件下面跟啤，一起發(fā)給蘇珊
8.蘇珊收信后诽表，取下數(shù)字簽名，用鮑勃的公鑰解密隅肥，得到信件的摘要竿奏。由此證明，這封信確實(shí)是鮑勃發(fā)出的
9.蘇珊再對(duì)信件本身使用Hash函數(shù)腥放，將得到的結(jié)果泛啸，與上一步得到的摘要進(jìn)行對(duì)比。如果兩者一致秃症，就證明這封信未被修改過(guò)
摘要是不能反推出內(nèi)容的候址，但是有些不懷好意的人可能根本不想知道信件的內(nèi)容，他就是想讓你相信內(nèi)容是他發(fā)送的而已伍纫。但是如果摘要需要進(jìn)行加密宗雇，不懷好意的人用他自己的私鑰進(jìn)行加密后，你用真實(shí)發(fā)送方的公鑰是解不開的莹规。所以數(shù)字簽名可以保證內(nèi)容確實(shí)是由發(fā)送方發(fā)送的赔蒲，而且內(nèi)容沒(méi)有被篡改
10.復(fù)雜的情況出現(xiàn)了。道格想欺騙蘇珊良漱，他偷偷使用了蘇珊的電腦舞虱，用自己的公鑰換走了鮑勃的公鑰。此時(shí)母市，蘇珊實(shí)際擁有的是道格的公鑰矾兜，但是還以為這是鮑勃的公鑰。因此患久，道格就可以冒充鮑勃椅寺，用自己的私鑰做成"數(shù)字簽名"，寫信給蘇珊蒋失，讓蘇珊用假的鮑勃公鑰進(jìn)行解密
11.后來(lái)返帕，蘇珊感覺(jué)不對(duì)勁，發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法確定公鑰是否真的屬于鮑勃篙挽。她想到了一個(gè)辦法荆萤，要求鮑勃去找"證書中心"（certificate authority，簡(jiǎn)稱CA），為公鑰做認(rèn)證链韭。證書中心用自己的私鑰偏竟，對(duì)鮑勃的公鑰和一些相關(guān)信息一起加密，生成"數(shù)字證書"（Digital Certificate）
12.鮑勃拿到數(shù)字證書以后敞峭，就可以放心了踊谋。以后再給蘇珊寫信，只要在簽名的同時(shí)儡陨，再附上數(shù)字證書就行了
13.蘇珊收信后褪子，用CA的公鑰解開數(shù)字證書，就可以拿到鮑勃真實(shí)的公鑰了骗村，然后就能證明"數(shù)字簽名"是否真的是鮑勃簽的
"數(shù)字證書"的實(shí)例
1.首先嫌褪，客戶端向服務(wù)器發(fā)出加密請(qǐng)求
2.服務(wù)器用自己的私鑰加密網(wǎng)頁(yè)以后，連同本身的數(shù)字證書胚股，一起發(fā)送給客戶端
3.客戶端（瀏覽器）的"證書管理器"笼痛，有"受信任的根證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)"列表±虐瑁客戶端會(huì)根據(jù)這張列表缨伊，查看解開數(shù)字證書的公鑰是否在列表之內(nèi)
4.如果數(shù)字證書記載的網(wǎng)址，與你正在瀏覽的網(wǎng)址不一致进宝，就說(shuō)明這張證書可能被冒用刻坊，瀏覽器會(huì)發(fā)出警告
5.如果這張數(shù)字證書不是由受信任的機(jī)構(gòu)頒發(fā)的，瀏覽器會(huì)發(fā)出另一種警告
6.如果數(shù)字證書是可靠的党晋，客戶端就可以使用證書中的服務(wù)器公鑰谭胚，對(duì)信息進(jìn)行加密，然后與服務(wù)器交換加密信息
