消息认证和杂凑函数.ppt

消息认证和杂凑函数
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消息认证码
杂凑函数
MD5杂凑算法
安全杂凑算法
HMAC
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第1章曾介绍过信息安全所面临的基本攻击类型，包括被动攻击和主动攻击。抗击被动攻击的方法是前面已介绍过的加密，本章介绍的消息认证则是用来抗击主动攻击的。
消息认证是一个过程，用以验证接收消息的真实性（的确是由它所声称的实体发来的）和完整性（未被篡改、插入、删除），同时还用于验证消息的顺序性和时间性（未重排、重放、延迟）。
除此之外，在考虑信息安全时还需考虑业务的不可否认性，即防止通信双方中的某一方对所传输消息的否认。实现消息的不可否认性可通过数字签字，数字签字也是一种认证技术，它也可用于抗击主动攻击。
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消息认证机制和数字签字机制都有产生认证符的基本功能，这一基本功能又作为认证协议的一个组成部分。
认证符是用于认证消息的数值，它的产生方法又分为
消息认证码MAC（message authentication code）
杂凑函数（hash function）
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§ 消息认证码
消息认证码的定义及使用方式
消息认证码是指消息被一密钥控制的公开函数作用后产生的、用作认证符的、固定长度的数值，也称为密码校验和。
此时需要通信双方A和B共享一密钥K。设A欲发送给B的消息是M，A首先计算MAC=CK(M)，其中CK(·)是密钥控制的公开函数，然后向B发送M‖MAC，B收到后做与A相同的计算，求得一新MAC，并与收到的MAC做比较
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MAC的基本使用方式
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如果仅收发双方知道K，且B计算得到的MAC与接收到的MAC一致，则这一系统就实现了以下功能：
接收方相信发送方发来的消息未被篡改，这是因为攻击者不知道密钥，所以不能够在篡改消息后相应地篡改MAC，而如果仅篡改消息，则接收方计算的新MAC将与收到的MAC不同。
接收方相信发送方不是冒充的，这是因为除收发双方外再无其他人知道密钥，因此其他人不可能对自己发送的消息计算出正确的MAC。
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MAC函数与加密算法类似，不同之处为MAC函数不必是可逆的，因此与加密算法相比更不易被攻破。
上述过程中，由于消息本身在发送过程中是明文形式，所以这一过程只提供认证性而未提供保密性。
为提供保密性可在MAC函数以后或以前进行一次加密，而且加密密钥也需被收发双方共享。
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§ 产生MAC的函数应满足的要求
使用加密算法（单钥算法或公钥算法）加密消息时，其安全性一般取决于密钥的长度。
如果加密算法没有弱点，则敌手只能使用穷搜索攻击以测试所有可能的密钥。如果密钥长为k比特，则穷搜索攻击平均将进行2k-1个测试。特别地，对惟密文攻击来说，敌手如果知道密文C，则将对所有可能的密钥值Ki执行解密运算Pi=DKi(C)，直到得到有意义的明文。
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