第七讲 密钥管理技术

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第七讲 密钥管理技术

2024-07-06 20:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

密钥管理的重要性 所有的密码技术都依赖于密钥。决定整个密码体制安全性的因素将是密钥的保密性。 在考虑密码系统的应用设计时,特别是在商用系统的设计时,需要解决的核心问题是密钥管理问题,而不是密码算法问题。 密钥的管理本身是一个很复杂的课题,而且是保证安全性的关键点。 密钥管理的目的和要求

密钥管理是一门综合性的技术,涉及密钥的产生、检验、分发、传递、保管、使用、销毁的全部过程,还与密钥的行政管理制度以及人员的素质密切相关。

密钥管理的目的

维持系统中各实体之间的密钥关系,以抗击各种可能的威胁:

密钥的泄露 秘密密钥或公开密钥的身份的真实性丧失 未经授权使用 密钥管理系统的要求 密钥难以被非法窃取 在一定条件下获取了以前的密钥用处也很小 密钥的分配和更换过程对用户是透明的 密钥管理的原则

全程安全原则 必须在密钥的产生、存储、备份、分发、组织、使用、更新、终止和销毁等的全过程中对密钥采取妥善的安全管理。

最小权利原则 应当只分发给用户进行某一事物处理所需的最小的密钥集合

责任分离原则 一个密钥应当转职一种功能,不要让一个密钥兼任几种功能

密钥分级原则 可减少受保护的密钥的数量,又可简化密钥的管理工作。一般可将密钥划分为三级:主密钥,二级密钥,初级密钥。

密钥更新原则 密钥必须按时更新。否则,即使是采用很强的密码算法,使用时间越长,敌手截获的密文越多,破译密码的可能性就越大

密钥应当有足够的长度 密码安全的一个必要条件是密钥有足够的的长度。密钥越长,密钥空间就越大,攻击就越困难,因而也就越安全。

密码体制不同,密钥管理也不相同 由于传统密码体制与公开密钥密码体制是性质不同的两种密码,因此它们在密钥管理方面有很大的不同。

对称密钥管理技术 密钥分配 需求: ① 通信双方共享密钥,且不为他人所知 ② 为保证通信安全,密钥必须经常变动 密钥分配方法: ① 密钥由A选择,并亲自交给B(人工) ② 第三方选择密钥吼亲自交给A和B(人工) ③ A或B使用最近使用过的密钥加密新密钥再发给另一方 ④ A和B与第三方C均有秘密通道,则C可将密钥分别秘密发给A和B 典型的对称密钥分配模式: 密钥分配中心(KDC)负责分发密钥给需要的用户。 image image 分散式密钥控制 image 其他密钥分配方案 image 随机数的应用 密钥分配时的临时交互号nonce,防止重放攻击 会话密钥产生 RSA公钥加密中密钥的产生 密文分组连接、密文反馈链接和输出反馈链接使用的IV

BBS发生器是现在产生安全伪随机数的普遍方法。它的安全性是基于大数分解的困难。

公钥密码的管理技术 密钥分配 ① 公钥分配 ② 公钥密码用于传统密码体制的密钥分配 公钥分配方法 ① 公钥的公开发布 ② 公钥可访问目录 ③ 公钥授权 ④ 公钥证书 公开发布 方法简便 缺乏安全性,任何人都可以伪造其他人的公钥 image 公开可访问目录 类似于电话号码簿 用户注册必须通过安全的认证通信 缺点:一旦攻击者获得管理员的私钥即可以传递伪造的公钥。 image 公钥授权

image 参数\(N_1\)用来防重放、验证身份,参数\(N_2\)只用来验证身份。

公钥证书 通信双方使用证书来交换密钥,而不是通过公钥管理员 证书包含用户编号和公钥,由证书管理员产生。 \(C_A=E_{KRauth}[T,ID_A,K_{Ua}]\) image 利用公钥密码分配传统密码体制的密钥 简单的密钥分配 具有保密性和真实性的密钥分配 混合方法 利用公钥密码分配主密钥 利用主密钥实现秘密的会话密钥分配 KDC与每一个用户分别共享一个秘密的主密钥 简单的密钥分配 协议简单 可以抗窃听攻击 容易受中间人攻击:重放截获的信息、对消息进行替换 image 具有保密性和真实性的密钥分配方法

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Diffie-Hellman密钥交换

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举例说明: image 一个方便理解的图: image 该算法仅能完成密钥交换,使得两个用户可以安全地交换密钥,用于后续的通讯过程, 算法的安全性建立在: ① 求关于素数的模素数幂运算相对容易 ② 计算离散对数非常困难 ③ 对于大素数,求离散对数被认为不可行 容易受到中间人攻击 image


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