安全协议的分析与例子

安全协议

• 通常情况下，使用密码学技术通过一些短消息的交换就可以建立一个安全信道，这个信道可以保护所传输的信息免受各种安全攻击，然后通信双方就可以使用这个信道进行数据通信。
  1.建立一个安全的信道，我们至少需要完成两项工作：
  a)A和B之间双向的身份认证
  b)A和B之间达成新的通信密钥k（又称会话密钥）【密钥协商】
  2.然后，他们可以使用k和相应的密码学算法进行安全通信
• 一个安全信道可以提供以下安全服务：
  保密性：只有被授权的人才能访问信息
  完整性：消息在传输过程中未被更改
  消息认证：消息的来源可以被验证
  不可否认性：消息的发送者无法否认其生成了信息

攻击模型

攻击模型定义了攻击者的能力。一般的假设是攻击者可以是内部人士也可以是外部人士，他一般具有以下能力：

• 攻击者可以监听通信
• 攻击者可以篡改消息
• 攻击者可以伪造消息
• 攻击者可以改变消息的传播路径
• 攻击者可以重放消息

使用对称密钥进行身份认证

使用公钥体制

假设PUB_A和PRI_A分别是Alice的公钥和私钥，PUB_B和PRI_B分别是Bob的公钥和私钥，{}表示加密操作，[]表示签名操作。
注意：认证和加密不能使用相同的密钥对；

会话密钥

会话密钥K的目的是限制主密钥加密数据的数量，对每次新的会话都会使用新的会话密钥
会话密钥可以用来为传递的信息提供机密性和完整性的保护，其完整性可以通过MAC实现

双向认证+密钥协商

利用时间戳的双向认证+密钥协商+PFS

注意：协议中的签名和加密的顺序不能颠倒

实用协议分析

SSH

SSL

IPSec协议

代码练习

c/c++密码学算法实现在：
/usr/include/openssl/

java密码学算法实现在：
java.security.*