17、MAC算法：原理、应用与安全保障

MAC算法：原理、应用与安全保障

1. 电子信息安全与认证技术概述

在当今数字化时代，电子信息在计算机中存储、处理，并通过通信网络进行传输。然而，这些信息面临着被动和主动攻击的威胁。被动攻击中，攻击者试图获取传输数据的信息；而在主动攻击中，攻击者会尝试修改信息本身、声称的发送者和/或预期的接收者。

信息认证的加密技术主要关注数据的来源（数据来源认证）和数据的完整性，即数据未被修改。此外，及时性、与其他消息的顺序关系以及预期接收者等方面也很重要。信息认证在金融交易和电子商务领域尤为关键，同时在报警系统、卫星控制系统、分布式控制系统和访问控制系统等应用中也发挥着重要作用。未来，语音和视频的认证将变得越来越重要。

信息认证主要有三种机制：MAC算法（Message Authentication Code，消息认证码）、认证码和数字签名。前两种机制基于发送者和接收者之间共享的密钥。这意味着，如果发送者使用MAC算法或认证码对消息进行认证，随后又否认这一行为，由于接收者也可以进行同样的操作，因此无法证明是发送者进行了认证。从技术角度来看，MAC算法和认证码无法提供来源不可否认性。

MAC算法具有计算安全性，其安全的一个必要（但不充分）条件是攻击者的计算能力有限。认证码是组合对象，可以精确计算攻击成功的概率，且该概率与攻击者的计算能力无关。数字签名由W. Diffie和M. Hellman在1976年提出，能够以不可辩驳的方式确定数字信息的来源和内容。作为一种非对称加密技术，数字签名可以解决通信双方之间的纠纷。

2. MAC算法的应用与优缺点

MAC算法在银行业中已经使用了很长时间，早于20世纪70年代中期开始的密码学公开研究。不