北京大学网络信息安全课件-消息验证与数字签名

消息验证与数字签名本课件介绍了网络信息安全中消息验证与数字签名的基本概念、原理和应用，以及相关的安全协议和标准课程介绍信息安全概述消息验证和数字签名本课程将介绍信息安全的基本概重点讲解消息验证和数字签名技念，包括数据保密性、完整性、可术，并分析其工作原理和应用场用性、身份验证等景网络安全协议探讨常见的网络安全协议，如Kerberos、PKI、TLS/SSL等信息安全基本概念机密性1信息仅可被授权者访问完整性2信息不被恶意篡改可用性3信息在需要时可以被访问数字签名的基本原理验证身份确保完整性防止抵赖123数字签名通过加密技术验证发送数字签名可以检测信息在传输过数字签名可以防止发送者事后否者的身份，确保信息来源的可靠程中是否被篡改，保证信息的完认发送信息，有效地保障信息的性整性和真实性安全性和可信度消息验证的重要性确保消息完整性验证消息来源增强安全性验证消息在传输过程中是否被篡改，保确认消息发送者的身份，防止伪造和欺提高数据传输和存储的安全性，抵御各证数据的真实性和可靠性诈行为种攻击，保护用户隐私和数据安全单向哈希函数不可逆快速计算无法从哈希值反推出原始数哈希函数可以高效地对任意长据度的数据进行运算唯一性不同数据产生不同的哈希值，即使数据略微改变也会导致哈希值明显不同哈希函数的性质和应用单向性1哈希函数不可逆，无法从哈希值反推原始数据抗碰撞性2难以找到两个不同的输入，产生相同的哈希值敏感性3输入数据即使微小的变化，也会导致哈希值显著改变应用场景4密码存储、数据完整性验证、数字签名等数字签名的工作原理生成签名验证签名发送方使用私钥对哈希值进行加密，生成数字签名接收方使用公钥解密数字签名，并将其与消息的哈希值进行比较非对称加密算法RSA公钥私钥公开的密钥，用于加密数据私密的密钥，用于解密数据数字证书及其应用身份验证数据加密数字证书用于验证用户和服务数字证书可以用于加密数据，器的身份，确保通信的安全性防止未经授权的访问和修改和可靠性电子签名数字证书可用于创建和验证电子签名，保证交易的完整性和合法性数字签名的优缺点优点优点缺点缺点数字签名提供了一种安全可数字签名可以作为法律证需要使用密钥，而密钥的管数字签名依赖于加密技术，靠的方式来验证消息的完整据，证明信息的真实性和完理和安全是一个重要的挑战.而加密技术的安全性可能会性和来源.整性.受到攻击.消息认证码HMAC密钥生成HMAC使用密钥生成一个唯一的哈希值，确保消息的完整性和真实性消息拼接将密钥和消息进行拼接，并使用哈希函数进行加密处理验证身份接收者使用相同的密钥验证HMAC值，确保消息未被篡改，身份得到验证的工作原理HMAC密钥哈希消息认证码消息完整性验证HMAC是一种使用密钥来验证消息完整性的算法接收方使用相同的密钥，对接收到的消息计算HMAC值，与发送方提供的HMAC值进行比较HMAC结合了哈希函数和密钥，对消息进行加密，生成一个固定长度的哈希值如果两个HMAC值一致，则证明消息没有被篡改的优势HMAC安全性可靠性12HMAC使用密钥对消息进行HMAC算法不易受到攻击，哈希运算，确保消息的完整可以有效防止消息被篡改性和真实性广泛适用3HMAC广泛应用于各种网络协议和应用中，例如SSL/TLS、IPsec等密钥管理的挑战密钥生成1安全可靠的密钥生成是基础密钥存储2安全存储密钥防止泄露密钥分发3安全可靠地分发密钥密钥备份4防止密钥丢失密钥分发中心KDCKDC的作用KDC的优势负责安全地分发密钥给用户，以便用户在网络上进行身份验证和数据加密KDC可以减少用户之间的密钥管理工作量，提高系统的安全性123KDC的工作流程用户首先向KDC请求密钥，KDC验证用户的身份，然后生成一个加密的密钥，并将其发送给用户认证协议Kerberos安全认证1提供身份验证和数据机密性集中式管理2使用密钥分发中心KDC管理密钥票据系统3使用票据进行身份验证和授权的工作流程Kerberos身份验证请求票据生成12客户端向KDC发送身份验证KDC生成包含客户端身份信请求，包含其用户名和服务息的票据，并将其发送给客名户端服务验证会话密钥分配34客户端向服务端发送票据，KDC分配会话密钥给客户端服务端向KDC验证票据的真和服务端，用于后续的加密实性通信公钥基础设施PKI公钥基础设施的核心组成部分的应用PKI PKIPKIPKI是一个以公钥密码为基础的安全基PKI包括证书颁发机构CA、注册机构PKI广泛应用于电子商务、电子政务、础设施，它提供了一套标准和技术，用RA、证书管理系统CMS和证书撤网络安全等领域，例如数字签名、身份于管理、分发和使用数字证书数字证销列表CRL等组件认证、数据加密和安全通信书作为一种身份证明，可以用来验证身份、确保数据完整性和非否认性证书授权中心CA颁发数字证书管理证书生命周期维护信任体系CA负责为用户颁发数字证书，验证其身CA管理证书的颁发、更新和撤销CA是整个PKI信任体系的核心，确保证份书的可靠性证书撤销列表CRL证书状态1有效或无效证书序列号2撤销原因3撤销日期4证书撤销列表（CRL）是一个包含被撤销证书的列表它包含以下信息证书序列号、撤销原因、撤销日期和证书状态数字证书的验证过程证书来源验证证书有效期验证验证证书颁发机构的真实性检查证书是否在有效期内证书完整性验证证书撤销验证验证证书内容是否被篡改检查证书是否被撤销数字签名的应用场景电子商务公文流转金融交易移动支付保证交易的真实性和完整确保文件来源可靠，防止文确保资金安全，防止资金被保护用户隐私，防止个人信性，防止信息篡改和伪造件被伪造或篡改盗或非法转移息被盗用电子商务中的数字签名身份验证数据完整性不可否认性123确保交易双方身份真实性，防止保证交易信息不被篡改，确保交防止交易双方否认交易行为，确身份盗用和欺诈易内容真实可靠保交易责任明确数字签名在公文流转中的应用确保公文完整性身份验证提高效率数字签名可以防止公文被篡改，确保其公文签署者可以通过数字签名验证其身数字签名可以简化公文流转流程，减少内容在传输过程中保持一致份，确保签署者是合法授权的人员人工审核，提高审批效率数字签名在金融交易中的应用身份验证交易完整性不可否认性数字签名验证交易方的身份，防止冒充确保交易内容不被篡改，保证交易的真交易双方无法抵赖自己的行为，确保交和欺诈实性和可靠性易的合法性移动支付中的数字签名安全交易身份认证数据隐私数字签名验证交易的真实性和完整性，确保用户身份的真实性，防止他人冒充保护支付信息的安全，防止数据泄露防止欺诈和盗窃进行支付其他应用场景代码签名文档签名电子投票确保软件的完整性和来源的真实性验证文档的真实性和完整性，防止篡确保投票的安全性，防止作弊改未来发展趋势量子密码学区块链技术人工智能量子密码学将为数字签名提供更强的安区块链技术可以用于构建去中心化的数人工智能可以用于自动生成和验证数字全性，抵御量子计算机的攻击字签名系统，提高透明度和可信度签名，提高效率和安全性课程小结本课程介绍了消息验证和数字签名的基本原理、工作机制、应用场景以及未来发展趋势，为同学们深入学习网络安全提供了基础知识通过学习，同学们应该能够理解消息验证和数字签名的重要性，掌握相关技术原理和应用方法，并能够在实际应用中运用这些知识来保护数据安全。