关于计算机网络安全技术的一些要点

  • 1157 字

期末复习要点

网络安全基本概念

三网合一:计算机网络 电信网络 有线电视网
计算机网络:

  • 逻辑功能上:
    • 通信子网 通信链路和网络节点提供通信功能
    • 资源子网 计算机系统进行各种数据处理
  • 物理连接上:
    由计算机系统,通信链路和网络节点组成
    阿帕网(ARPANET):美国国防部高级研究计划局(ARPA)于1969年建立的世界上第一个分组交换网,是互联网的前身。
图源 Sara_喵酱 https://x.com/Saramiaoq0228

密码学

密码学的核心在于置换和代换。

古典密码

  • Caesar密码 :c = (m + 3) mod 26
  • Playfair密码:将明文分为两个字母一组,如果字母相同,插入一个字母,然后通过一个5*5的矩阵进行加密
    • 矩阵构造方法:将密钥词从左至右,从上而下排列,I/J等价,然后向后面填入剩下的
    • 加密方式:同行向右,同列向下,其他取行和对方列交点
  • Hill密码:将密文使用数字化为向量,然后乘一个矩阵,得到的再转为字母即为密文(如果太大就mod26,解密乘以逆矩阵即可
  • Vigenere密码:使用一个等长的密钥词,每个字母相加后mod 16即为密文
  • Enigma密码:使用转子,对每个字母进行多轮代换,反射,得到密文

    对称密码

  • S-DES:具体见 S-DES 这篇文章

    非对称密码

  • RSA:基于大整数质数分解困难性
    • 公钥加密,私钥解密被用于加密
    • 私钥加密,公钥解密被用于签名
  • ECC:基于椭圆曲线离散对数困难性
  • D-H:基于离散对数困难性,主要用于约定共享密钥,可能被ARP攻击

混淆与扩散

  • 混淆:使密文和明文之间的关系尽可能复杂,通常使用置换的方式
  • 扩散:使密文的统计特性与明文的统计特性尽可能不同,通常使用代换的方式

特征

对称密码加密较快,适合用于加密大量数据,但是如何传递密钥便成为一个很大问题
非对称密码加密和解密都较慢,除非是非常强调安全的环境,一般只用于传递重要信息,约定秘钥(如SSL)过程中

流密码和分组密码

流密码:每次加密一个字节,使用一个秘钥流。代表为Vinere密码和Vernam密码等
分组密码:每次加密一组字节,使用一个秘钥块。代表为DES,AES等,RSA也是通过分组完成的

Feistel结构

通过多次的轮函数,将明文分为两部分,然后通过置换、代换、异或等方式进行加密,随后进行迭代
Feistel结构能够很好的保证加密和解密的一致性,并且能够提高扩散和混合程度

三种模式

分别为预交换密钥,基于D-H算法等动态交换和分配秘钥,和基于RSA等方式的非对称加密

KDC模式

存在一个中心服务器,其和需要交流的两方都存在一个共享的对称密钥,在需要通信时,两方会向KDC发出请求,KDC验证后,将创建一个临时秘钥发给双方,从而实现通信

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