身份认证与数字签名技术.ppt

1、身份认证与数字签名技术,网络安全研究性专题：专题二,内容提要,身份认证 数字签名 例子 PGP, OAuth HTTPS, SSL,TLS 浏览器中的根证书 公钥基础设施PKI,2,身份认证,身份认证: 识别、确认数据或实体(datum or entity)的真实性的行为 真实世界中的身份认证 the ownership factors the knowledge factors the inherence factors,3,身份认证,网络环境中的身份认证 静态密码 IC卡 短信密码 动态口令 USB Key 生物识别 双因素认证 ,4,数字签名,数字签名(Digital Signature

2、):以电子形式存在于数据信息之中的，或作为其附件的或逻辑上与之有联系的数据，可用于辨别数据签署人的身份，并表明签署人对数据信息中包含的信息的认可。 保证信息传输的完整性 对发送者的身份认证 防止交易中的抵赖发生,5,数字签名要保证的,签名是可信的 签名是不可伪造的 签名是不可重用的 签名后的文件是不可变的 签名是不可抵赖的,6,数字签名的过程,7,数字签名的过程,8,数字签名的过程,9,摘要算法,alder8, adler16, adler32, ap hash, bdkr, cksum, cksum mpeg2, crc8, crc16, crc16 ccitt, crc16 ibm, cr

3、c16 x25, crc16 xmodem, crc16 zmodem, crc24, crc32, crc32 bzip2, crc32 jamcrc, crc32 mpeg2, crc64, crc64 ecma, djb hash, dha256, edonley/emule, elf32, fletcher8, fletcher16, fletcher32, fnv0-32, fnv0-64, fnv1-32, fnv1-64, fnv1a-32, fnv1a-64, fork256, ghash3, ghash5, gost, has160, haval (128, 160, 192

4、, 224, 256 bits) (3, 4, 5 passes), jhash, js hash, md2, md4, md5, panama, pjw32, ripemd128, ripemd160, ripemd256, ripemd320, rs hash, sdbm, sha0, sha1, sha224, sha256, sha384, sha512, size64, snefru2 (128, 256 bits) (4, 8 passes), sum8, sum16, sum24, sum32, sum64, sumbsd, sumsyv, tiger128, tiger160,

5、 tiger192, tiger2, tiger tree, tiger tree 2, whirlpool0, whirlpool1, whirlpool2, xor8, xum32, SFV, MD5, SHA1/SHA2, .,网络安全研究性专题：0112周 MD5: Zh4n/t19EDq5Hab7ZSkhmg= SHA1: jxcNnZQztzxxoHTi3U425g59B5w= 网络安全研究性专题：0113周 MD5: pGyHcQwnOilocHh5AFpfsA= SHA1: Fn9pyLzF9ruT4raPBxKN04QUqVI=,10,数字签名的过程,11,数字签名的过程,1

6、2,验证签名的过程,13,验证签名的过程,14,验证签名的过程,15,上述过程是否满足,签名是可信的 签名是不可伪造的 签名是不可重用的 签名后的文件是不可变的 签名是不可抵赖的,16,思考？,在此基础上要实现信息的保密性，如何做？,17,例一: PGP加密技术,PGP (Pretty Good Privacy): 使用RSA公钥加密体系的邮件加密技术 PGP加密技术的创始人是美国的Phil Zimmermann。他的创造性地把RSA公钥体系和传统加密体系的结合起来，并且在数字签名和密钥认证管理机制上有巧妙的设计，因此PGP成为目前几乎最流行的公钥加密软件包。,18,例一: PGP加密技术,1

7、9,例一: PGP加密技术,20,例一: PGP加密技术,21,思考？,Bob如何能确定邮件是Alice发的？,22,PGP加密软件,23,PGP加密软件,24,PGP加密软件,25,PGP加密软件,26,PGP加密软件,27,例二: OAuth,28,例二: OAuth,29,例二: OAuth,30,例二: OAuth,31,例二: OAuth,32,例二: OAuth,33,例二: OAuth,34,例二: OAuth,35,例二: OAuth2,36,为什么要有2 签名算法太复杂 获取token的方式单一 性能和可伸缩性比较差,例二: OAuth2,37,为什么要有2 签名算法太复杂

8、获取token的方式单一 性能和可伸缩性比较差 2.0的改进 角色分离 去除签名 多种获取token的方式,例二: OAuth2,38,资源拥有者：一个实体能够授权访问一个受保护的资源。当资源拥有者是一个人,它就称为一个终端用户。 资源服务器：用于接收第三方客户端发送的访问令牌，并返回第三方应用所需的相关数据，或返回相关应用业务的结果。 第三方客户端：第三方应用系统通过开放平台入口，访问内部服务，从而完成跨域的业务整合。例如，第三方开发者为新浪微博开放平台开发的应用“新浪微博登陆”，可以使用自己的域名，独立运行在该第三方服务器上，通过远程API调用完成业务功能。 鉴权服务器：开放平台中用于鉴别

9、第三方客户端业务请求及颁布访问令牌的服务器。,例二: OAuth2,39,认证流程,例二: OAuth2,40,四种认证模式 授权码模式 隐式授权 资源所有者密码证书授权 客户端证书授权,例二: OpenID,41,openid是一种用于以用户为中心的数字身份的分散的开放式免费框架 EndUser：使用OpenId标识符作为网络通行证的用户 OpenId依赖方（RP）：一种在线资源，使用OpenId识别可以访问它的对象 OpenId提供者（OP）：一个站点，用户可在该站点声明OpenId,随后登录并为任意RP验证身份,例二: OpenID,42,例二: OAuth & OpenID,43,Op

10、enID authentication OAuth authorization,例三: HTTPS, SSL, TLS,HTTPS (HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer), 安全的HTTP(通道) 确认服务器的真实性 缺省端口TCP 443 SSL (Secure Sockets Layer 安全套接层) TLS (Transport Layer Security 传输层安全),44,例三: HTTPS, SSL, TLS,SSL (Secure Sockets Layer 安全套接层) 认证用户和服务器，确保数据发送到正确

11、的客户机和服务器 加密数据以防止数据中途被窃取 维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变 SSL 1.0: was never publicly released SSL 2.0: was released in February 1995 SSL 3.0: was released in 1996,45,例三: HTTPS, SSL, TLS,SSL,46,例三: HTTPS, SSL, TLS,TLS (Transport Layer Security 传输层安全) TLS 1.0 (SSL 3.1) was first defined in RFC 2246 in January

12、1999 TLS 1.1 was defined in RFC 4346 in April 2006 TLS 1.2 was defined in RFC 5246 in August 2008,47,例三: HTTPS, SSL, TLS,TLS,48,例三: HTTPS, SSL, TLS,一个到某网站的HTTPS连接可被信任，当且仅当： 用户相信他们的浏览器正确实现了HTTPS且安装了正确的证书颁发机构 用户相信证书颁发机构仅信任合法的网站 被访问的网站提供了一个有效的证书(由一个被信任的证书颁发机构签发) 该证书正确地验证了被访问的网站(如，访问https:/example时收到了给“

13、Example Inc.”而不是其它组织的证书) 或者互联网上相关的节点是值得信任的，或者用户相信本协议的加密层(TLS或SSL)不能被窃听者破坏,49,例四: 浏览器的内建证书,密钥和证书有何区别？,50,例四: 浏览器的内建证书,数字证书 Serial Number 序列号, 同一身份验证机构签发的证书序列号唯一 Subject 证书持有人的标识信息 Signature Algorithm 签名算法, 包括必要的参数 Issuer 身份验证机构的标识信息 Valid-From 有效期开始时间 Valid-To 有效期终止时间 Key-Usage 公钥的用途 Subjects Public

14、Key 证书持有人的公钥 Thumbprint Algorithm 对证书做hash的算法 Thumbprint 证书的hash值 Signature 身份验证机构对证书的签名,51,例四: 浏览器的内建证书,52,例四: 浏览器中的内建证书,53,例四: 浏览器的内建证书,54,例四: 浏览器的内建证书,55,例四: 浏览器的内建证书,证书链,56,例四: 浏览器的内建证书,证书链例子,57,公钥基础设施PKI,公钥密码证书管理 黑名单的发布和管理 密钥的备份和恢复 自动更新密钥 自动管理历史密钥 支持交叉认证,58,例五: BitCoin,59,比特币（虚拟货币） 比特币可以用来兑现，可以

15、兑换成大多数国家的货币。使用者可以用比特币购买一些虚拟物品，比如网络游戏当中的衣服、帽子、装备等，只要有人接受，也可以使用比特币购买现实生活当中的物品。 比特币与其他虚拟货币最大的不同，是其总数量非常有限，具有极强的稀缺性。该货币系统曾在4年内只有不超过1050万个，之后的总数量将被永久限制在2100万个。 比特币的概念最初由中本聪在2009年提出。比特币也用于称bitcoin，根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络。与大多数货币不同，比特币不依赖于特定的中央发行机构，使用遍布整个P2P网络节点的分布式数据库来记录货币的交易，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。

16、,例五: BitCoin,60,例五: BitCoin,61,例五: BitCoin,62,比特币钱包,例五: BitCoin,63,块区（block）- 交易,每一位所有者（A）利用他的私钥对前一次交易T1和下一位所有者（B）的公钥（俗称：地址）签署一个随机散列的数字签名，A将此数据签名制作为交易单T2并将其（交易单T2)广播全网，电子货币就发送给了下一位所有者。,例五: BitCoin,64,块链,例五: BitCoin,65,Proof-of-Work (POW),例五: BitCoin,66,生产Block的过程，被形象的称为“挖矿”，生产工也被称为“矿工”。,Proof-of-Work (POW),例五: BitCoin,67,Proof-of-Work (POW),例五: BitCoin,68,GPU-based mining rig,例五: BitCoin,69,FPGA-based mining board,例五: BitCoin,70,ASIC-based mining machine,例