网络安全心得体会

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　网络安全心得体会

　在21世纪，网络已经成为人们日常生活的一部分，很多人甚至已经离不开网络。有了网络，人们足不出户便可衣食无忧。前些天刚从电视上看到关于年底网购火爆，快递公司也在“春运”的新闻。以前人们找东西得找人帮忙，现在人们找东西找网帮忙。记得有一次钥匙不知道放到了什么地方，就百度了一下“钥匙丢在那里了”，结果按照网友们提示的方案还真给找到了。

　网络爆炸性地发展，网络环境也日益复杂和开放，同时各种各样的安全漏洞也暴露出来，恶意威胁和攻击日益增多，安全事件与日俱增，也让接触互联网络的每一个人都不同程度地受到了威胁。在此，我就生活中、工作中碰到看到的各种网络安全问题谈谈自己的体会：

　1 有网络安全的意识很重要

　谈到网络安全，让我们无奈的是很多人认为这是计算机网络专业人员的事情。其实，每个人都应该有网络安全的意识，这点对于涉密单位人员来说尤其重要。前段时间看了电视剧《密战》，其中揭露的泄密方式多数都是相关人员安全意识薄弱造成：单位要求机密的工作必须在办公室完成，就是有人私自带回家加班造成泄密;重要部门要求外人不得入内，偏有人把闲杂人员带入造成泄密;专网电脑不允许接互联网，有人

　接外网打游戏造成泄密;甚至涉密人员交友不慎，与间谍谈恋爱造成泄密。虽然这只是电视剧，但对机密单位也是一种警示。看这部电视剧的时候我就在想，这应该作为安全部门的安全教育片。

　不单单是涉密单位，对于个人来说，网络安全意识也特别重要。网上层出不穷的摄像头泄密事件、这“门”那“门”的都是由于个人安全意识淡薄所致。正如老师所说的“看到的不一定是真的!”。

　我自己的电脑上有一些自己平时做的软件、系统，虽说没什么重要的，但那也是自己辛苦整出来的呀，所以使用电脑一直很小心，生怕有什么木马、病毒之类的， “360流量监控”的小条一直在我的“桌面”右下角，只要有上传流量肯定得去看看是什么进程在上传。

　2 设备安全—很多技术是我们想不到的

　网络设备是网络运行的硬件基础，设备安全是网络完全必不可少的一个环节。

　以前听说过电泄密，一直没见过，最近单位有同事拿来了两个“电力猫”(电力线以太网信号传输适配器)，一个接网线插到电源上，另一个在30米内接电源通过接口接网线链接到电脑便可上网。这让我想到，只要有人将涉密的网络线路接到电源线路便可轻易泄密，当然这块国家安全部门肯定有相关的防范措施。

　在搜索引擎里搜索诸如：intitle:"Live View/-AXIS 206W"等，可以搜到网络摄像头，在电视剧《密战》中，某涉密部门的监控系统被接入了互联网，间谍就利用监控系统窃取工作人员的屏幕信息和按键信息。在某政府机要室的复印机上安装基于移动网络的发射器，便可再用另外一台接收机上受到所有扫描的机要文件。

　1985年，在法国召开的一次国际计算机安全会议上，年轻的荷兰人范〃艾克当着各国代表的面，公开了他窃取微机信息的技术。他用价值仅几百美元的器件对普通电视机进行改造，然后安装在汽车里，这样就从楼下的街道上，接收到了放臵在8层楼上的计算机电磁波的信息，并显示出计算机屏幕上显示的图像。

　他的演示给与会的各国代表以巨大的震动。本人最早知道电磁泄密是在2004年为部队某部门开发软件的时候听说的，在部队很多地方时安装了干扰器的就是为了防止电磁泄密。

　硬盘数据不是删掉就不存在了，用诸如EasyRecovery等恢复软件都可以恢复。看来，只有将涉密硬盘用炼钢炉化掉才能保证完全安全。

　3 小心木马

　最早知道木马，是自己大学期间。当时在网上看到了一款叫“大眼睛”的屏幕发送软件，很好奇就试着用了。大学的机房里的计算机只装常用软件，其他诸如QQ等软件都是在服务器上存放，用的时候自己安装，学生机有保护卡重启就被恢复了，又得装。

　于是就将“大眼睛”的客户端放在服务器上取个很吸引人的名字。结果很多同学的屏幕都被我们监控。有同学嘲笑说“不就是个木马嘛!”经过查询才知道有种叫“木马”的程序也是用同样的方法进行隐私窃取。后来自己还做过假的QQ程序**别人的QQ，但盗来都给了别人，谁知道现在7、8位QQ号码能这么畅销。

　以前电脑都防CIH、蠕虫等病毒，当现在更多的是防木马病毒，主要是由于个人电脑上可以窃取诸如支付宝、QQ账号、网上银行等密码。当你打开不安全的网页、别人发给你的恶意邮件时，当你安装不安全的软件时，当你使用U盘时都可能感染木马病毒。

　前一段时间的“360和QQ之争”，在我们的电脑里有很多不安全的的软件，都可能泄露我们的隐私。

　4 网页安全

　在单位，我负责几个部门的网站维护，主要是网页制作。在一开始编程的时候，根本没想到能被攻击。后来自己做的网站经常被攻击，这才知道诸如SQL注入、Ewebeditor漏洞等攻击手段，所以在编程时会注意到这些方面的安全。比如我的后台数据库一般都是“xasp#xxxxxxmdb”。防止数据库被下载。

　记得又一次为某部门自己编写了一个留言板程序，结果发布没1天就有3000多条恶意留言，还是英文的，挺让人头疼。最后设臵了验证码、用户验证都不起作用，直到用了检测留言来源网页代码才堵住。原来人家是用工具攻击的。

　5 养成良好的上网习惯

　网络安全涉及到使用网络的每一个人。对个人来说，要保证自己安全上网，每个人都得养成良好的上网习惯。我想应该包含以下几点：

　1)电脑要安装防火墙和杀毒软件，要及时升级，如果电脑上网则设臵为自动升级。并且养成经常性安全扫描电脑;

　2)及时更新windows补丁;

　3) 在确保系统安全的情况下，做好GHOST备份，防止碰到顽固病毒时能及时恢复系统;

　4)网友用QQ等发给的网站和程序，不要轻易去点击和执行;

　5)不浏览不安全的网页;

　6)共享文件要及时关闭共享，在单位经常会在工作组计算机中看到别人共享的东西;

　7) 不熟悉的邮件不浏览;

　8)U盘杀毒后再去打开;

　9)最好不在别人的计算机上登录自己的银行账号、支付宝、QQ等; 对于我们每个人来说，提高网络安全意识，学习网络安全知识，是网络时代对我们基本的要求。

　网络安全与密码编码学学习心得体会

　本学期我选修了网络信息安全这门课，自从上了第一堂课，我的观念得到了彻底的改观。老师不是生搬硬套，或者是只会读ppt的reader，而是一位真正在传授自己知识的学者，并且老师语言生动幽默，给了人很大的激励去继续听下去。在课堂上，我也学到了很多关于密码学方面的知识。

　各种学科领域中，唯有密码学这一学科领域与众不同，它是由两个相互对立、相互依存，而又相辅相成、相互促进的分支学科组成。这两个分支学科，一个叫密码编码学，另一个叫密码分析学。

　“密码”这个词对大多数人来说，都有一种高深莫测的神秘色彩。究其原因，是其理论和技术由与军事、政治、外交有关的国家安全(保密)机关所严格掌握和控制、不准外泄的缘故。

　密码学(Cryptology)一词源自希腊语“krypto's”及“logos”两词，意思为“隐藏”及“消息”。它是研究信息系统安全保密的科学。其目的为两人在不安全的信道上进行通信而不被破译者理解他们通信的内容。

　从几千年前到1949年，密码学还没有成为一门真正的科学，而是一门艺术。密码学专家常常是凭自己的直觉和信念来进行密码设计，而对密码的分析也多基于密码分析者(即破译者)的直觉和经验来进行的。1949年，美国数学家、信息论的创始人 Shannon, Claude Elwood 发表了《保密系统的信息理论》一文，它标志着密码学阶段的开始。同时以这篇文章为标志的信息论为对称密钥密码系统建立了理论基础，从此密码学成为一门科学。

　由于保密的需要，这时人们基本上看不到关于密码学的文献和资料，平常人们是接触不到密码的。1967年Kahn出版了一本叫做《破译者》的小说，使人们知道了密码学。20 世纪70年代初期，IBM发表了有关密码学的几篇技术报告，从而使更多的人了解了密码学的存在。

　但科学理论的产生并没有使密码学失去艺术的一面，如今，密码学仍是一门具有艺术性的科学。 1976年，Diffie和 Hellman 发表了《密码学的新方向》一文，他们首次证明了在发送端和接收端不需要传输密钥的保密通信的可能性，从而开创了公钥密码学的新纪元。该文章也成了区分古典密码和现代密码的标志。

　1977年，美国的数据加密标准(DES)公布。这两件事情导致了对密码学的空前研究。从这时候起，开始对密码在民用方面进行研究，密码才开始充分发挥它的商用价值和社会价值，人们才开始能够接触到密码学。这种转变也促使了密码学的空前发展。

　最早的加密技术，当属凯撒加密法了。秘密金轮，就是加解密的硬件设备可以公用，可以大量生产，以降低硬件加解密设备的生产与购置成本。破译和加密技术从来就是共存的，彼此牵制，彼此推进。错综复杂的加解密演算法都是为了能够超越人力执行能力而不断演变的。Kerckhoffs原则、Shannon的完美安全性、DES算法、Rijndael算法一文，正如密码学的里程碑，伫立在密码学者不断探索的道路上，作为一种跨越，作为一种象征。

　以上便是我在学习这门课中了解到的关于密码学的一些常识问题，接着介绍我感兴趣的部分。

　在这门课中，我最感兴趣的莫过于公钥密码学了。其实公钥密码学的核心基础就是数学领域里某些问题的正反非对称性，如整数分解问题(RSA)、离散对数问题(DL)和椭圆曲线问题(ECC)，而这些问题无一例外地与数论有着千丝万缕的联系。伟大的数学家高斯曾经说过“数学是科学的皇后，数论是数学中的皇冠”，然而很遗憾的是，在我国的教育体系中无论是初等教育还是高等教育对于数论的介绍几乎是一片空白，唯一有所涉及的是初高中的数学竞赛，但这种覆盖面肯定是极其有限的。

　本章并未对数论作完整的介绍，而只是将与书中内容相关的知识加以阐述，分别包括欧几里得定理和扩展的欧几里得定理、欧拉函数以及费马小定理和欧拉定理，其中欧几里得定理部分有比较详细的推导和演算，后两者则仅给出结论和使用方法。不过考虑到这几部分内容独立性较强，只要我们对质数、合数及分解质因数等基础知识有比较扎实的理解那么阅读起来应该还是难度不大的。

　而对于欧拉函数以及费马小定理和欧拉定理，其证明方法并不是很难，我们也可在网上找到相关过程;不过其应用却是相当重要，尤其是费马小定理，是Miller-Rabbin质数测试的基础。我觉得喜欢数学的同学一定会喜欢上这门课，这门课所涉及的数学知识颇为丰富，包括数论、高等代数、解析几何、群论等诸多领域。

　此外，课堂上老师所讲的各种算法(如Diffie和Hellman的经典算法)影响直至今日，促成了各种新兴算法的形成，且多次地被引用。经典犹在，密码学新的开拓仍旧在继续，仍旧令人期待。

　 我精心推荐

​ 密码学是研究如何保护信息安全性的一门科学，涉及数学、物理、计算机、信息论、编码学、通讯技术等学科，已经在生活中得到广泛应用。

​ 密码学组成分支分为编码学和密码分析学。密码编码学主要研究对信息进行编码，实现信息的隐蔽。密码分析学主要研究加密消息的破译或消息的伪造。二者相互独立，又相互依存，在矛盾与斗争中发展，对立统一。

​ 密码学的发展历史大致可划分为三个阶段：

机密性

仅有发送方和指定的接收方能够理解传输的报文内容。窃听者可以截取到加密了的报文，但不能还原出原来的信息，即不能得到报文内容。

鉴别

发送方和接收方都应该能证实通信过程所涉及的另一方， 通信的另一方确实具有他们所声称的身份。即第三者不能冒充跟你通信的对方，能对对方的身份进行鉴别。

报文完整性

即使发送方和接收方可以互相鉴别对方，但他们还需要确保其通信的内容在传输过程中未被改变。

不可否认性

如果人们收到通信对方的报文后，还要证实报文确实来自所宣称的发送方，发送方也不能在发送报文以后否认自己发送过报文。

​ 密码体制是一个使通信双方能进行秘密通信的协议。密码体制由五要素组成，P（Plaintext明文集合），C（Ciphertext密文集合），K（Key密钥集合），E（Encryption加密算法），D（Decryption解密算法），且满足如下特性： 

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-1"> p ∈ P </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-2"> c ∈ C </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-3"> k1 ∈ K， k2 ∈ K </script>

<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-6"> E_{k1}(p) = c，D_{k2}(c) = p </script>

​ 无论是用手工或机械完成的古典密码体制，还是采用计算机软件方式或电子电路的硬件方式完成的现代密码体制，其加解密基本原理都是一致的。都是基于对明文信息的替代或置换，或者是通过两者的结合运用完成的。

​ 替代（substitution cipher）：有系统地将一组字母换成其他字母或符号;

​ 例如‘help me’变成‘ifmq nf’（每个字母用下一个字母取代）。

​ 置换（Transposition cipher）：不改变字母，将字母顺序重新排列；

​ 例如‘help me’变成‘ehpl em’（两两调换位置）。

​ 密码分析者通常利用以下几种方法对密码体制进行攻击：

​ 已知明文分析法： 

知道一部分明文和其对应的密文，分析发现秘钥。

​ 选定明文分析法： 

设法让对手加密自己选定的一段明文，并获得对应的密文，在此基础上分析发现密钥。

​ 差别比较分析法: 

设法让对方加密一组差别细微的明文，通过比较他们加密后的结果来分析秘钥。

​ 无条件安全： 

无论破译者的计算能力有多强，无论截获多少密文，都无法破译明文。

​ 计算上安全：

​ 破译的代价超出信息本身的价值，破译所需的时间超出信息的有效期。

​ 任何密码系统的应用都需要在安全性和运行效率之间做出平衡，密码算法只要达到计算安全要求就具备了实用条件，并不需要实现理论上的绝对安全。1945年美国数学家克劳德·E·香农在其发布的《密码学的数学原理》中，严谨地证明了一次性密码本或者称为“弗纳姆密码”（Vernam）具有无条件安全性。但这种绝对安全的加密方式在实际 *** 作中需要消耗大量资源，不具备大规模使用的可行性。事实上，当前得到广泛应用的密码系统都只具有计算安全性。

​ 一个好的密码体制应该满足以下两个条件：

在已知明文和密钥的情况下，根据加密算法计算密文是容易的；在已知密文和解密密钥的情况下，计算明文是容易的。

在不知道解密密钥的情况下，无法从密文计算出明文，或者从密文计算出明文的代价超出了信息本身的价值。

常见的密码算法包括:

​ 对称密码体制也称单钥或私钥密码体制，其加密密钥和解密密钥相同，或实质上等同， 即从一个易于推出另一个。

​ 优点：保密性高，加密速度快，适合加密大量数据，易于通过硬件实现； 

缺点：秘钥必须通过安全可靠的途径传输，秘钥的分发是保证安全的关键因素；

​ 常见对称密码算法：DES (密钥长度=56位)、3DES( 三个不同的密钥，每个长度56位)、AES(密钥长度128/192/256可选)、IDEA(密钥长度128位)、RC5(密钥长度可变)。

​ 根据加密方式的不同，对称密码又可以分为分组密码和序列密码。

​ 将明文分为固定长度的组，用同一秘钥和算法对每一块加密，输出也是固定长度的密文，解密过程也一样。

​ 又称为流密码，每次加密一位或一字节的明文，通过伪随机数发生器产生性能优良的伪随机序列（密钥流），用该序列加密明文消息序列，得到密文序列，解密过程也一样。

​ 非对称密码体制又称双钥或公钥密码体制，其加密密钥和解密密钥不同，从一个很难推出另一个。其中的加密密钥可以公开，称为公开密钥，简称公钥；解密密钥必须保密，称为私有密钥，简称私钥。

​ 优点：密钥交换可通过公开信道进行，无需保密。既可用于加密也可用于签名。 

缺点：加密速度不如对称密码，不适合大量数据加密，加密 *** 作难以通过硬件实现。

​ 非对称密码体制不但赋予了通信的保密性，还提供了消息的认证性，无需实现交换秘钥就可通过不安全信道安全地传递信息，简化了密钥管理的工作量，适应了通信网的需要，为保密学技术应用于商业领域开辟了广阔的前景。

​ 常见的非对称密码算法：RSA(基于大整数质因子分解难题)、ECC(基于椭圆曲线离散对数难题)。

对非对称密码的误解 

非对称密码比对称密码更安全？ 

任何一种算法的安全都依赖于秘钥的长度、破译密码的工作量，从抗分析的角度看，没有哪一方更优越；

​ 非对称密码使对称密码成为过时技术？ 

公钥算法很慢，一般用于密钥管理和数字签名，对称密码将长期存在，实际工程中采用对称密码与非对称密码相结合。

​ 哈希函数将任意长的消息映射为一个固定长度的散列值，也称消息摘要。消息摘要可以作为认证符，完成消息认证。 

哈希是单向函数，从消息摘要来推理原消息是极为困难的。哈希函数的安全性是由发生碰撞的概率决定的。如果攻击者能轻易构造出两个不同的消息具有相同的消息摘要，那么这样的哈希函数是不可靠的。

​ 常见的哈希函数有：MD5，SHA1，HMAC。

​ 数字签名是公钥密码的典型应用，可以提供和现实中亲笔签名相似的效果，在技术上和法律上都有保证。是网络环境中提供消息完整性，确认身份，保证消息来源（抗抵赖性）的重要技术。

​ 数字签名与验证过程：

​ 发送方用哈希函数从报文文本中生成一个128位的散列值（或报文摘要），发送方用自己的私钥对这个散列值进行加密来形成自己的数字签名。然后，这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给接收方。接收方收到报文后，用同样的哈希函数从原始报文中计算出散列值（或报文摘要），接着再用发送方的公钥来对报文附加的数字签名进行解密得出另一个散列值，如果两个散列值相同，那么接收方就能确认该数字签名是发送方的。通过数字签名能够实现消息的完整性和不可抵赖性。 

​ 在网络安全中，密钥的地位举足轻重

。如何安全可靠、迅速高效地分配密钥、管理密钥一直是密码学领域中的重要问题。

​ 密钥生成可以通过在线或离线的交互协商方式实现，如密码协议等 。密钥长度应该足够长。一般来说，密钥长度越大，对应的密钥空间就越大，攻击者使用穷举猜测密码的难度就越大。选择密钥时，应该避免选择弱密钥，大部分密钥生成算法采用随机过程或伪随机过程生成密钥。

​ 采用对称加密算法进行保密通信，需要共享同一密钥。通常是系统中的一个成员先选择一个秘密密钥，然后将它传送另一个成员或别的成员。X917标准描述了两种密钥：密钥加密密钥和数据密钥。密钥加密密钥加密其它需要分发的密钥；而数据密钥只对信息流进行加密。密钥加密密钥一般通过手工分发。为增强保密性，也可以将密钥分成许多不同的部分然后用不同的信道发送出去。

​ 密钥附着一些检错和纠错位来传输，当密钥在传输中发生错误时，能很容易地被检查出来，并且如果需要，密钥可被重传。接收端也可以验证接收的密钥是否正确。发送方用密钥加密一个常量，然后把密文的前2-4字节与密钥一起发送。在接收端，做同样的工作，如果接收端解密后的常数能与发端常数匹配，则传输无错。

​ 当密钥需要频繁的改变时，频繁进行新的密钥分发的确是困难的事，一种更容易的解决办法是从旧的密钥中产生新的密钥，有时称为密钥更新。可以使用单向函数进行更新密钥。如果双方共享同一密钥，并用同一个单向函数进行 *** 作，就会得到相同的结果。

​ 密钥可以存储在脑子、磁条卡、智能卡中。也可以把密钥平分成两部分，一半存入终端一半存入ROM密钥。还可采用类似于密钥加密密钥的方法对难以记忆的密钥进行加密保存。

​ 密钥的备份可以采用密钥托管、秘密分割、秘密共享等方式。

​ 密钥托管：

​ 密钥托管要求所有用户将自己的密钥交给密钥托管中心，由密钥托管中心备份保管密钥（如锁在某个地方的保险柜里或用主密钥对它们进行加密保存），一旦用户的密钥丢失（如用户遗忘了密钥或用户意外死亡），按照一定的规章制度，可从密钥托管中心索取该用户的密钥。另一个备份方案是用智能卡作为临时密钥托管。如Alice把密钥存入智能卡，当Alice不在时就把它交给Bob，Bob可以利用该卡进行Alice的工作，当Alice回来后，Bob交还该卡，由于密钥存放在卡中，所以Bob不知道密钥是什么。

​ 秘密分割：

​ 秘密分割把秘密分割成许多碎片，每一片本身并不代表什么，但把这些碎片放到一块，秘密就会重现出来。

​ 秘密共享：

​ 将密钥K分成n块，每部分叫做它的“影子”，知道任意m个或更多的块就能够计算出密钥K，知道任意m-1个或更少的块都不能够计算出密钥K。秘密共享解决了两个问题：一是若密钥偶然或有意地被暴露，整个系统就易受攻击；二是若密钥丢失或损坏，系统中的所有信息就不能用了。

​ 加密密钥不能无限期使用，有以下有几个原因：密钥使用时间越长，它泄露的机会就越大；如果密钥已泄露，那么密钥使用越久，损失就越大；密钥使用越久，人们花费精力破译它的诱惑力就越大——甚至采用穷举攻击法。

​ 不同密钥应有不同有效期。数据密钥的有效期主要依赖数据的价值和给定时间里加密数据的数量。价值与数据传送率越大所用的密钥更换越频繁。如密钥加密密钥无需频繁更换，因为它们只是偶尔地用作密钥交换，密钥加密密钥要么被记忆下来，要么保存在一个安全地点，丢失该密钥意味着丢失所有的文件加密密钥。

​ 公开密钥密码应用中的私钥的有效期是根据应用的不同而变化的。用作数字签名和身份识别的私钥必须持续数年（甚至终身），用作抛掷硬币协议的私钥在协议完成之后就应该立即销毁。即使期望密钥的安全性持续终身，两年更换一次密钥也是要考虑的。旧密钥仍需保密，以防用户需要验证从前的签名。但是新密钥将用作新文件签名，以减少密码分析者所能攻击的签名文件数目。

​ 如果密钥必须替换，旧钥就必须销毁，密钥必须物理地销毁。

​ PKI是一个利用公钥加密技术为密钥和证书的管理，所设计的组件、功能子系统、 *** 作规程等的集合，它的主要任务是管理密钥和证书，为网络用户建立安全通信信任机制。

​ 数字证书是一个包含用户身份信息、公钥信息、证书认证中心(CA)数字签名的文件。

​ 作用：数字证书是各类终端实体和最终用户在网上进行信息交流及商业活动的身份z明，在电子交易的各个缓解，交易的各方都需要验证对方数字证书的有效性，从而解决相互间的信任问题。

​ CA全称Certificate Authentication，是具备权威性的数字证书申请及签发机构。

​ CA作为PKI的核心部分，主要由注册服务器组、证书申请受理和审核机构、认证中心服务器三者组成。

​ 注册服务器：通过 Web Server 建立的站点，可为客户提供24×7 不间断的服务。客户在网上提出证书申请和填写相应的证书申请表。

​ 证书申请受理和审核机构：负责证书的申请和审核。

认证中心服务器：是数字证书生成、发放的运行实体，同时提供发放证书的管理、证书废止列表（CRL）的生成和处理等服务。

​ 通过CA可以实现以下功能：

​ 1 接收验证最终用户数字证书的申请； 

2 确定是否接受最终用户数字证书的申请和审批； 

3 向申请者颁发、拒绝颁发数字证书； 

4 接收、处理最终用户数字证书的更新； 

5 接受最终用户数字证书的查询、撤销； 

6 产生和发布CRL（证书废止列表）； 

7 数字证书的归档； 

8 密钥归档； 

9 历史数据归档；

五、量子密码

51 量子计算

​ 由于量子计算技术取得了出人意料的快速发展，大量仅能抵御经典计算机暴力破解的密码算法面临被提前淘汰的困境 。

​ 非对称密码系统有效解决了对称密码面临的安全密钥交换问题，因而广泛应用于公钥基础设施、数字签名、联合授权、公共信道密钥交换、安全电子邮件、虚拟专用网以及安全套接层等大量网络通信活动之中。不幸的是，随着量子计算的发展，包括RSA密码、ECC密码以及DH密钥交换技术等非对称密码算法已经从理论上被证明彻底丧失了安全性。相对于对称密码系统还可以采取升级措施应对量子威胁，非对称密码系统必须采取全新方法进行重建 。

52 量子密码

​ 量子密码是以量子力学和密码学为基础，利用量子物理学中的原理实现密码体制的一种新型密码体制，与当前大多使用的经典密码体制不一样的是，量子密码利用信息载体的物理属性实现。目前量子密码用于承载信息的载体包括光子、压缩态光信号、相干态光信号等。

​ 由于量子密码体制的理论基础是量子物理定理，而物理定理是物理学家经过多年的研究与论证得出的结论，有可靠的理论依据，且不论在何时都是不会改变的，因此，理论上，依赖于这些物理定理的量子密码也是不可攻破的，量子密码体制是一种无条件安全的密码体制。

​

　　0 前言　　目前的互联网系统中，黑客常用的典型攻击方式有扫描、监听、密码分析、软件漏洞、恶意代码、拒绝服务，而常见的安全防御技术有信息加密、CA认证、存取控制、监控、审计和扫描（针对恶意代码）。其中密码分析与信息加密是攻击与防御的核心技术。提及信息安全，我们往往首先联想到密码技术。密码技术的重要性在网络安全领域是不可取代的。

1 密码技术及安全标准

密码技术是对传输或存储中的数据进行重新编码，以防止第三方窃取、篡改数据的一门技术。它结合了数学、通信学、计算机科学等多种学科于一体，通过数据加密、数字签名、身份认证等方式，在纷繁复杂的网络环境下对信息进行保护，保证其机密性、完整性和可用性。

11 加密算法的种类

数据加密算法种类繁多，究其发展史，经历了古典算法、对称密钥算法以及公开密钥算法三个阶段。古典算法中有替换加密、代码加密、变位加密等，该类算法简单易行，但已不能满足当下的安全性要求，逐渐淡出应用。

对称密钥加密算法又称为单密钥算法，该算法加密与解密使用同一个密钥，或者从其中一个密钥可以轻易推出另一个。目前著名的对称加密算法有美国数据加密标准DES、高级加密标准AES和欧洲数据加密标准IDEA等。对称密码从加密方式上又可以分为分组密码和序列密码两种。

公开密钥加密算法又可以称作非对称密钥算法。该算法中，加密密钥和解密密钥是不同的，加密密钥公开，解密密钥私下保存。在得到公钥的情况下，想要推导出私钥理论上是不可能的。该类算法的设计往往来自复杂的数学难题。代表性算法有基于大数分解的RSA，基于离散对数的DSA，基于椭圆曲线离散对数的ECC。

12 加密算法的安全判定标准

安全性是衡量一个加密算法优劣的首要因素。失去了安全保证，再完善的密码系统也没有意义。要保证安全性，一个加密算法应做到以下三点：在明文和加密密钥已知的前提下，可以轻易算出密文；密文和解密密钥已知的情况下，可轻易算出明文；解密密钥未知时，由密文推导出明文理论上是不可能的。

关于加密信息的安全性定义，Shannon提出了通信中的理论安全与实际安全两个概念。理论安全要求在解密密钥未知的情况下，无论得到多少数量的密文，由此推测出明文的可能性与直接猜测明文是一样的。Shannon证明要实现理论安全，必须让加密密钥的长度不小于明文，这在进行大规模数据加密时是难以实现的。实际安全是指密文已知而解密密钥未知的前提下，对于计算能力与可用资源有限的破解者，即使使用最佳的破译算法，也无法在他所需要的有效时间内破解出明文和密码。我们目前应用的加密标准，都是基于实际安全设计的。

2 几种代表性加密算法

我们在两类加密体系中，试举几种代表性的加密算法，通过对其特点的比较，解析其优点与安全漏洞所在，在此基础上提出一些解决方案与新的加密思路。

21 对称密钥加密

对称密钥加密算法中最具代表性的是DES算法，该算法的优势在于机制简单，加密解密迅速，算法公开，可以对大批量传输的数据进行加密 *** 作；缺点是密钥较短（仅有56位），保密系数不高，且因算法公开，其安全保障主要取决于密钥的保密程度，因此必须有可靠的信道来传送密钥，在有大量用户的情况下密钥的分发和管理会变得异常复杂，且不能实现数字签名，因此不适合在开放的网络环境中单独使用。

二十多年来DES算法广泛应用于全球贸易、金融等民用领域，如智能卡（IC卡）与POS机之间的双向认证、xyk持卡方PIN的加密传输等。如今该算法的许多缺陷慢慢变得不容忽视，针对它的解密方法也日渐有效化。针对该算法密钥短的缺陷，相关组织曾经提出80位密钥、双密钥（究其效果相当于双倍密钥长度）以及三重DES算法。DES在安全性上尽管较为脆弱，但由于芯片的大量生产目前仍在继续使用。长远而言，AES将会取代它，成为新一代的加密标准。

IDEA算法是在1990年公布的一种迭代密码分组算法，类似于三重DES，密钥长度为128位，若干年内在并非高度保密的领域仍可适用。由于它只使用逐位异或和模运算，因此具有使用软件实现和硬件实现一样迅速的优势。

22 公开密钥加密

我们知道，公钥加密算法的设计都是基于复杂难解的数学难题，其安全性取决于一种特殊函数：单向陷门函数。这是一种单向函数，在一个方向上容易计算，但逆向求值却异常困难。但如果它的陷门已知，则反向求值也会十分容易。在公钥体系中，这个陷门即是用来解密的私有密钥。符合以上条件且目前被公认为是安全有效的公钥加密算法有RSA、DSA以及ECC。

RSA是公开密钥体系中最具典型意义的算法，它的安全性依赖于大数因子分解的极度困难。RSA加密采用的公钥和私钥都是两个大素数的函数，大素数均要大于100个十进制位，得到密钥后应将两个素数丢弃。RSA也可用于数字签名，其公私钥的使用与加密刚好相反。RSA算法思路简洁，易于使用，安全性好，缺点在于产生密钥较为麻烦，受到大素数选取的限制，很难做到一次一密，且加密速度太慢，较对称密钥算法要慢上几个数量级。选取合适的大数是保障安全性的关键。但是目前还无法从理论上证明破译RSA的难度与大数分解等价，也无法确定大数分解是NPC问题。随着计算机计算能力的扩大以及大数分解方法的进步，对素数位数的要求会越来越高。RSA实验室认为个人应用要768比特位，公司应用要1024比特位以上才有安全保证。

DSA算法基于离散对数的数字签名标准。它仅仅对于数字签名有用，不能对数据进行加密运算。

ECC算法基于椭圆曲线离散对数运算，较之RSA、DSA安全强度更高，在解密和签名上的计算速度要快得多，且对存储空间和带宽的要求都较低，将会在IC卡与无线网络领域获得广泛应用。一般认为，ECC技术一旦被广泛掌握，ECC算法将会代替RSA，成为新一代通用的公钥加密算法。

在以上三种数学方法之外，多种数学理论被引入公钥加密算法的研究。如混沌理论，因其蝴蝶效应（即对初始状态的极端敏感性）、伪随机性、拓朴性，与加密系统有着天然的相似度与联系，非常适合应用于一次一密的公钥体系。然而，目前多数混沌密码算法发布不久就被破解，亟待找到更合适的应用思路和更优良的运算模型。

密码编码学与密码分析学。

密码学可以分为密码编码学与密码分析学。

密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学。

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