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现代密码学 总 目 录 第1章 引言 第2章 流密码 第3章 分组密码体制 第4章 公钥密码 第5章 密钥分配与密钥管理 第6章 消息认证和杂凑算法 第7章 数字签字和密码协议 第8章 网络加密与认证 第1章 引言 1.1 信息安全面临的威胁 1.2 信息安全的模型 1.3 密码学基本概念 1.1 信息的安全威胁  1.1.1 安全威胁 信息在社会中的地位和作用越来越重要，已成为社会发展的重要战略资源，信息技术改变着人们的生活和工作方式，信息产业已成为新的经济增长点，社会的信息化已成为当今世界发展的潮流和核心。与此同时信息的安全问题也已成为世人关注的社会问题。人们对信息安全的认识随着网络的发展经历了一个由简单到复杂的过程。 20世纪70年代，主机时代的信息安全是面向单机的，由于早期的用户主要是军方，信息安全的主要内容是信息的保密性。 20世纪80年代，微机和局域网的兴起带来了信息在微机间的传输和用户间的共享问题，丰富了信息安全的内涵，使人们认识到数据完整性、可用性的重要性。安全服务、安全机制等基本框架，成为信息安全的重要内容。 20世纪90年代，因特网爆炸性的发展把人类带进了一个新的生存空间。因特网具有高度分布、边界模糊、层次欠清、动态演化，而用户又在其中扮演主角的特点，如何处理好这一复杂而又巨大的系统的安全，成为信息安全的主要问题。由于因特网的全球性、开放性、无缝连通性、共享性、动态性发展，使得任何人都可以自由地接入，其中有善者，也有恶者。恶者会采用各种攻击手段进行破坏活动。信息安全面临的攻击可能会来自独立的犯罪者、有组织的犯罪集团和国家情报机构。对信息的攻击具有以下新特点： 无边界性、突发性、蔓延性和隐蔽性。因此要了解信息安全，首先应该知道信息安全面临哪些威胁。 信息安全所面临的威胁来自很多方面，并且随着时间的变化而变化。这些威胁可以宏观地分为人为威胁和自然威胁。 自然威胁可能来自于各种自然灾害、恶劣的场地环境、电磁辐射和电磁干扰、网络设备自然老化等。这些事件有时会直接威胁信息的安全，影响信息的存储媒质。 本节主要讨论人为威胁，也就是对信息的人为攻击。这些攻击手段都是通过寻找系统的弱点，以便达到破坏、欺骗、窃取数据等目的，造成经济上和政治上不可估量的损失。人为攻击可分为被动攻击和主动攻击，如图1.1所示。 图1.1 攻击类型分类 1.被动攻击 被动攻击即窃听，是对系统的保密性进行攻击，如搭线窃听、对文件或程序的非法拷贝等，以获取他人的信息。被动攻击又分为两类，一类是获取消息的内容，很容易理解；第二类是进行业务流分析，假如我们通过某种手段，比如加密，使得敌手从截获的消息无法得到消息的真实内容，然而敌手却有可能获得消息的格式、确定通信双方的位置和身份以及通信的次数和消息的长度，这些信息可能对通信双方来说是敏感的。 被动攻击因不对消息做任何修改，因而是难以检测的，所以抗击这种攻击的重点在于预防而非检测。 2.主动攻击 这种攻击包括对数据流的某些篡改或产生某些假的数据流。主动攻击又可分为以下三个子类： ①中断：是对系统的可用性进行攻击，如破坏计算机硬件、网络或文件管理系统。 ②篡改：是对系统的完整性进行攻击，如修改数据文件中的数据、替换某一程序使其执行不同的功能、修改网络中传送的消息内容等。 ③伪造：是对系统的真实性进行攻击。如在网络中插入伪造的消息或在文件中插入伪造的记录。 绝对防止主动攻击是十分困难的，因为需要随时随地对通信设备和通信线路进行物理保护，因此抗击主动攻击的主要途径是检测，以及对此攻击造成的破坏进行恢复。 1.1.2 入侵者和病毒 信息安全的人为威胁主要来自用户（恶意的或无恶意的）和恶意软件的非法侵入。入侵信息系统的用户也称为黑客，黑客可能是某个无恶意的人，其目的仅仅是破译和进入一个计算机系统；或者是某个心怀不满的雇员，其目的是对计算机系统实施破坏；也可能是一个犯罪分子，其目的是非法窃取系统资源（如窃取信用卡号或非法资金传送），对数据进行未授权的修改或破坏计算机系统。 恶意软件指病毒、蠕虫等恶意程序，可分为两类，如图1.2所示，一类需要主程序，另一类不需要。前者是某个程序中的一段，不能独立于实际的应用程序或系统程序；后者是能被操作系统调度和运行的独立程序。 图1.2 恶意程序分类 对恶意软件也可根据其能否自我复制来进行分类。不能自我复制的一般是程序段，这种程序段在主程序被调用执行时就可激活。能够自我复制的或者是程序段（病毒）或者是独立的程序（蠕虫、细菌等），当这种程序段或独立的程序被执行时，可能复制一个或多个自己的副本，以后这些副本可在这一系统或其他系统中被激活。以上仅是大致分类，因为逻