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網絡通信有一定的風險性,對數據加密技術的需求比較大,結合網絡通信的實踐應用,通過例舉網絡通信中的風險表現,分析其對數據加密技術的需求。網絡通信的安全風險有:①網絡通信的過程中,面臨著攻擊者的監聽、竊取破壞,很容易丟失傳輸中的數據信息;②攻擊者隨意更改網絡通信中的信息,冒充管理者截取傳輸信息,導致網絡通信的數據丟失;③網絡通信中的數據信息被惡意復制,引起了系統癱瘓、信息不準確的問題。由此可見:網絡通信中,必須強化數據加密技術的應用,采取數據加密技術,保護網絡通信的整個過程,預防攻擊行為,提高網絡通信的安全水平,避免出現惡意攻擊的現象,保障網絡通信的安全性和積極性,表明數據加密技術的重要性,進而完善網絡通信的環境。
2數據加密技術在網絡通信中的應用
數據加密技術提升了網絡通信的安全性,規范了網絡通信的運營環境,規避了潛在的風險因素。網絡通信中的數據加密,主要分為方法和技術兩部分,對其做如下分析:
2.1網絡通信中的數據加密方法
2.1.1對稱加密
對稱加密方法在網絡通信中比較常用,利用相同的密鑰,完成通信數據加密到解密的過程,降低了數據加密的難度。對稱加密中,比較有代表性的方法是DES加密,屬于標準對稱加密的方法。例如:DES在網絡通信中的應用,使用了固定的加密框架,DES通過密鑰,迭代子密鑰,將56bit密鑰分解成16組48bit,迭代的過程中進行加密,而解密的過程與加密流程相似,使用的密鑰也完全相同,加密與解密密鑰的使用正好相反,根據網絡通信的數據類型,完成對稱加密。
2.1.2非對稱加密
非對稱加密方法的難度稍高,加密與解密的過程,采用了不同的密鑰,以公鑰、私鑰的方式,對網絡通信實行非對稱加密。公鑰和私鑰配對后,才能打開非對稱加密的網絡通信數據,其私鑰由網絡通信的管理者保管,不能公開使用。非對稱加密方法在網絡通信中的應用,解密時僅需要管理者主動輸入密鑰的數據即可,操作方法非常簡單,而且具有較高的安全水平,提高了加密解密的時間效率。
2.2網絡通信中的數據加密技術
2.2.1鏈路加密
網絡通信中的鏈路加密,實際是一種在線加密技術,按照網絡通信的鏈路分配,提供可行的加密方法。網絡通信的數據信息在傳輸前,已經進入了加密的狀態,鏈路節點先進行解密,在下一鏈路環境中,重新進入加密狀態,整個網絡通信鏈路傳輸的過程中,都是按照先解密在加密的方式進行,鏈路上的數據信息,均處于密文保護狀態,隱藏了數據信息的各項屬性,避免數據信息被攻擊竊取。
2.2.2節點加密
節點加密技術確保了網絡通信節點位置數據信息的安全性,通過節點處的數據信息,都不會是明文形式,均表現為密文,促使節點加密成為具有安全保護功能的模塊,安全的連接了網絡通信中的信息。加點加密技術在網絡通信中的應用,依賴于密碼裝置,用于完成節點信息的加密、解密,但是此類應用也存在一個明顯的缺陷,即:報頭、路由信息為明文方式,由此增加了節點加密的難度,很容易為攻擊者提供竊取條件,是節點加密技術應用中需要重點考慮的問題。
2.2.3端到端加密
網絡通信的端到端加密,是指出發點到接收點,整個過程不能出現明文狀態的數據信息。端到端加密的過程中,不會出現解密行為,數據信息進入到接收點后,接收人借助密鑰加密信息,提高網絡通信的安全性,即使網絡通信的節點發生安全破壞,也不會造成數據信息的攻擊丟失,起到優質的加密作用。端到端加密時,應該做好出發點、接收點位置的網絡通信加密,以便確保整個網絡通信過程的安全性。
3結束語
論文摘要:數據加密作為一項基本技術,是所有網絡通信安全的基石。本文通過對數據加密技術原理的分析,探討了數據加密技術在計算機網絡安全中的應用方案。
隨著計算機的飛速發展,計算機網絡已經成為一種不可缺少的信息交換工具。與此同時,由于計算機網絡具有開放性、互聯性、連接方式的多樣性及終端分布的不均勻性,再加上本身技術弱點和人為疏忽的存在,網絡安全也就成為當今網絡社會的焦點中的焦點,人們在廣泛的應用網絡的同時更加關注私有數據的安全性。數據安全是指以為實現電子信息的保密性、完整性、可用性和可控性,建立信息處理系統而采取的技術上和管理上的安全保護?,F代的電腦加密技術就是為適應網絡安全的需要而應運產生的,是保證信息保密性的有效措施。
1、影響計算機網絡數據安全的因素
1.1 網絡漏洞
目前的操作系統支持多用戶和多進程,若干個不同的進程可能在接收數據包的主機上同時運行。它們中的任何一個都可能是傳輸的目標,這樣使得網絡操作系統的漏洞成為網絡漏洞,從而導致整個網絡系統的薄弱環節受到黑客的攻擊。
1.2 計算機病毒
計算機病毒蔓延范圍廣,增長速度快,附著在其他程序上。如果帶毒文件被共享,其他機器打開、瀏覽時就會被感染,進而成為滾雪球一樣的連鎖式傳播。可能使系統死機或毀壞,造成數據的損失。
1.3 服務器信息泄露
由于計算機系統程序的缺陷,在對錯誤處理不正確的情況下,利用這類漏洞,攻擊者可以收集到對于進一步攻擊系統有用的信息,從而導致數據的不安全。
1.4 非法入侵
非法侵入者通過監視等非法手段,獲取攜帶用戶名和口令和IP包,然后通過使用它而登錄到系統,非法侵入者可以冒充一個被信任的主機或客戶,并通過被信任客戶的IP地址取代自己的地址,竊取網絡數據。
2、數據加密技術的原理
在計算機網絡實際運行中,所有的應用系統無論提供何種服務,其基礎運行都想通過數據的傳輸。因此,數據的安全是保證整個計算機網絡的核心。數據加密的基本過程是按某種算法,對原來為明文的文件或數據進行處理,使其成為不可讀的一段代碼,通常稱為“密文”,使其只能在輸入相應的密鑰之后才能顯示出本來內容,通過這樣的途徑來達到保護數據不被非法人竊取、閱讀的目的。
3、數據加密技術在計算機網絡安全中的應用方案
3.1 確定加密目標
使用數據加密技術首先要明確網絡中的哪些方面需要使用數據加密,即要明確如下問題:一是在服務器、工作站、筆記本等可移動存儲設備或手持智能設備上會出現哪些機密信息;二是機密信息在各類存儲設備上的什么位置及以什么文件類型保存;三是機密數據在局域網中傳輸是否安全;四是進行WEB瀏覽等網絡通信是否包含機密信息,從而鎖定加密目標。
3.2 選擇加密方案
3.2.1 對稱數據加密技術
對稱數據加密技術是使用加密密鑰與解密密鑰是相同的密碼體制。該加密技術通信的雙方在加密和解密時使用的是同1個密鑰。在通信雙方能確保密鑰在交換階段未泄露的情況下,可以保證信息的機密性與完整性。典型的算法有DES及其各種變形。DES是一種對二元數據進行加密的算法,將信息分成64位的分組,并使用56位長度的密鑰,另8位用于奇偶校驗。它對每1個分組使用一種復雜的變位組合、替換,再進行異或運算和其他一些過程,最后生成64位的加密數據。對每一個分組進行l9步處理,每一步的輸出是下一步的輸入。以此類推,直到用完K(16),再經過逆初始置換,全部加密過程結束。該技術在運用中主要策略是:假如A要向B發送密文(DES)和密鑰SK,可以用B公布的公開密鑰對Sk進行RSA加密,向B一起發送其結果和密文,接受數據后,B首先用自己的私鑰對SK 進行解密, 從而取得A 的密鑰SK。再用SK 解密密文。從而實現了密鑰傳輸的安全問題,保證了數據的安全。
3.2.2 非對稱數據加密技術
非對稱式加密就是使用不同的密鑰對數據進行加密和解密,通常為“公鑰”和“私鑰。其中“公鑰”是可以公開的,不用擔心被別人知道,收件人解密時只要用自己的私鑰即可以,這樣就很好地避免了密鑰的傳輸安全性問題。典型的算法有lISA體制。其加密過程如下:① 為字母制定1個簡單的編碼,如A~Z分別對應于1—26。② 選擇1個足夠大的數n,將2個大的素數P和q的乘積定義為n。③ 找出1個數k,k與(P—1)×(q一1)互為素數。數字k就是加密密鑰。④ 將要發送的信息分成多個部分,一般可以將多個字母分為一部分。在此例中將每一個字母作為一部分。⑤ 對每部分,將所有字母的二進制編碼串接起來,并轉換成整數。⑥ 將每個部分擴大到它的k次方,并使用模n運算,從而得到密文。解密時找出1個數k 使得k x k 一1 rnod((P一1)×(q一1)),且p k× k 一1臺皂被(P一1)X(q一1)整除。k 的值就是解密密鑰。
3.2.3 公開密鑰密碼技術
開密鑰加密技術使用兩個不同的密鑰,一個用來加密信息,稱為加密密鑰;
另一個用來解密信息,稱為解密密鑰。加密密鑰與解密密鑰是數學相關的,它們成對出現,但解密密鑰不能由加密密鑰計算出來,加密密鑰也不能由解密密鑰計算出來。信息用某用戶的加密密鑰加密后,所得到的數據只能用該用戶的解密密鑰才能解密。其計算過程如下:①用加密密鑰PK對明文x加密后,再用解密密鑰sK解密,即可恢復出明文,或寫為:DSK(EPK(x))=x②加密密鑰不能用來解密,即DPK(EPK(x))≠x③在計算機上可以容易地產生成對的PK和SK。④從已知的PK實際上不可能推導出sK。⑤加密和解密的運算可以對調,即:EPK(DSK(x))=x
參考文獻
論文摘要:本文針對電子商務安全的要求,分析了電子商務中常用的安全技術,并闡述了數據加密技術、認證技術和電子商務的安全交易標準在電子商務安全中的應用。
所謂電子商務(Electronic Commerce) 是利用計算機技術、網絡技術和遠程通信技術, 實現整個商務(買賣)過程中的電子化、數字化和網絡化。目前,因特網上影響交易最大的阻力就是交易安全問題, 據最新的中國互聯網發展統計報告顯示, 在被調查的人群中只有2.8%的人對網絡的安全性是感到很滿意的, 因此,電子商務的發展必須重視安全問題。
一、電子商務安全的要求
1、信息的保密性:指信息在存儲、傳輸和處理過程中,不被他人竊取。
2、信息的完整性:指確保收到的信息就是對方發送的信息,信息在存儲中不被篡改和破壞,保持與原發送信息的一致性。
3、 信息的不可否認性:指信息的發送方不可否認已經發送的信息,接收方也不可否認已經收到的信息。
4、 交易者身份的真實性:指交易雙方的身份是真實的,不是假冒的。
5、 系統的可靠性:指計算機及網絡系統的硬件和軟件工作的可靠性。
在電子商務所需的幾種安全性要求中,以保密性、完整性和不可否認性最為關鍵。電子商務安全性要求的實現涉及到以下多種安全技術的應用。
二、數據加密技術
將明文數據進行某種變換,使其成為不可理解的形式,這個過程就是加密,這種不可理解的形式稱為密文。解密是加密的逆過程,即將密文還原成明文。
(一)對稱密鑰加密與DES算法
對稱加密算法是指文件加密和解密使用一個相同秘密密鑰,也叫會話密鑰。目前世界上較為通用的對稱加密算法有RC4和DES。這種加密算法的計算速度非???,因此被廣泛應用于對大量數據的加密過程。
最具代表的對稱密鑰加密算法是美國國家標準局于1977年公布的由IBM公司提出DES (Data Encrypuon Standard)加密算法。
(二)非對稱密鑰加密與RSA算法
為了克服對稱加密技術存在的密鑰管理和分發上的問題,1976年產生了密鑰管理更為簡化的非對稱密鑰密碼體系,也稱公鑰密碼體系(PublicKeyCrypt-system),用的最多是RSA算法,它是以三位發明者(Rivest、Shamir、Adleman)姓名的第一個字母組合而成的。
在實踐中,為了保證電子商務系統的安全、可靠以及使用效率,一般可以采用由RSA和DES相結合實現的綜合保密系統。
三、認證技術
認證技術是保證電子商務交易安全的一項重要技術。主要包括身份認證和信息認證。前者用于鑒別用戶身份,后者用于保證通信雙方的不可抵賴性以及信息的完整性
(一)身份認證
用戶身份認證三種常用基本方式
1、口令方式
這種身份認證方法操作十分簡單,但最不安全,因為其安全性僅僅基于用戶口令的保密性,而用戶口令一般較短且容易猜測,不能抵御口令猜測攻擊,整個系統的安全容易受到威脅。
2、標記方式
訪問系統資源時,用戶必須持有合法的隨身攜帶的物理介質(如存儲有用戶個性化數據的智能卡等)用于身份識別,訪問系統資源。
3、人體生物學特征方式
某些人體生物學特征,如指紋、聲音、DNA圖案、視網膜掃描圖案等等,這種方案一般造價較高,適用于保密程度很高的場合。
加密技術解決信息的保密性問題,對于信息的完整性則可以用信息認證方面的技術加以解決。在某些情況下,信息認證顯得比信息保密更為重要。
(二)數字摘要
數字摘要,也稱為安全Hash編碼法,簡稱SHA或MD5 ,是用來保證信息完整性的一項技術。它是由Ron Rivest發明的一種單向加密算法,其加密結果是不能解密的。類似于人類的“指紋”,因此我們把這一串摘要而成的密文稱之為數字指紋,可以通過數字指紋鑒別其明文的真偽。
(三)數字簽名
數字簽名建立在公鑰加密體制基礎上,是公鑰加密技術的另一類應用。它把公鑰加密技術和數字摘要結合起來,形成了實用的數字簽名技術。
它的作用:確認當事人的身份,起到了簽名或蓋章的作用;能夠鑒別信息自簽發后到收到為止是否被篡改。
(四)數字時間戳
在電子交易中,時間和簽名同等重要。數字時間戳技術是數字簽名技術一種變種的應用,是由DTS服務機構提供的電子商務安全服務項目,專門用于證明信息的發送時間。包括三個部分:需加時間戳的文件的數字摘要;DTS機構收到文件摘要的日期和時間; DTS機構的數字簽名。
(五)認證中心
認證中心:(Certificate Authority,簡稱CA),也稱之為電子商務認證中心,是承擔網上安全電子交易認證服務,能簽發數字證書,確認用戶身份的、與具體交易行為無關的第三方權威機構。認證中心通常是企業性的服務機構,主要任務是受理證書的申請、簽發和管理數字證書。其核心是公共密鑰基礎設(PKI)。
我國現有的安全認證體系(CA)在金融CA方面,根證書由中國人民銀行管理,根認證管理一般是脫機管理;品牌認證中心采用“統一品牌、聯合建設”的方針進行。在非金融CA方面,最初主要由中國電信負責建設。
(六)數字證書
數字證書就是標志網絡用戶身份信息的一系列數據,用于證明某一主體(如個人用戶、服務器等)的身份以及其公鑰的合法性的一種權威性的電子文檔,由權威公正的第三方機構,即CA中心簽發。
以數字證書為核心的加密技術可以對網絡上傳輸的信息進行加密和解密、數字簽名和簽名驗證,確保網上傳遞信息的機密性、完整性,以及交易實體身份的真實性,簽名信息的不可否認性,從而保障網絡應用的安全性。
四、電子商務的安全交易標準
(一)安全套接層協議
SSL (secure sockets layer)是由Netscape Communication公司是由設計開發的,其目的是通過在收發雙方建立安全通道來提高應用程序間交換數據的安全性,從而實現瀏覽器和服務器(通常是Web服務器)之間的安全通信。
目前Microsoft和Netscape的瀏覽器都支持SSL,很多Web服務器也支持SSL。SSL是一種利用公共密鑰技術的工業標準,已經廣泛用于Internet。
(二)安全電子交易協議
SET (Secure Electronic Transaction)它是由VISA和MasterCard兩大信用卡公司發起,會同IBM、Microsoft等信息產業巨頭于1997年6月正式制定的用于因特網事務處理的一種標準。采用DES、RC4等對稱加密體制加密要傳輸的信息,并用數字摘要和數字簽名技術來鑒別信息的真偽及其完整性,目前已經被廣為認可而成了事實上的國際通用的網上支付標準,其交易形態將成為未來電子商務的規范。
五、總結
網絡應用以安全為本,只有充分掌握有關電子商務的技術,才能使電子商務更好的為我們服務。然而,如何利用這些技術仍是今后一段時間內需要深入研究的課題。
參考文獻:
【關鍵詞】計算機網絡安全;隱患管理維護
【前言】隨著現代科技的不斷發展,信息技術影響力遍及各個行業,計算機網絡應用涉及生活的方方面面,全面推進了社會的進步。但是,網絡也具有兩面性,尤其是其突出的開放性與共享性使得其在使用過程中存在較大的潛在危險,制約計算機網絡優勢的發揮。因此,要加強計算機網絡安全隱患管理與維護工作,制定針對性的發展策略,為擴大計算機網絡安全使用創造優質的條件。
1結合社會發展對計算機網絡安全隱患類型的介紹
1.1黑客攻擊威脅計算機網絡安全,信息可靠性無法保障
隨著科技的進步以及社會的發展,計算機技術深入社會生活。依托計算機技術,實現信息實時傳遞。借助互聯網,完成商品交易。同時,計算機最為基礎的功能是進行信息數據的存儲與管理。由此可見,計算機滲透到社會生活的諸多方面。與此同時,網絡自身突出的開放性也埋下安全隱患。一旦計算機網絡遭受黑客攻擊,勢必誘發程序混亂,威脅計算機系統運行,計算機內部存儲的信息無法實現絕對可靠性。從類型上分析,黑客攻擊涉及兩個方面,即網絡攻擊與網絡偵查。前者通過多種途徑進行網絡數據的損壞,包含欺騙攻擊、協同攻擊以及拒絕服務攻擊等。后者不破壞網絡有效性,但是,借助多種不正當手段獲取價值信
1.2不法者以偽造虛假信息為手段,非法竊取用戶信息
立足計算機網絡,在使用過程中,通常利用自己身份進行信息注冊、登陸等行為,但是,忽視網站安全性,也使得不法分子有機可乘。具體講,他們會對網站信息進行偽造,依靠虛假信息進行用戶登陸,達到竊取用戶身份信息的目的。另外,虛假網站一般是在用戶下載軟件的同時進行捆綁操作,植入木馬,維修用戶信息安全,造成不可預估的損失。
1.3計算機操作系統自身存在漏洞,擴大計算機遭受侵襲的幾率
對于計算機系統運行,一般借助操作平臺實現。在計算機網絡技術不斷升級更新的過程中,非法訪問的風險也逐漸增高。鑒于操作系統自身漏洞的存在,給不法分子創造機會,以漏洞為跳板,入侵用戶計算機,竊取計算機存儲的數據,數據信息的安全性受到挑戰,網絡安全隱患重重。
1.4使用者安全意識薄弱,操作失誤誘發安全隱患
對于計算機而言,雖然普及率較高,但是,在日常操作中,使用者應用水平不高,技術不熟練,操作不當與失誤現象十分常見,誘發文件損壞或者丟失。另外,使用者安全防范觀念不強,對安全防范措施缺乏全面了解,導致信息泄露,影響網絡應用的安全性與可靠性。
2如何加強計算機網絡安全隱患管理與維護工作
2.1以訪問控制技術為依托,避免遭受惡意訪問
在計算機網絡安全隱患維護工作中,網絡訪問權限的控制是重要方式,目的是維護網絡數據資源的安全性,避免遭受惡意程序的強制訪問。一般情況下,常用技術包含系統資源的集中,系控制、黑名單過濾、數據幀阻止以及數字證書等,達到對訪問權限的目的性控制。其中,網絡訪問控制技術涉及虛擬局域網隔斷、網卡篩選等。
2.2防火墻技術強化對軟硬件的全面防護,增強防御能力
立足當前網絡安全,防火墻技術的應用極具普遍性,主要是對網絡區域進行多區塊隔離,授予差異化訪問控制權限,實現對不同權限等級區塊之間數據包的有序交換。依托一定安全規則進行信息過濾,從而確定區塊之間信息交互的響應情況,強化對整個網絡聯通情況的監督與管理。防火墻技術的應用能夠在很大程度上維護網絡數據的安全性。依托防火墻,計算機硬件與軟件設備得到保護,強化對外部攻擊的有效抵御,穩固計算機操作系統的安全運行,實現對病毒與木馬的攔截。面對病毒等級的不斷提升,防火墻技術也要及時升級與更新,以便更好應對新型病毒的侵害。
2.3采用多種密碼技術,維護信息的安全性
在密碼技術中,比較常見的是加密技術與解密技術。對于加密技術,主要對將外在信息進行隱匿,一旦缺少特定數據,識別與判斷無法形成。解密技術是依托加密原則進行還原對稱加密與非對稱加密也是互聯網數據加密技術不可或缺的組成部分。前者是在加密與解密過程中使用相同秘鑰,目的是為專屬信息的聯系創造條件。非對稱加密是設置不同的秘鑰,分別由私人與公共掌握,二者存在一定程度的相關性。
2.4積極安裝殺毒軟件,實現病毒針對性攔截
立足當前計算機網絡環境,最大的安全隱患主要來自病毒與木馬,一旦遭受入侵,計算機系統很難實現穩定運行。另外,鑒于較強的傳染性,加之較強的爆發性,因此其破壞行為能夠在短時間內進行擴張,威脅計算機使用者的利益。為此,為了防止病毒入侵,要安裝殺毒軟件,增強針對性。一旦用戶進行不安全瀏覽與下載,殺毒軟件會進行全面掃描。在發現病毒之后,殺毒軟件會在第一時間發出警示,并進行快速攔截。
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關鍵詞:網絡安全,網絡管理,多級安全
1 引言網絡技術,特別是Internet的興起,正在從根本上改變傳統的信息技術(IT)產業,隨著網絡技術和Internet的普及,信息交流變得更加快捷和便利,然而這也給信息保密和安全提出了更高的要求。近年來,研究人員在信息加密,如公開密鑰、對稱加密算法,網絡訪問控制,如防火墻,以及計算機系統安全管理、網絡安全管理等方面做了許多研究工作,并取得了很多究成果。
本論文主要針對網絡安全,從實現網絡信息安全的技術角度展開探討,以期找到能夠實現網絡信息安全的構建方案或者技術應用,并和廣大同行分享。
2 網絡安全風險分析影響局域網網絡安全的因素很多,既有自然因素,也有人為因素,其中人為因素危害較大,歸結起來,主要有六個方面構成對網絡的威脅:
(1) 人為失誤:一些無意的行為,如:丟失口令、非法操作、資源訪問控制不合理、管理員安全配置不當以及疏忽大意允許不應進入網絡的人上網等,都會對網絡系統造成極大的破壞。
(2) 病毒感染:從“蠕蟲”病毒開始到CIH、愛蟲病毒,病毒一直是計算機系統安全最直接的威脅,網絡更是為病毒提供了迅速傳播的途徑,病毒很容易地通過服務器以軟件下載、郵件接收等方式進入網絡,然后對網絡進行攻擊,造成很大的損失。
(3) 來自網絡外部的攻擊:這是指來自局域網外部的惡意攻擊,例如:有選擇地破壞網絡信息的有效性和完整性;偽裝為合法用戶進入網絡并占用大量資源;修改網絡數據、竊取、破譯機密信息、破壞軟件執行;在中間站點攔截和讀取絕密信息等。
(4) 來自網絡內部的攻擊:在局域網內部,一些非法用戶冒用合法用戶的口令以合法身份登陸網站后,查看機密信息,修改信息內容及破壞應用系統的運行。
(5) 系統的漏洞及“后門”:操作系統及網絡軟件不可能是百分之百的無缺陷、無漏洞的??萍颊撐摹A硗?,編程人員為自便而在軟件中留有“后門”,一旦“漏洞”及“后門”為外人所知,就會成為整個網絡系統受攻擊的首選目標和薄弱環節。大部分的黑客入侵網絡事件就是由系統的“漏洞”和“后門”所造成的。
3 網絡安全技術管理探討3.1 傳統網絡安全技術目前國內外維護網絡安全的機制主要有以下幾類:
Ø訪問控制機制;
Ø身份鑒別;
Ø加密機制;
Ø病毒防護。
針對以上機制的網絡安全技術措施主要有:
(1) 防火墻技術
防火墻是近期發展起來的一種保護計算機網絡安全的技術性措施,它用來控制內部網和外部網的訪問。
(2) 基于主機的安全措施
通常利用主機操作系統提供的訪問權限,對主機資源進行保護,這種安全措施往往只局限于主機本身的安全,而不能對整個網絡提供安全保證。
(3) 加密技術
面向網絡的加密技術是指通信協議加密,它是在通信過程中對包中的數據進行加密,包括完整性檢測、數字簽名等,這些安全協議大多采用了諸如RAS公鑰密碼算法、DES分組密碼、MD系列Hash函數及其它一些序列密碼算法實現信息安全功能,用于防止黑客對信息進行偽造、冒充和篡改,從而保證網絡的連通性和可用性不受損害。
(4) 其它安全措施
包括鑒別技術、數字簽名技術、入侵檢測技術、審計監控、防病毒技術、備份和恢復技術等。鑒別技術是指只有經過網絡系統授權和登記的合法用戶才能進入網絡。審計監控是指隨時監視用戶在網絡中的活動,記錄用戶對敏感的數據資源的訪問,以便隨時調查和分析是否遭到黑客的攻擊。這些都是保障網絡安全的重要手段。
3.2 構建多級網絡安全管理多級安全作為一項計算機安全技術,在軍事和商業上有廣泛的需求??萍颊撐?。“多級”包括數據、進程和人員的安全等級和分類,在用戶訪問數據時依據這些等級和分類進行不同的處理。人員和信息的安全標識一般由兩部分組成,一部分是用“密級”表示數據分類具有等級性,例如絕密、秘密、機密和無密級;另一部分是用“類別”表示信息類別的不同,“類別”并不需要等級關系。在具體的網絡安全實現上,可以從以下幾個方面來構建多級網絡安全管理:
(1) 可信終端
可信終端是指經過系統軟硬件認證通過、被系統允許接入到系統的終端設備。網絡安全架構中的終端具有一個最高安全等級和一個當前安全等級,最高安全等級表示可以使用該終端的用戶的最高安全等級,當前安全等級表示當前使用該終端用戶的安全等級。
(2) 多級安全服務器
多級安全服務器上需要部署具有強制訪問控制能力的操作系統,該操作系統能夠為不同安全等級的用戶提供訪問控制功能。該操作系統必須具備很高的可信性,一般而言要具備TCSEC標準下B1以上的評級。
(3) 單安全等級服務器和訪問控制網關
單安全等級服務器本身并不能為多個安全等級的用戶提供訪問,但結合訪問控制網關就可以為多安全等級用戶提供訪問服務。對于本網的用戶,訪問控制網關旁路許可訪問,而對于外網的用戶則必須經過訪問控制網關的裁決。訪問控制網關的作用主要是識別用戶安全等級,控制用戶和服務器之間的信息流??萍颊撐?。如果用戶的安全等級高于單級服務器安全等級,則只允許信息從服務器流向用戶;如果用戶的安全等級等于服務器安全等級,則允許用戶和服務器間信息的雙向流動;如果用戶的安全等級低于服務器安全等級,則只允許信息從用戶流向服務器。
(4) VPN網關
VPN網關主要用來保護跨網傳輸數據的保密安全,用來抵御來自外部的攻擊。VPN網關還被用來擴展網絡。應用外接硬件加密設備連接網絡的方式,如果有n個網絡相互連接,那么就必須使用n×(n-1)個硬件加密設備,而每增加一個網絡,就需要增加2n個設備,這對于網絡的擴展很不利。引入VPN網關后,n個網絡只需要n個VPN網關,每增加一個網絡,也只需要增加一個VPN網關。
4 結語在網絡技術十分發達的今天,任何一臺計算機都不可能孤立于網絡之外,因此對于網絡中的信息的安全防范就顯得十分重要。針對現在網絡規模越來越大的今天,網絡由于信息傳輸應用范圍的不斷擴大,其信息安全性日益凸顯,本論文正是在這樣的背景下,重點對網絡的信息安全管理系統展開了分析討論,相信通過不斷發展的網絡硬件安全技術和軟件加密技術,再加上政府對信息安全的重視,計算機網絡的信息安全是完全可以實現的。
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[論文摘要]計算機網絡日益成為重要信息交換手段,認清網絡的脆弱性和潛在威脅以及現實客觀存在的各種安全問題,采取強有力的安全策略,保障網絡信息的安全,是每一個國家和社會以及個人必須正視的事情。本文針對計算機網絡應用相關的基本信息安全問題和解決方案進行了探討。
隨著計算機網絡技術的不斷發展,全球信息化己成為人類發展的大趨勢,計算機網絡已經在同防軍事領域、金融、電信、證券、商業、教育以及日常生活巾得到了大量的應用。但由于計算機網絡具有聯結形式多樣性、終端分布不均勻性和網絡的開放性、互連性等特征,致使網絡易受黑客、怪客、惡意軟件和其他不軌的攻擊。所以網上信息的安全和保密是一個至關重要的問題。因此,網絡必須有足夠強的安全措施,否則網絡將是尤用的,相反會給使用者帶來各方面危害,嚴重的甚至會危及周家安全。
一、信息加密技術
網絡信息發展的關鍵問題是其安全性,因此,必須建立一套有效的包括信息加密技術、安全認證技術、安全交易議等內容的信息安全機制作為保證,來實現電子信息數據的機密性、完整性、不可否認性和交易者身份認證忡,防止信息被一些懷有不良用心的人看到、破壞,甚至出現虛假信息。
信息加密技術是保證網絡、信息安全的核心技術,是一種主動的信息安全防范措施,其原理是利用一定的加密算法,將明文轉換成不可直接讀取的秘文,阻止非法用戶扶取和理解原始數據,從而確保數據的保密忭。ⅱ月文變成秘文的過程稱為加密,南秘文還原成明文的過程稱為解密,加密、解密使用的町變參數叫做密鑰。
傳統上,幾種方法町以用來加密數據流,所有這些方法都町以用軟件很容易的實現,當只知道密文的時候,是不容易破譯這些加密算法的。最好的加密算法塒系統性能幾乎沒有影響,并且還可以帶來其他內在的優點。例如,大家郜知道的pkzip,它既壓縮數據義加密數據。義如,dbms的一些軟件包包含一些加密方法使復制文件這一功能對一些敏感數據是尢效的,或者需要用戶的密碼。所有這些加密算法都要有高效的加密和解密能力。
二、防火墻技術
“防火墻”是一個通用術i五,是指在兩個網絡之間執行控制策略的系統,是在網絡邊界上建立的網絡通信監控系統,用來保障計算機網絡的安全,它是一種控制技術,既可以是一種軟件產品,又可以制作或嵌入到某種硬什產品中。防火墻通常是巾軟什系統和硬什設備組合而成,在內部網和外部網之間構建起安全的保護屏障。
從邏輯上講,防火墻是起分隔、限制、分析的作用。實際上,防火墻是加強intranet(內部網)之間安全防御的一個或一組系統,它南一組硬件設備(包括路由器、服務器)及相應軟件構成。所有來自intemet的傳輸信息或發出的信息都必須經過防火墻。這樣,防火墻就起到了保護諸如電子郵件傳輸、遠程登錄、布特定的系統問進行信息交換等安全的作用。
防火墻可以被看成是阻塞點。所有內部網和外部網之間的連接郝必須經過該阻塞點,在此進行檢查和連接,只有被授權的通信才能通過該阻塞點。防火墻使內部網絡與外部網絡在一定條件下隔離,從而防止非法入侵及非法使用系統資源。同時,防火墻還日,以執行安全管制措施,記錄所以可疑的事件,其基本準則有以下兩點:
(1)一切未被允許的就是禁止的?;谠摐蕜t,防火墑應封鎖所有信息流,然后對希單提供的服務逐項丌放。這是一種非常災用的方法,可以造成一種十分安全的環境,為只有經過仔細挑選的服務才被允許使用。其弊端是,安全件高于片j戶使片j的方便件,用戶所能使用的服務范同受到限制。
(2)一切未被禁止的就是允許的。基于該準則,防火埔轉發所有信息流,然后逐項屏蔽可能有害的服務。這種方法構成了一種更為靈活的應用環境,可為用戶提供更多的服務。其弊端是,在口益增多的網絡服務面前,網管人員疲于奔命,特別是受保護的網絡范嗣增大時,很難提供町靠的安全防護。
較傳統的防火墻來說,新一代防火墻具有先進的過濾和體系,能從數據鏈路層到應用層進行全方位安全處理,協議和的直接相互配合,提供透明模式,使本系統的防欺騙能力和運行的健壯件都大大提高;除了訪問控制功能外,新一代的防火墻還集成了其它許多安全技術,如nat和vpn、病毒防護等、使防火墻的安全性提升到義一高度。
三、網絡入侵檢測與安全審計系統設計
在網絡層使用了防火墻技術,經過嚴格的策略配置,通常能夠在內外網之問提供安全的網絡保護,降低了網絡安全風險。但是,儀儀使用防火墻、網絡安全還遠遠不夠。因為日前許多入侵手段如icmp重定向、盯p反射掃描、隧道技術等能夠穿透防火墑進入網絡內部;防火墻無法防護不通過它的鏈接(如入侵者通過撥號入侵);不能防范惡意的知情者、不能防范來自于網絡內部的攻擊;無法有效地防范病毒;無法防范新的安全威脅;南于性能的限制,防火墻通常不能提供實時動態的保護等。
因此,需要更為完善的安全防護系統來解決以上這些問題。網絡入侵監測與安全審計系統是一種實時的網絡監測包括系統,能夠彌補防火墑等其他系統的不足,進一步完善整個網絡的安全防御能力。網絡中部署網絡入侵檢測與安全審計系統,可以在網絡巾建立完善的安全預警和安全應急反應體系,為信息系統的安全運行提供保障。
在計算機網絡信息安全綜合防御體系巾,審計系統采用多agent的結構的網絡入侵檢測與安全審計系統來構建。整個審計系統包括審計agent,審計管理中心,審計管理控制臺。審計agent有軟什和硬什的形式直接和受保護網絡的設備和系統連接,對網絡的各個層次(網絡,操作系統,應用軟件)進行審計,受審計巾心的統一管理,并將信息上報到各個巾心。審計巾心實現對各種審計agent的數據收集和管理。審計控制會是一套管理軟件,主要實現管理員對于審計系統的數據瀏覽,數據管理,規則沒置功能。管理員即使不在審計中心現場也能夠使用審計控制臺通過遠程連接審計中心進行管理,而且多個管理員可以同時進行管理,根據權限的不同完成不同的職責和任務。
四、結論
【論文摘要】:虛擬專用網(VPN)技術主要包括數據封裝化,隧道協議,防火墻技術,加密及防止數據被篡改技術等等。文章著重介紹了虛擬專用網以及對相關技術。并對VPN隧道技術的分類提出了一些新的探索。
引言
虛擬專用網即VPN(Virtual Private Network)是利用接入服務器(Access Sever)、廣域網上的路由器以及VPN專用設備在公用的WAN上實現虛擬專用網技術。通常利internet上開展的VPN服務被稱為IPVPN。
利用共用的WAN網,傳輸企業局域網上的信息,一個關鍵的問題就是信息的安全問題。為了解決此問題,VPN采用了一系列的技術措施來加以解決。其中主要的技術就是所謂的隧道技術。
1. 隧道技術
Internet中的隧道是邏輯上的概念。假設總部的LAN上和分公司的LAN上分別連有內部的IP地址為A和B的微機。總部和分公司到ISP的接入點上的配置了VPN設備。它們的全局IP地址是C和D。假定從微機B向微機A發送數據。在分公司的LAN上的IP分組的IP地址是以內部IP地址表示的"目的地址A""源地址B"。因此分組到達分公司的VPN設備后,立即在它的前部加上與全局IP地址對應的"目的地址C"和"源地址D"。全局IP地址C和D是為了通過Internet中的若干路由器將IP分組從VPN設備從D發往VPN設備C而添加的。此IP分組到達總部的VPN設備C后,全局IP地址即被刪除,恢復成IP分組發往地址A。由此可見,隧道技術就是VPN利用公用網進行信息傳輸的關鍵。為此,還必須在IP分組上添加新頭標,這就是所謂IP的封裝化。同時利用隧道技術,還必須使得隧道的入口與出口相對地出現。
基于隧道技術VPN網絡,對于通信的雙方,感覺如同在使用專用網絡進行通信。
2. 隧道協議
在一個分組上再加上一個頭標被稱為封裝化。對封裝化的數據分組是否加密取決于隧道協議。因此,要成功的使用VPN技術還需要有隧道協議。
2.1 當前主要的隧道協議以及隧道機制的分類:
⑴ L2F(Layer 2 Forwarding)
L2F是cisco公司提出的隧道技術,作為一種傳輸協議L2F支持撥號接入服務器。將撥號數據流封裝在PPP幀內通過廣域網鏈路傳送到L2F服務器(路由器).
⑵ PTP(Point to point Tunnelimg protocol)
PPTP協議又稱為點對點的隧道協議。PPTP協議允許對IP,IPX或NETBEUT數據流進行加密,然后封裝在IP包頭中通過企業IP網絡或公共互連網絡傳送。
⑶ 2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)
該協議是遠程訪問型VPN今后的標準協議。
L2F、PPTP、L2TP共同特點是從遠程客戶直至內部網入口的VPN設備建立PPP連接,端口用戶可以在客戶側管理PPP。它們除了能夠利用內部IP地址的擴展功能外,還能在VPN上利用PPP支持的多協議通信功能,多鏈路功能及PPP的其他附加功能。因此在Internet上實現第二層連接的PPPSecsion的隧道協議被稱作第二層隧道。對于不提供PPP功能的隧道協議都由標準的IP層來處理,稱其為第三層隧道,以區分于第二層隧道。
⑷ TMP/BAYDVS
ATMP和BaydVs(Bay Dial VPN Service)是基于ISP遠程訪問的VPN協議,它部分采用了移動IP的機制。ATMP以GRE實現封裝化,將VPN的起點和終點配置ISP內。因此,用戶可以不裝與VPN想適配的軟件。
⑸ PSEC
IPSEC規定了在IP網絡環境中的安全框架。該規范規定了VPN能夠利用認證頭標(AH:Authmentication Header)和封裝化安全凈荷(ESP:Encapsnlating Security Paylamd)。
IPSEC隧道模式允許對IP負載數據進行加密,然后封裝在IP包頭中,通過企業IP網絡或公共IP互聯網絡如INTERNET發送。
從以上的隧道協議,我們可以看出隧道機制的分類是根據虛擬數據鏈絡層的網絡,DSI七層網絡中的位置,將自己定義為第二層的隧道分類技術。按照這種劃分方法,從此產生了"二層VPN "與"三層VPN"的區別。但是隨著技術的發展,這樣的劃分出現了不足,比如基于會話加密的SSLVPN技術[2]、基于端口轉發的HTTPTunnel[1]技術等等。如果繼續使用這樣的分類,將出現"四層VPN"、"五層VPN",分類教為冗余。因此,目前出現了其他的隧道機制的分類。
2.2 改進后的幾種隧道機制的分類
⑴ J.Heinanen等人提出的根據隧道建立時采用的接入方式不同來分類,將隧道分成四類。分別是使用撥號方式的VPN,使用路由方式的VPN,使用專線方式的VPN和使用局域網仿真方式的VPLS。
例如同樣是以太網的技術,根據實際情況的不同,可能存在PPPOE、MPLSYBGP、MSIP、或者IPSEC等多種VPN組網方式所提供的網絡性能將大有區別,因此按照接入方式不同來分類也無法表示這幾種方式在網絡性能上的差異,由此將引起在實際應用中對VPN技術選型造成誤導。
⑵ 由于網絡性能是所有網絡技術的重要評價標準。根據隧道建立的機制對網絡性能的影響不同,可以將隧道分成封裝型隧道和隔離型隧道的VPN分類方法。封裝型隧道技術是利用封裝的思想,將原本工作在某一層的數據包在包頭提供了控制信息與網絡信息,從而使重新封裝的數據包仍能夠通過公眾網絡傳遞。例如L2TP就是典型的封裝型隧道。
隔離型隧道的建立,則是參考了數據交換的原理,根據不同的標記,直接將數據分發到不同的設備上去。由于不同標記的數據包在進入網絡邊緣時已經相互隔離,如果接入網絡的數據包也是相互隔離的就保證了數據的安全性,例如LSVPN。從性能上看,使用封裝型隧道技術一般只能提供點對點的通道,而點對多點的業務支持能力教差,但是可擴展性,靈活性具有優勢。
采用隔離型隧道技術,則不存在以上問題,可以根據實際需要,提供點對點,點對多點,多點對多點的網絡拓撲。
3. 諸種安全與加密技術
IPVPN技術,由于利用了Internet網絡傳輸總部局域網的內部信息,使得低成本,遠距離。但隨之而來的是由于Internet技術的標準化和開放性,導致威脅網絡的安全。雖然可采取安全對策的訪問控制來提高網絡的安全性,但黑客仍可以從世界上任何地方對網絡進行攻擊,使得在IPVPN的網點A和網點B之間安全通信受到威脅。因此,利用IPVPN通信時,應比專線更加注意Internet接入點的安全。為此,IPVPN采用了以下諸種安全與加密技術。[2]
⑴ 防火墻技術
防火墻技術,主要用于抵御來自黑客的攻擊。
⑵ 加密及防止數據被篡改技術
加密技術可以分為對稱加密和非對稱加密(專用密鑰號與公用密鑰)。對稱加密(或專用加密)也稱常規加密,由通信雙方共享一個秘密密鑰。
非對稱加密,或公用密鑰,通信雙方使用兩個不同的密鑰,一個是只有發送方知道的專用密鑰,另一個則是對應的公用密鑰。任何一方都可以得到公用密鑰?;谒淼兰夹g的VPN虛擬專用網,只有采用了以上諸種技術以后,才能夠發揮其良好的通信功能。
參考文獻
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關鍵詞 網絡型病毒 網絡安全 安全技術
中圖分類號:TP393.08 文獻標識碼:A
隨著科技的發展以及計算機普及,當前計算機運用已經深入到了人們生活的各個領域,在網絡信息時代,人們對網絡具有較高的依賴性。但是在計算機網絡快速發展的今天,由網絡型病毒帶來的計算機網絡的安全問題對人們生活生產中的信息通訊安全造成消極影響,需充分對網絡型的病毒進行分析,提升網絡安全水平。
1 網絡型病毒概況與計算機網絡在安全方面存在的威脅
1.1 網絡型病毒概況
計算機病毒是會對計算機造成危害的、人為編制而成的代碼或者程序,從上個世紀80年代流行至今,計算機病毒的分類較多,如,按照寄生對象,可分為混合型病毒、文件型病毒以及引導型病毒幾類,另外還可按照特有的算法、危害的程度或者相關鏈接形式進行分類。網絡型病毒的特點在于具有可執行性、傳播性、破壞性以及隱蔽性,最為突出特征在于傳播形式復雜,擴散面積廣泛,傳染速度較快以及較難進行清除等。據相關數據統計,超過86%以上的網絡型病毒在清除之后仍然會在30天以內進行二次感染。
1.2 計算機網絡潛在的安全隱患
計算機網絡面臨的是網絡設施、網絡數據信息等多方面的安全隱患。概括而言包括3大方面的安全威脅:其一是人為的攻擊,又分為被動的攻擊以及主動的攻擊,主動攻擊指對數據流進行復制、修改、插入或者延遲,從而實現信息破壞目的,被動的攻擊為截獲某種信息,實現監視或者偷聽目的;其二是人為粗心大意造成的威脅,例如,計算機用戶操作失誤形成安全漏洞,防火墻設置不完善則會為外界攻擊創造條件;又如,未能及時對防護軟件進行更新也會帶來隱患;其三,網絡下載軟件存在漏洞,也會成為黑客攻擊的重點。
2 計算機網絡安全技術探究
實際上,網絡型病毒可能是執行碼,也可能是某個程序,對計算機正常使用造成破壞,甚至損壞硬盤或者操作系統。①如同生物病毒,網絡型病毒能夠進行自我復制以及快速傳播,造成較大范圍的網絡安全威脅。當前涉及網絡安全的病毒防護技術主要包括病毒的檢測、病毒的防御以及病毒的清除等技術。②而隨著科技的發展,當前網絡安全保障技術的發展方向可以論述為:開放式網絡安全技術、系統集成化的網絡安全技術等。
2.1 容災網絡安全技術
當前,保證數據信息的安全可靠已經成為影響各個機構生存和發展的關鍵所在,包括吉林大學某學院的網絡中心在內的各個機構都十分重視數據安全,在災難發生時確保網絡安全,容災技術十分關鍵。對計算機的正常運轉造成影響的因素都被稱為災難,例如,人為的破壞、設備的故障或者客觀自然災害都是計算機網絡的災難,一旦發生上述幾種情況,容災技術可在盡量保證數據丟失量較小的前提下,保證系統的運行。
該安全技術的評價指標內容為:服務的丟失(RT0)、以及數據的丟失(RPO),數據容災技術主要是事先設置異地數據信息系統,用于關鍵數據的實時恢復;應用容災技術主要是異地構建備份系統,出現災難情況,啟用備份的系統確保系統正常運轉。
2.2 數據加密網絡安全技術
這一技術是為網絡安全的關鍵技術。是在傳輸數據過程中,為數據設置加法運算并進行重新編碼,保證數據信息的隱藏,從而使非法用戶無法查看信息,保護數據以及信息系統安全。
這一技術能在計算機的OSl7層協議使用,以數據加密技術的邏輯方位為前提進行分析,通常加密技術形式為節點加密、鏈路加密、以及端口對端口的加密,另外從加密技術的作用出發,可將其分為密鑰管理、傳輸數據、儲存數據、保證數據完整等方面技術。
2.3 計算機虛擬專用網絡的安全技術
所謂虛擬專用網絡,主要是指以公共的數據網絡為基礎的,讓使用者能直接與私人局域網進行(下轉第57頁)(上接第52頁)連接的網絡服務,又被稱為VPN(如圖1),該技術的基礎在于網絡服務的供應商以及Internet的服務商利用公用的網絡構建專用通信網絡,而專用虛擬的網絡中,連接不同的兩個節點并不需要依靠傳統的端口到端口的鏈路,而是由公共網絡資源的動態所構成。
圖1 某VPN應用網絡接入圖
當前,VPN的主要作用在于傳輸私人數據信息,虛擬專用網絡的安全技術主要包括4大板塊內容,身份認證技術、加密解密技術、隧道技術以及密鑰管理的技術,這4種技術能有效保證網絡信息的安全,抵制別有用心的信息攔截、偷聽、篡改信息等行為,實現網絡的安全,而該技術的優勢在于能在對網絡設計進行簡化的過程中提升網絡安全水平,具有極強的靈活性以及拓展性。因此,也成為計算機的網絡安全技術主要研究方向之一。
關鍵詞:數字簽名;加密技術;數字證書;電子文檔;安全問題
Abstract:Today’sapprovalofnewdrugsintheinternationalcommunityneedstocarryouttherawdatatransmission.Thetraditionalwayofexaminationandapprovalredtapeandinefficiency,andtheuseoftheInternettotransmitelectronictextcankeepdatasafeandreliable,butalsogreatlysavemanpower,materialandfinancialresources,andsoon.Inthispaper,encryptionanddigitalsignaturealgorithmofthebasicprinciples,combinedwithhisownideas,givenmedicalapprovalintheelectronictransmissionofthetextofthesecuritysolution.
Keywords:digitalsignature;encryptiontechnology;digitalcertificate;electronicdocuments;securityissues
1引言
隨著我國醫藥事業的發展,研制新藥,搶占國內市場已越演越烈。以前一些醫藥都是靠進口,不僅成本高,而且容易形成壁壘。目前,我國的醫藥研究人員經過不懈的努力,開始研制出同類同效的藥物,然而這些藥物在走向市場前,必須經過國際權威醫療機構的審批,傳統方式是藥物分析的原始數據都是采用紙張方式,不僅數量多的嚇人,而且一旦有一點差錯就需從頭做起,浪費大量的人力、物力、財力。隨著INTERNET的發展和普及,人們開始考慮是否能用互聯網來解決數據傳輸問題。他們希望自己的儀器所做的結果能通過網絡安全傳輸、并得到接收方認證。目前國外針對這一情況已⒘四承┤砑?,葰g?,由釉傐格昂贵,茧H醪皇嗆艸墑歟勾τ諮櫓そ錐危媸被嶸兜腦潁諍萇偈褂謾U餼透諞揭┭蟹⑹亂敵緯閃思際跗烤?,染U慰⒊鍪視櫚南嚶θ砑創俳夜揭┥笈ぷ韉姆⒄咕統閃斯詰那把亓煊潁胰漲骯謖夥矯嫻難芯坎皇嗆芏唷?lt;/DIV>
本文闡述的思想:基本上是參考國際國內現有的算法和體制及一些相關的應用實例,并結合個人的思想提出了一套基于公鑰密碼體制和對稱加密技術的解決方案,以確保醫藥審批中電子文本安全傳輸和防止竄改,不可否認等。
2算法設計
2.1AES算法的介紹[1]
高級加密標準(AdvancedEncryptionStandard)美國國家技術標準委員會(NIST)在2000年10月選定了比利時的研究成果"Rijndael"作為AES的基礎。"Rijndael"是經過三年漫長的過程,最終從進入候選的五種方案中挑選出來的。
AES內部有更簡潔精確的數學算法,而加密數據只需一次通過。AES被設計成高速,堅固的安全性能,而且能夠支持各種小型設備。
AES和DES的性能比較:
(1)DES算法的56位密鑰長度太短;
(2)S盒中可能有不安全的因素;
(3)AES算法設計簡單,密鑰安裝快、需要的內存空間少,在所有平臺上運行良好,支持并行處理,還可抵抗所有已知攻擊;
(4)AES很可能取代DES成為新的國際加密標準。
總之,AES比DES支持更長的密鑰,比DES具有更強的安全性和更高的效率,比較一下,AES的128bit密鑰比DES的56bit密鑰強1021倍。隨著信息安全技術的發展,已經發現DES很多不足之處,對DES的破解方法也日趨有效。AES會代替DES成為21世紀流行的對稱加密算法。
2.2橢圓曲線算法簡介[2]
2.2.1橢圓曲線定義及加密原理[2]
所謂橢圓曲線指的是由韋爾斯特拉斯(Weierstrass)方程y2+a1xy+a3y=x3+a2x2+a4x+a6(1)所確定的平面曲線。若F是一個域,ai∈F,i=1,2,…,6。滿足式1的數偶(x,y)稱為F域上的橢圓曲線E的點。F域可以式有理數域,還可以式有限域GF(Pr)。橢圓曲線通常用E表示。除了曲線E的所有點外,尚需加上一個叫做無窮遠點的特殊O。
在橢圓曲線加密(ECC)中,利用了某種特殊形式的橢圓曲線,即定義在有限域上的橢圓曲線。其方程如下:
y2=x3+ax+b(modp)(2)
這里p是素數,a和b為兩個小于p的非負整數,它們滿足:
4a3+27b2(modp)≠0其中,x,y,a,b∈Fp,則滿足式(2)的點(x,y)和一個無窮點O就組成了橢圓曲線E。
橢圓曲線離散對數問題ECDLP定義如下:給定素數p和橢圓曲線E,對Q=kP,在已知P,Q的情況下求出小于p的正整數k??梢宰C明,已知k和P計算Q比較容易,而由Q和P計算k則比較困難,至今沒有有效的方法來解決這個問題,這就是橢圓曲線加密算法原理之所在。
2.2.2橢圓曲線算法與RSA算法的比較
橢圓曲線公鑰系統是代替RSA的強有力的競爭者。橢圓曲線加密方法與RSA方法相比,有以下的優點:
(1)安全性能更高如160位ECC與1024位RSA、DSA有相同的安全強度。
(2)計算量小,處理速度快在私鑰的處理速度上(解密和簽名),ECC遠比RSA、DSA快得多。
(3)存儲空間占用小ECC的密鑰尺寸和系統參數與RSA、DSA相比要小得多,所以占用的存儲空間小得多。
(4)帶寬要求低使得ECC具有廣泛得應用前景。
ECC的這些特點使它必將取代RSA,成為通用的公鑰加密算法。比如SET協議的制定者已把它作為下一代SET協議中缺省的公鑰密碼算法。
2.3安全散列函數(SHA)介紹
安全散列算法SHA(SecureHashAlgorithm,SHA)[1]是美國國家標準和技術局的國家標準FIPSPUB180-1,一般稱為SHA-1。其對長度不超過264二進制位的消息產生160位的消息摘要輸出。
SHA是一種數據加密算法,該算法經過加密專家多年來的發展和改進已日益完善,現在已成為公認的最安全的散列算法之一,并被廣泛使用。該算法的思想是接收一段明文,然后以一種不可逆的方式將它轉換成一段(通常更?。┟芪?,也可以簡單的理解為取一串輸入碼(稱為預映射或信息),并把它們轉化為長度較短、位數固定的輸出序列即散列值(也稱為信息摘要或信息認證代碼)的過程。散列函數值可以說時對明文的一種“指紋”或是“摘要”所以對散列值的數字簽名就可以視為對此明文的數字簽名。
3數字簽名
“數字簽名”用來保證信息傳輸過程中信息的完整和提供信息發送者的身份認證和不可抵賴性。數字簽名技術的實現基礎是公開密鑰加密技術,是用某人的私鑰加密的消息摘要用于確認消息的來源和內容。公鑰算法的執行速度一般比較慢,把Hash函數和公鑰算法結合起來,所以在數字簽名時,首先用hash函數(消息摘要函數)將消息轉變為消息摘要,然后對這個摘
要簽名。目前比較流行的消息摘要算法是MD4,MD5算法,但是隨著計算能力和散列密碼分析的發展,這兩種算法的安全性及受歡迎程度有所下降。本文采用一種比較新的散列算法――SHA算法。
4解決方案:
下面是醫藥審批系統中各個物理組成部分及其相互之間的邏輯關系圖:
要簽名。目前比較流行的消息摘要算法是MD4,MD5算法,但是隨著計算能力和散列密碼分析的發展,這兩種算法的安全性及受歡迎程度有所下降。本文采用一種比較新的散列算法――SHA算法。
4解決方案:
下面是醫藥審批系統中各個物理組成部分及其相互之間的邏輯關系圖:
圖示:電子文本傳輸加密、簽名過程
下面是將醫藥審批過程中的電子文本安全傳輸的解決方案:
具體過程如下:
(1)發送方A將發送原文用SHA函數編碼,產生一段固定長度的數字摘要。
(2)發送方A用自己的私鑰(keyA私)對摘要加密,形成數字簽名,附在發送信息原文后面。
(3)發送方A產生通信密鑰(AES對稱密鑰),用它對帶有數字簽名的原文進行加密,傳送到接收方B。這里使用對稱加密算法AES的優勢是它的加解密的速度快。
(4)發送方A用接收方B的公鑰(keyB公)對自己的通信密鑰進行加密后,傳到接收方B。這一步利用了數字信封的作用,。
(5)接收方B收到加密后的通信密鑰,用自己的私鑰對其解密,得到發送方A的通信密鑰。
(6)接收方B用發送方A的通信密鑰對收到的經加密的簽名原文解密,得數字簽名和原文。
(7)接收方B用發送方A公鑰對數字簽名解密,得到摘要;同時將原文用SHA-1函數編碼,產生另一個摘要。
(8)接收方B將兩摘要比較,若一致說明信息沒有被破壞或篡改。否則丟棄該文檔。
這個過程滿足5個方面的安全性要求:(1)原文的完整性和簽名的快速性:利用單向散列函數SHA-1先將原文換算成摘要,相當原文的指紋特征,任何對原文的修改都可以被接收方B檢測出來,從而滿足了完整性的要求;再用發送方公鑰算法(ECC)的私鑰加密摘要形成簽名,這樣就克服了公鑰算法直接加密原文速度慢的缺點。(2)加解密的快速性:用對稱加密算法AES加密原文和數字簽名,充分利用了它的這一優點。(3)更高的安全性:第四步中利用數字信封的原理,用接收方B的公鑰加密發送方A的對稱密鑰,這樣就解決了對稱密鑰傳輸困難的不足。這種技術的安全性相當高。結合對稱加密技術(AES)和公開密鑰技術(ECC)的優點,使用兩個層次的加密來獲得公開密鑰技術的靈活性和對稱密鑰技術的高效性。(4)保密性:第五步中,發送方A的對稱密鑰是用接收方B的公鑰加密并傳給自己的,由于沒有別人知道B的私鑰,所以只有B能夠對這份加密文件解密,從而又滿足保密性要求。(5)認證性和抗否認性:在最后三步中,接收方B用發送方A的公鑰解密數字簽名,同時就認證了該簽名的文檔是發送A傳遞過來的;由于沒有別人擁有發送方A的私鑰,只有發送方A能夠生成可以用自己的公鑰解密的簽名,所以發送方A不能否認曾經對該文檔進進行過簽名。
5方案評價與結論
為了解決傳統的新藥審批中的繁瑣程序及其必有的缺點,本文提出利用基于公鑰算法的數字簽名對文檔進行電子簽名,從而大大增強了文檔在不安全網絡環境下傳遞的安全性。
本方案在選擇加密和數字簽名算法上都是經過精心的比較,并且結合現有的相關應用實例情況,提出醫藥審批過程的解決方案,其優越性是:將對稱密鑰AES算法的快速、低成本和非對稱密鑰ECC算法的有效性以及比較新的算列算法SHA完美地結合在一起,從而提供了完整的安全服務,包括身份認證、保密性、完整性檢查、抗否認等。
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下面是將醫藥審批過程中的電子文本安全傳輸的解決方案:
具體過程如下:
(1)發送方A將發送原文用SHA函數編碼,產生一段固定長度的數字摘要。
(2)發送方A用自己的私鑰(keyA私)對摘要加密,形成數字簽名,附在發送信息原文后面。
(3)發送方A產生通信密鑰(AES對稱密鑰),用它對帶有數字簽名的原文進行加密,傳送到接收方B。這里使用對稱加密算法AES的優勢是它的加解密的速度快。
(4)發送方A用接收方B的公鑰(keyB公)對自己的通信密鑰進行加密后,傳到接收方B。這一步利用了數字信封的作用,。
(5)接收方B收到加密后的通信密鑰,用自己的私鑰對其解密,得到發送方A的通信密鑰。
(6)接收方B用發送方A的通信密鑰對收到的經加密的簽名原文解密,得數字簽名和原文。
(7)接收方B用發送方A公鑰對數字簽名解密,得到摘要;同時將原文用SHA-1函數編碼,產生另一個摘要。
(8)接收方B將兩摘要比較,若一致說明信息沒有被破壞或篡改。否則丟棄該文檔。
這個過程滿足5個方面的安全性要求:(1)原文的完整性和簽名的快速性:利用單向散列函數SHA-1先將原文換算成摘要,相當原文的指紋特征,任何對原文的修改都可以被接收方B檢測出來,從而滿足了完整性的要求;再用發送方公鑰算法(ECC)的私鑰加密摘要形成簽名,這樣就克服了公鑰算法直接加密原文速度慢的缺點。(2)加解密的快速性:用對稱加密算法AES加密原文和數字簽名,充分利用了它的這一優點。(3)更高的安全性:第四步中利用數字信封的原理,用接收方B的公鑰加密發送方A的對稱密鑰,這樣就解決了對稱密鑰傳輸困難的不足。這種技術的安全性相當高。結合對稱加密技術(AES)和公開密鑰技術(ECC)的優點,使用兩個層次的加密來獲得公開密鑰技術的靈活性和對稱密鑰技術的高效性。(4)保密性:第五步中,發送方A的對稱密鑰是用接收方B的公鑰加密并傳給自己的,由于沒有別人知道B的私鑰,所以只有B能夠對這份加密文件解密,從而又滿足保密性要求。(5)認證性和抗否認性:在最后三步中,接收方B用發送方A的公鑰解密數字簽名,同時就認證了該簽名的文檔是發送A傳遞過來的;由于沒有別人擁有發送方A的私鑰,只有發送方A能夠生成可以用自己的公鑰解密的簽名,所以發送方A不能否認曾經對該文檔進進行過簽名。
5方案評價與結論
為了解決傳統的新藥審批中的繁瑣程序及其必有的缺點,本文提出利用基于公鑰算法的數字簽名對文檔進行電子簽名,從而大大增強了文檔在不安全網絡環境下傳遞的安全性。
本方案在選擇加密和數字簽名算法上都是經過精心的比較,并且結合現有的相關應用實例情況,提出醫藥審批過程的解決方案,其優越性是:將對稱密鑰AES算法的快速、低成本和非對稱密鑰ECC算法的有效性以及比較新的算列算法SHA完美地結合在一起,從而提供了完整的安全服務,包括身份認證、保密性、完整性檢查、抗否認等。
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