身份認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)安全課件

第5章身份認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)安全身份認(rèn)證技術(shù)概述基于口令的身份認(rèn)證雙因素認(rèn)證技術(shù)基于X509證書的身份認(rèn)證安全認(rèn)證協(xié)議USBKey認(rèn)證基于生物特征的身份認(rèn)證零知識認(rèn)證技術(shù)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證與授權(quán)管理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第5章身份認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)安全身份認(rèn)證技術(shù)概述清華大學(xué)出版社15.1身份認(rèn)證技術(shù)認(rèn)證（Authentication）指的是對某人或某物與其所聲稱的是否相符或有效進(jìn)行確認(rèn)的一個(gè)過程。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1身份認(rèn)證技術(shù)清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社25.1.1身份認(rèn)證技術(shù)簡介G.J.Simmons在1984年提出了認(rèn)證系統(tǒng)的信息理論。他將信息論用于研究認(rèn)證系統(tǒng)的理論安全性和實(shí)際安全問題，也指出了認(rèn)證系統(tǒng)的性能極限以及設(shè)計(jì)認(rèn)證碼所必須遵循的原則。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.1身份認(rèn)證技術(shù)簡介清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)3信息安全包括兩種主要的認(rèn)證技術(shù)：消息認(rèn)證與身份認(rèn)證，消息認(rèn)證用于保證信息在傳送過程中的完整性和信息來源的可靠性，身份認(rèn)證是指計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)確認(rèn)操作者身份的過程，身份認(rèn)證則用于鑒別用戶身份，限制非法用戶訪問網(wǎng)絡(luò)資源。身份認(rèn)證用于解決訪問者的物理身份和數(shù)字身份的一致性問題，給其他安全技術(shù)提供權(quán)限管理的依據(jù)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社信息安全包括兩種主要的認(rèn)證技術(shù)：消息認(rèn)證與身份認(rèn)證，消息認(rèn)證45.1.2身份認(rèn)證系統(tǒng)的特征一個(gè)身份認(rèn)證系統(tǒng)一般需要具有以下特征：驗(yàn)證者正確識別合法用戶的概率極大；攻擊者偽裝成合法用戶騙取驗(yàn)證者信任的成功率極??；通過重放認(rèn)證信息進(jìn)行欺騙和偽裝的成功率極??；計(jì)算有效性：實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證的算法計(jì)算量足夠??；通信有效性：實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證所需的通信量足夠小；秘密參數(shù)能夠安全存儲；第三方的可信賴性高；可證明安全性。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.2身份認(rèn)證系統(tǒng)的特征清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)55.1.3用戶身份認(rèn)證的分類根據(jù)被認(rèn)證方證明身份的秘密的不同，認(rèn)證用戶身份的方法大體有三種，這三種方法可以單獨(dú)使用或聯(lián)合使用：1．用戶知道的秘密2．用戶擁有的令牌3．用戶本身的生物特征清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.3用戶身份認(rèn)證的分類清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)65.2基于口令的身份認(rèn)證基于口令的認(rèn)證方式就是用戶輸入自己的口令，計(jì)算機(jī)驗(yàn)證并給予用戶相應(yīng)的權(quán)限。5.2.1口令的存儲一般有兩種方法進(jìn)行口令存儲：1.直接明文存儲口令2.散列存儲口令散列函數(shù)的目的是為文件、報(bào)文或其他分組數(shù)據(jù)產(chǎn)生類似于“指紋”的特征信息。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2基于口令的身份認(rèn)證基于口令的認(rèn)證方式就是用戶輸入自己的75.2.2口令機(jī)制1．口令傳遞2．激勵(lì)-響應(yīng)3．一次性口令清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.2口令機(jī)制清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社85.2.3對口令協(xié)議的基本攻擊

1．竊聽2．重放3．中間人攻擊4．口令猜測5．內(nèi)部人員輔助攻擊6．秘密揭露清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.3對口令協(xié)議的基本攻擊

1．竊聽清華大學(xué)出版社95.2.4口令認(rèn)證的安全性設(shè)計(jì)安全口令機(jī)制的困難之處在于口令空間通常較小，比隨機(jī)密鑰更易受到攻擊。特別是離線口令猜測攻擊之類的窮盡搜索攻擊非常有效。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.4口令認(rèn)證的安全性清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出105.3雙因素認(rèn)證技術(shù)通過組合兩種不同條件來證明一個(gè)人的身份，稱之為雙因素認(rèn)證。雙因素身份認(rèn)證機(jī)制，通常是在靜態(tài)密碼的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)物理因素，從而構(gòu)成一個(gè)他人無法復(fù)制和識破的安全密碼。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3雙因素認(rèn)證技術(shù)通過組合兩種不同條件來證明一個(gè)人的身份115.3.1雙因素認(rèn)證原理

雙因素身份認(rèn)證系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成:動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法、客戶端軟件代理和管理服務(wù)器。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.1雙因素認(rèn)證原理

雙因素身份認(rèn)證系統(tǒng)主要由三個(gè)部分125.3.2動(dòng)態(tài)口令的產(chǎn)生

動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法，一般是采用特定的運(yùn)算函式或流程，即基本函數(shù)，加上具有變動(dòng)性的一些參數(shù)，即基本元素。利用基本元素經(jīng)過基本函數(shù)的運(yùn)算流程得到結(jié)果，產(chǎn)生的內(nèi)容再轉(zhuǎn)換為使用的密碼，由于基本元素具有每次變化的特性，因此每次產(chǎn)生的密碼都會(huì)不相同，所以稱為動(dòng)態(tài)口令。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.2動(dòng)態(tài)口令的產(chǎn)生

動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法，一般是采用特定的135.3.3客戶端軟件代理客戶端軟件代理是實(shí)現(xiàn)認(rèn)證功能的中間部分，它部署在應(yīng)用服務(wù)器上，用來實(shí)施動(dòng)態(tài)口令的安全策略?？蛻舳塑浖碇饕δ苁菍⒕唧w應(yīng)用的身份認(rèn)證請求通過安全的通道傳輸給管理服務(wù)器，并通知用戶驗(yàn)證結(jié)果。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.3客戶端軟件代理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版145.3.4管理服務(wù)器管理服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)證引擎。其主要作用為：驗(yàn)證用戶口令的有效性、向用戶簽發(fā)口令令牌、簽發(fā)可信代理主機(jī)證書、實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)建日志信息等。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.4管理服務(wù)器清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社155.3.5雙因素身份驗(yàn)證系統(tǒng)的幾個(gè)要點(diǎn)1．時(shí)間同步機(jī)制2．時(shí)間漂移的處理3．輸入錯(cuò)誤的處理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.5雙因素身份驗(yàn)證系統(tǒng)的幾個(gè)要點(diǎn)清華大學(xué)出版社北165.4基于X509證書的身份認(rèn)證基于X.509證書的認(rèn)證技術(shù)依賴于共同依賴的第三方來實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，這里可依賴的第三方是指CA的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。該認(rèn)證機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)證明用戶的身份并向用戶簽發(fā)數(shù)字證書，主要職責(zé)包括：證書頒發(fā)、證書更新、證書廢除、證書和CRL的公布、證書狀態(tài)的在線查詢、證書認(rèn)證和制定政策等。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.4基于X509證書的身份認(rèn)證基于X.509證書的認(rèn)證技術(shù)17X.509數(shù)字證書就是其中一種被廣泛使用的數(shù)字證書，是國際電信聯(lián)盟-電信（ITU-T）部分標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的證書格式標(biāo)準(zhǔn)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社X.509數(shù)字證書就是其中一種被廣泛使用的數(shù)字證書，是國際電18圖5-2X.509數(shù)字證書的格式和吊銷列表的格式清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社圖5-2X.509數(shù)字證書的格式和吊銷列表的格式清華大學(xué)出19X.509證書標(biāo)準(zhǔn)文件數(shù)據(jù)格式包括：版本號——X.509版本號，這將最終影響證書中包含的信息的類型和格式。順序號——證書序列號是賦予證書的惟一整數(shù)值，它用于將本證書與同一CA頒發(fā)的證書區(qū)分開來。簽字算法識別符——產(chǎn)生證書算法的識別符。頒發(fā)者名稱——簽發(fā)證書實(shí)體的惟一名，通常為某個(gè)CA。有效期——證書僅在有限的時(shí)間段內(nèi)有效。該域表示兩個(gè)日期的序列，即證書有效期開始的日期及證書有效期結(jié)束的日期。主體名稱——該域包含與存儲在證書的主體公鑰信息域的公鑰相關(guān)聯(lián)的實(shí)體的DN。主體公鑰信息——該域含有與主體相關(guān)聯(lián)的公鑰及該公鑰用于何種密碼算法的算法標(biāo)識符。頒發(fā)者惟一標(biāo)識符——可選域。它包含頒發(fā)者的惟一標(biāo)識符。將該域包括在證書中的目的是為了處理某個(gè)頒發(fā)者的名字隨時(shí)間的流逝而重用的可能。主體惟一標(biāo)識符——可選域。它含有一個(gè)主體的惟一標(biāo)識符。擴(kuò)充域——擴(kuò)展項(xiàng)提供了一種將用戶或公鑰與附加屬性關(guān)聯(lián)在一起的方法。簽字值——該域中含有頒發(fā)證書的CA的數(shù)字簽名。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社X.509證書標(biāo)準(zhǔn)文件數(shù)據(jù)格式包括：清華大學(xué)出版社北20基于X.509證書的認(rèn)證實(shí)際上是將個(gè)體之間的信任轉(zhuǎn)化為個(gè)體對組織機(jī)構(gòu)的信任，因此這種認(rèn)證系統(tǒng)需要有CA的支持。利用X.509數(shù)字證書可以實(shí)現(xiàn)相互實(shí)體身份的強(qiáng)認(rèn)證功能，這里的“強(qiáng)”是指不是簡單地使用口令，而是使用時(shí)間戳和基于隨機(jī)數(shù)的挑戰(zhàn)與應(yīng)答。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社基于X.509證書的認(rèn)證實(shí)際上是將個(gè)體之間的信任轉(zhuǎn)化為個(gè)體對21驗(yàn)證者向用戶提供一隨機(jī)數(shù)；用戶以其私鑰KS對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簽名，將簽名和自己的證書提交給驗(yàn)證方；驗(yàn)證者驗(yàn)證證書的有效性，從證書中獲得用戶公鑰KP，以KP驗(yàn)證用戶簽名的隨機(jī)數(shù)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社驗(yàn)證者向用戶提供一隨機(jī)數(shù)；用戶以其私鑰KS對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簽名，22圖5-3雙向身份認(rèn)證實(shí)現(xiàn)示意清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社23(1)用戶A選取時(shí)間戳tA，表示消息生成時(shí)間和期滿時(shí)間，被用來防止信息傳遞的延遲以抗重放；生成一個(gè)非重復(fù)的隨機(jī)數(shù)rA（rA用來抗重放攻擊）及密鑰kA，A用自己的密鑰kA加密{tA,rA,B}即{tA,rA,B}kA。并將它發(fā)送給B。(2)B收到消息后執(zhí)行以下動(dòng)作：獲取A的X.509證書，并驗(yàn)證證書的有效性，從A證書中提取A的公開密鑰信息，驗(yàn)證A的身份是否屬實(shí)，同時(shí)檢驗(yàn)消息的完整性；檢查B自己是否是消息的接收者；驗(yàn)證時(shí)間戳tA是否為當(dāng)前時(shí)間，檢查rA是否被重放；最后B生成一個(gè)非重復(fù)的隨機(jī)數(shù)rB（作用與rA相同），并向A發(fā)送消息:{rB,tB,A,rA}kA。(3)A收到消息后執(zhí)行以下動(dòng)作：獲取B的X.509證書，并驗(yàn)證證書的有效性，接著從B的證書中提取B的公開密鑰，驗(yàn)證B的公開密鑰，驗(yàn)證B的身份，同時(shí)檢驗(yàn)消息的完整性；檢查A自己是否是消息的接收者;驗(yàn)證時(shí)間戳tB是否為當(dāng)前時(shí)間,并檢查rB是否被重放。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社(1)用戶A選取時(shí)間戳tA，表示消息生成時(shí)間和期滿時(shí)間，被用245.5安全認(rèn)證協(xié)議5.5.1NSSK認(rèn)證協(xié)議該協(xié)議是由RogerNeedham和MichaelSchroeder在1978年提出的著名的Needham-Schroeder認(rèn)證協(xié)議。采用對稱密鑰算法的NS協(xié)議被稱為NSSK，采用非對稱密鑰算法的NS協(xié)議被稱為NSPK。NSSK認(rèn)證協(xié)議需要有一個(gè)稱為鑒別服務(wù)器的可信權(quán)威機(jī)構(gòu)參與密鑰分發(fā)中心KDC（keydistributioncenter），KDC擁有每個(gè)用戶的秘密密鑰。若用戶A欲與用戶B通信，則用戶A向鑒別服務(wù)器申請會(huì)話密鑰。在會(huì)話密鑰的分配過程中，雙方身份得以鑒別。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5安全認(rèn)證協(xié)議5.5.1NSSK認(rèn)證協(xié)議清華大學(xué)出版25清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社26NSSK的協(xié)議流程①A→KDC：IDA‖IDB‖N1②KDC→A：EKA[KS‖IDB‖N1‖EKB[KS‖IDA]]③A→B：EKB[KS‖IDA]④B→A：EKS[N2]⑤A→B：EKS[f(N2)]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社NSSK的協(xié)議流程①A→KDC：IDA‖IDB‖N1清華27其中KDC是密鑰分發(fā)中心，Ra、Rb是一次性隨機(jī)數(shù)，保密密鑰Ka和Kb分別是A和KDC、B和KDC之間共享的密鑰，Ks是由KDC分發(fā)的A與B的會(huì)話密鑰，EX表示使用密鑰X加密。式中KA、KB分別是A、B與KDC共享的主密鑰。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社其中KDC是密鑰分發(fā)中心，Ra、Rb是一次性隨機(jī)數(shù)，保密密鑰28協(xié)議的目的是由KDC為A、B安全地分配會(huì)話密鑰KS，A在第②步安全地獲得了KS，而第③步的消息僅能被B解讀，因此B在第③步安全地獲得了KS，第④步中B向A示意自己已掌握KS，N2用于向A詢問自己在第③步收到的KS是否為一新會(huì)話密鑰，第⑤步A對B的詢問作出應(yīng)答，一方面表示自己已掌握KS，另一方面由f(N2)回答了KS的新鮮性。可見第④、⑤兩步用于防止一種類型的重放攻擊，比如敵手在前一次執(zhí)行協(xié)議時(shí)截獲第③步的消息，然后在這次執(zhí)行協(xié)議時(shí)重放，如果雙方?jīng)]有第④、⑤兩步的握手過程的話，B就無法檢查出自己得到的KS是重放的舊密鑰。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社協(xié)議的目的是由KDC為A、B安全地分配會(huì)話密鑰KS，A在第②295.5.2Kerberos認(rèn)證協(xié)議

Kerberos（注：Kerberos是古希臘神話里的一條三頭看門狗）是一種用于公共網(wǎng)絡(luò)上的安全認(rèn)證系統(tǒng)。Kerberos身份認(rèn)證系統(tǒng)是MITAthena（雅典娜）項(xiàng)目中的一部分，被Windows2000、UNIX系統(tǒng)廣泛采用。其V1～V3版是開發(fā)版本，V4為Kerberos原型，獲得了廣泛的應(yīng)用，V5自1989年開始設(shè)計(jì)，于1994年成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)（RFC1510）。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.2Kerberos認(rèn)證協(xié)議

Kerberos（注30圖5-5Kerberos認(rèn)證過程清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社31認(rèn)證過程分三個(gè)階段六個(gè)步驟，其協(xié)議的具體過程簡述如下：第一階段認(rèn)證服務(wù)交換用戶C向AS發(fā)出請求，以獲取訪問TGS的令牌(票據(jù)許可證)：Tickettgs1CAS：IDC||IDtgs||TS12ASC：EKc[Kc，tgs||IDtgs||TS2||Lifetime2||Tickettgs]

其中：Tickettgs=EKtgs[Kc,tgs||IDc||ADc||IDtgs||TS2||Lifetime2]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社認(rèn)證過程分三個(gè)階段六個(gè)步驟，其協(xié)議的具體過程簡述如下：第一階32第二階段C從TGS得到所請求服務(wù)的令牌Ticketv3CTGS：IDv||Tickettgs||AuthenticatorcAuthenticatorc=EKc，tgs[IDc||ADc||TS3]說明：TGS擁有Ktgs，可以解密Tickettgs，然后使用從Tickettgs得到的Kc,tgs來解密Authenticatorc將認(rèn)證符中的數(shù)據(jù)與票據(jù)中的數(shù)據(jù)比較，以驗(yàn)證票據(jù)發(fā)送者就是票據(jù)持有者。4TGSC：EKc，tgs[Kc，v||IDv||TS4||Ticketv]Ticketv=EKv[Kc，v||IDc||ADc||IDv||TS4||Lifetime4]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第二階段C從TGS得到所請求服務(wù)的令牌Ticketv清華大33第三階段客戶機(jī)與服務(wù)器之間認(rèn)證交換。5CV：Ticketv||Authenticatorc6VC：Ekc,v[TS5+1]其中：Ticketv=EKv[Kc,v||IDc||ADc||IDv||TS4||Lifetime4]

Authenticatorc=Ekc,v[IDc||ADc||TS5]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第三階段客戶機(jī)與服務(wù)器之間認(rèn)證交換。清華大學(xué)出版社北34根據(jù)Kerberos認(rèn)證機(jī)制，可以得出Kerberos有如下優(yōu)勢：①實(shí)現(xiàn)了一次性簽放機(jī)制，并且簽放的票據(jù)都有一個(gè)有效期。②支持雙向的身份認(rèn)證，同時(shí)也支持分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的認(rèn)證機(jī)制。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社根據(jù)Kerberos認(rèn)證機(jī)制，可以得出Kerberos355.5.3PAP認(rèn)證協(xié)議

PPP提供了兩種可選的身份認(rèn)證協(xié)議：口令認(rèn)證協(xié)議（PassWordAuthenticationProtocol，PAP）和質(zhì)詢握手協(xié)議（ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol，CHAP）。如果雙方協(xié)商達(dá)成一致，也可以不使用任何身份認(rèn)證方法。PAP認(rèn)證可以在一方進(jìn)行，即由一方認(rèn)證另一方身份，也可以進(jìn)行雙向身份認(rèn)證。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.3PAP認(rèn)證協(xié)議

PPP提供了兩種可選的身份認(rèn)證36口令認(rèn)證協(xié)議（PAP）在RFC1334上作了詳細(xì)說明。在該協(xié)議中，進(jìn)行連接的對等主機(jī)向它試圖與之連接的系統(tǒng)傳送用戶ID和口令對。同等層以明碼向認(rèn)證者發(fā)送用戶口令和ID，直至認(rèn)證者接到它們或連接結(jié)束為止。由于認(rèn)證信息以明碼傳輸，因此PAP是不安全的。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社口令認(rèn)證協(xié)議（PAP）在RFC1334上作了詳細(xì)說明。在該協(xié)375.5.4CHAP認(rèn)證協(xié)議

1.CHAP認(rèn)證協(xié)議概述CHAP(Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol)挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議，主要就是針對PPP的，除了在撥號開始時(shí)使用外，還可以在連接建立后的任何時(shí)刻使用。CHAP通過3次握手周期性地認(rèn)證對端的身份，在初始鏈路建立時(shí)完成，可以在鏈路建立之后的任何時(shí)候重復(fù)進(jìn)行。關(guān)于CHAP可以參見RFC1994。

清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.4CHAP認(rèn)證協(xié)議

1.CHAP認(rèn)證協(xié)議概述38CHAP協(xié)議基本過程是認(rèn)證者先發(fā)送一個(gè)隨機(jī)挑戰(zhàn)信息給對方，接收方根據(jù)此挑戰(zhàn)信息和共享的密鑰信息，使用單向HASH函數(shù)計(jì)算出響應(yīng)值，然后發(fā)送給認(rèn)證者，認(rèn)證者也進(jìn)行相同的計(jì)算，驗(yàn)證自己的計(jì)算結(jié)果和接收到的結(jié)果是否一致，一致則認(rèn)證通過，否則認(rèn)證失敗。經(jīng)過一定的隨機(jī)間隔，認(rèn)證者發(fā)送一個(gè)新的挑戰(zhàn)給對端，重復(fù)以上步驟。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社CHAP協(xié)議基本過程是認(rèn)證者先發(fā)送一個(gè)隨機(jī)挑戰(zhàn)信息給對方，接39這種認(rèn)證方法的優(yōu)點(diǎn)即在于密鑰信息不需要在通信信道中發(fā)送，而且每次認(rèn)證所交換的信息都不一樣，可以很有效地避免監(jiān)聽攻擊。使用CHAP的安全性除了本地密鑰的安全性外，網(wǎng)絡(luò)上的安全性在于挑戰(zhàn)信息的長度、隨機(jī)性和單向HASH算法的可靠性。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社這種認(rèn)證方法的優(yōu)點(diǎn)即在于密鑰信息不需要在通信信道中發(fā)送，而且405.5.5RADIUS認(rèn)證協(xié)議

1．RADIUS協(xié)議簡介RADIUS是遠(yuǎn)程認(rèn)證撥號用戶服務(wù)協(xié)議RADIUS（RemoteAuthenticationDialInUserService,RADIUS）的簡稱，它最初是由Livingston朗訊公司提出的一個(gè)為撥號用戶提供認(rèn)證和計(jì)費(fèi)的協(xié)議。后經(jīng)多次改進(jìn)，逐漸成為當(dāng)前流行的AAA（認(rèn)證Authentication、授權(quán)Authorization和計(jì)費(fèi)Accounting）協(xié)議，并定義于IETF提交的RFC2865、RFC2866等多個(gè)文件中。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.5RADIUS認(rèn)證協(xié)議

1．RADIUS協(xié)議簡介41RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)42RADIUS協(xié)議以客戶機(jī)/服務(wù)器方式工作。客戶端為網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器NAS（NetAccessServer），現(xiàn)在任何運(yùn)行RADIUS客戶端軟件的計(jì)算機(jī)都可以成為RADIUS的客戶端，它向RADIUS服務(wù)器端提交認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等信息，RADIUS服務(wù)器處理信息后，將結(jié)果返回給NAS，然后NAS按照RADIUS服務(wù)器的不同的響應(yīng)來采取相應(yīng)動(dòng)作。NAS和RADIUS服務(wù)器之間傳遞的信息通過共享的密鑰進(jìn)行加密。RADIUS服務(wù)器支持多種認(rèn)證協(xié)議，所有的認(rèn)證協(xié)議都是基于TLV(屬性、長度、屬性值)三元組組成的，因此協(xié)議的擴(kuò)展性很好。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社RADIUS協(xié)議以客戶機(jī)/服務(wù)器方式工作?？蛻舳藶榫W(wǎng)絡(luò)接入服43基本交互步驟如下：(1)用戶輸入用戶名和口令；(2)RADIUS客戶端根據(jù)獲取的用戶名和口令，向RADIUS服務(wù)器發(fā)送認(rèn)證請求包（access-request）。(3)RADIUS服務(wù)器將該用戶信息與users數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行對比分析，如果認(rèn)證成功，則將用戶的權(quán)限信息以認(rèn)證響應(yīng)包（access-accept）發(fā)送給RADIUS客戶端；如果認(rèn)證失敗，則返回access-reject響應(yīng)包。(4)RADIUS客戶端根據(jù)接收到的認(rèn)證結(jié)果接入/拒絕用戶。如果可以接入用戶，則RADIUS客戶端向RADIUS服務(wù)器發(fā)送計(jì)費(fèi)開始請求包（accounting-request），status-type取值為start；(5)RADIUS服務(wù)器返回計(jì)費(fèi)開始響應(yīng)包（accounting-response）；(6)RADIUS客戶端向RADIUS服務(wù)器發(fā)送計(jì)費(fèi)停止請求包（accounting-request），status-type取值為stop；(7)RADIUS服務(wù)器返回計(jì)費(fèi)結(jié)束響應(yīng)包（accounting-response）。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社基本交互步驟如下：清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社445.6USBKey認(rèn)證

USBKey采用雙鑰（公鑰）加密的認(rèn)證模式，是一種USB接口的硬件設(shè)備，外形和普通U盤很像，像一面盾牌，保護(hù)網(wǎng)上銀行資金安全。它內(nèi)置單片機(jī)或智能卡芯片，有一定的存儲空間，可以存儲用戶的私鑰以及數(shù)字證書，利用USBKey內(nèi)置的公鑰算法實(shí)現(xiàn)對用戶身份的認(rèn)證。由于用戶私鑰保存在密碼鎖中，理論上使用任何方式都無法讀取，因此保證了用戶認(rèn)證的安全性。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.6USBKey認(rèn)證

USBKey采用雙鑰（公鑰）加455.6.1USBKey身份認(rèn)證原理任何USBKey硬件都具有用戶PIN碼，以實(shí)現(xiàn)雙因素認(rèn)證功能。USBKey內(nèi)置單向散列算法，預(yù)先在USBKey和服務(wù)器中存儲一個(gè)證明用戶身份的密鑰。當(dāng)需要在網(wǎng)絡(luò)上驗(yàn)證用戶身份時(shí)，先由客戶端向服務(wù)器發(fā)出一個(gè)驗(yàn)證請求，服務(wù)器接到此請求后生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶端(此為沖擊)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.6.1USBKey身份認(rèn)證原理清華大學(xué)出版社北46客戶端將收到的隨機(jī)數(shù)提供給插在客戶端上的USBKey，由USBKey使用該隨機(jī)數(shù)與存儲在USBKey中的密鑰進(jìn)行帶密鑰的單向散列運(yùn)算(HMAC-MD5)并將得到的結(jié)果作為認(rèn)證證據(jù)傳送給服務(wù)器(此為響應(yīng))。與此同時(shí)，服務(wù)器使用該隨機(jī)數(shù)與存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中的該客戶密鑰進(jìn)行HMAC-MD5運(yùn)算，如果服務(wù)器的運(yùn)算結(jié)果與客戶端傳回的響應(yīng)結(jié)果相同，則認(rèn)為客戶端是個(gè)合法用戶。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社客戶端將收到的隨機(jī)數(shù)提供給插在客戶端上的USBKey，由U475.7基于生物特征的身份認(rèn)證5.7.1基于生物特征的認(rèn)證方式基于生物特征的身份認(rèn)證技術(shù)包括基于生理特征（如指紋、聲音和虹膜）的身份認(rèn)證與基于秘密信息的身份認(rèn)證技術(shù)相比而言，其用戶標(biāo)識和用戶驗(yàn)證的功能是合一的，因此只要用戶的生物特征信息正確，就能起到認(rèn)證作用。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.7基于生物特征的身份認(rèn)證5.7.1基于生物特征的認(rèn)證48(1)指紋識別技術(shù)(2)人臉識別技術(shù)(3)虹膜識別技術(shù)(4)掌紋識別技術(shù)(5)語音識別技術(shù)(6)筆跡識別技術(shù)清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社(1)指紋識別技術(shù)清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社49小結(jié)身份認(rèn)證是保障信息安全的第一道關(guān)卡，也是最基本的安全服務(wù)。本章系統(tǒng)的講解了身份認(rèn)證的各種技術(shù)與方法，包括基于口令、數(shù)字證書、USBKey、生物特征、雙因素以及零知識等認(rèn)證技術(shù)的概念與特點(diǎn)，分析比較它們不同的特點(diǎn)和應(yīng)用，并介紹了一些有代表性的網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證協(xié)議，最后分析了網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證與授權(quán)管理的關(guān)系。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社小結(jié)清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社50第5章身份認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)安全身份認(rèn)證技術(shù)概述基于口令的身份認(rèn)證雙因素認(rèn)證技術(shù)基于X509證書的身份認(rèn)證安全認(rèn)證協(xié)議USBKey認(rèn)證基于生物特征的身份認(rèn)證零知識認(rèn)證技術(shù)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證與授權(quán)管理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第5章身份認(rèn)證與網(wǎng)絡(luò)安全身份認(rèn)證技術(shù)概述清華大學(xué)出版社515.1身份認(rèn)證技術(shù)認(rèn)證（Authentication）指的是對某人或某物與其所聲稱的是否相符或有效進(jìn)行確認(rèn)的一個(gè)過程。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1身份認(rèn)證技術(shù)清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社525.1.1身份認(rèn)證技術(shù)簡介G.J.Simmons在1984年提出了認(rèn)證系統(tǒng)的信息理論。他將信息論用于研究認(rèn)證系統(tǒng)的理論安全性和實(shí)際安全問題，也指出了認(rèn)證系統(tǒng)的性能極限以及設(shè)計(jì)認(rèn)證碼所必須遵循的原則。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.1身份認(rèn)證技術(shù)簡介清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)53信息安全包括兩種主要的認(rèn)證技術(shù)：消息認(rèn)證與身份認(rèn)證，消息認(rèn)證用于保證信息在傳送過程中的完整性和信息來源的可靠性，身份認(rèn)證是指計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)確認(rèn)操作者身份的過程，身份認(rèn)證則用于鑒別用戶身份，限制非法用戶訪問網(wǎng)絡(luò)資源。身份認(rèn)證用于解決訪問者的物理身份和數(shù)字身份的一致性問題，給其他安全技術(shù)提供權(quán)限管理的依據(jù)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社信息安全包括兩種主要的認(rèn)證技術(shù)：消息認(rèn)證與身份認(rèn)證，消息認(rèn)證545.1.2身份認(rèn)證系統(tǒng)的特征一個(gè)身份認(rèn)證系統(tǒng)一般需要具有以下特征：驗(yàn)證者正確識別合法用戶的概率極大；攻擊者偽裝成合法用戶騙取驗(yàn)證者信任的成功率極?。煌ㄟ^重放認(rèn)證信息進(jìn)行欺騙和偽裝的成功率極??；計(jì)算有效性：實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證的算法計(jì)算量足夠小；通信有效性：實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證所需的通信量足夠小；秘密參數(shù)能夠安全存儲；第三方的可信賴性高；可證明安全性。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.2身份認(rèn)證系統(tǒng)的特征清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)555.1.3用戶身份認(rèn)證的分類根據(jù)被認(rèn)證方證明身份的秘密的不同，認(rèn)證用戶身份的方法大體有三種，這三種方法可以單獨(dú)使用或聯(lián)合使用：1．用戶知道的秘密2．用戶擁有的令牌3．用戶本身的生物特征清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.1.3用戶身份認(rèn)證的分類清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)565.2基于口令的身份認(rèn)證基于口令的認(rèn)證方式就是用戶輸入自己的口令，計(jì)算機(jī)驗(yàn)證并給予用戶相應(yīng)的權(quán)限。5.2.1口令的存儲一般有兩種方法進(jìn)行口令存儲：1.直接明文存儲口令2.散列存儲口令散列函數(shù)的目的是為文件、報(bào)文或其他分組數(shù)據(jù)產(chǎn)生類似于“指紋”的特征信息。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2基于口令的身份認(rèn)證基于口令的認(rèn)證方式就是用戶輸入自己的575.2.2口令機(jī)制1．口令傳遞2．激勵(lì)-響應(yīng)3．一次性口令清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.2口令機(jī)制清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社585.2.3對口令協(xié)議的基本攻擊

1．竊聽2．重放3．中間人攻擊4．口令猜測5．內(nèi)部人員輔助攻擊6．秘密揭露清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.3對口令協(xié)議的基本攻擊

1．竊聽清華大學(xué)出版社595.2.4口令認(rèn)證的安全性設(shè)計(jì)安全口令機(jī)制的困難之處在于口令空間通常較小，比隨機(jī)密鑰更易受到攻擊。特別是離線口令猜測攻擊之類的窮盡搜索攻擊非常有效。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.2.4口令認(rèn)證的安全性清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出605.3雙因素認(rèn)證技術(shù)通過組合兩種不同條件來證明一個(gè)人的身份，稱之為雙因素認(rèn)證。雙因素身份認(rèn)證機(jī)制，通常是在靜態(tài)密碼的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)物理因素，從而構(gòu)成一個(gè)他人無法復(fù)制和識破的安全密碼。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3雙因素認(rèn)證技術(shù)通過組合兩種不同條件來證明一個(gè)人的身份615.3.1雙因素認(rèn)證原理

雙因素身份認(rèn)證系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成:動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法、客戶端軟件代理和管理服務(wù)器。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.1雙因素認(rèn)證原理

雙因素身份認(rèn)證系統(tǒng)主要由三個(gè)部分625.3.2動(dòng)態(tài)口令的產(chǎn)生

動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法，一般是采用特定的運(yùn)算函式或流程，即基本函數(shù)，加上具有變動(dòng)性的一些參數(shù)，即基本元素。利用基本元素經(jīng)過基本函數(shù)的運(yùn)算流程得到結(jié)果，產(chǎn)生的內(nèi)容再轉(zhuǎn)換為使用的密碼，由于基本元素具有每次變化的特性，因此每次產(chǎn)生的密碼都會(huì)不相同，所以稱為動(dòng)態(tài)口令。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.2動(dòng)態(tài)口令的產(chǎn)生

動(dòng)態(tài)口令產(chǎn)生算法，一般是采用特定的635.3.3客戶端軟件代理客戶端軟件代理是實(shí)現(xiàn)認(rèn)證功能的中間部分，它部署在應(yīng)用服務(wù)器上，用來實(shí)施動(dòng)態(tài)口令的安全策略。客戶端軟件代理主要功能是將具體應(yīng)用的身份認(rèn)證請求通過安全的通道傳輸給管理服務(wù)器，并通知用戶驗(yàn)證結(jié)果。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.3客戶端軟件代理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版645.3.4管理服務(wù)器管理服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)證引擎。其主要作用為：驗(yàn)證用戶口令的有效性、向用戶簽發(fā)口令令牌、簽發(fā)可信代理主機(jī)證書、實(shí)時(shí)監(jiān)控，創(chuàng)建日志信息等。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.4管理服務(wù)器清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社655.3.5雙因素身份驗(yàn)證系統(tǒng)的幾個(gè)要點(diǎn)1．時(shí)間同步機(jī)制2．時(shí)間漂移的處理3．輸入錯(cuò)誤的處理清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.3.5雙因素身份驗(yàn)證系統(tǒng)的幾個(gè)要點(diǎn)清華大學(xué)出版社北665.4基于X509證書的身份認(rèn)證基于X.509證書的認(rèn)證技術(shù)依賴于共同依賴的第三方來實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，這里可依賴的第三方是指CA的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。該認(rèn)證機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)證明用戶的身份并向用戶簽發(fā)數(shù)字證書，主要職責(zé)包括：證書頒發(fā)、證書更新、證書廢除、證書和CRL的公布、證書狀態(tài)的在線查詢、證書認(rèn)證和制定政策等。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.4基于X509證書的身份認(rèn)證基于X.509證書的認(rèn)證技術(shù)67X.509數(shù)字證書就是其中一種被廣泛使用的數(shù)字證書，是國際電信聯(lián)盟-電信（ITU-T）部分標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的證書格式標(biāo)準(zhǔn)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社X.509數(shù)字證書就是其中一種被廣泛使用的數(shù)字證書，是國際電68圖5-2X.509數(shù)字證書的格式和吊銷列表的格式清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社圖5-2X.509數(shù)字證書的格式和吊銷列表的格式清華大學(xué)出69X.509證書標(biāo)準(zhǔn)文件數(shù)據(jù)格式包括：版本號——X.509版本號，這將最終影響證書中包含的信息的類型和格式。順序號——證書序列號是賦予證書的惟一整數(shù)值，它用于將本證書與同一CA頒發(fā)的證書區(qū)分開來。簽字算法識別符——產(chǎn)生證書算法的識別符。頒發(fā)者名稱——簽發(fā)證書實(shí)體的惟一名，通常為某個(gè)CA。有效期——證書僅在有限的時(shí)間段內(nèi)有效。該域表示兩個(gè)日期的序列，即證書有效期開始的日期及證書有效期結(jié)束的日期。主體名稱——該域包含與存儲在證書的主體公鑰信息域的公鑰相關(guān)聯(lián)的實(shí)體的DN。主體公鑰信息——該域含有與主體相關(guān)聯(lián)的公鑰及該公鑰用于何種密碼算法的算法標(biāo)識符。頒發(fā)者惟一標(biāo)識符——可選域。它包含頒發(fā)者的惟一標(biāo)識符。將該域包括在證書中的目的是為了處理某個(gè)頒發(fā)者的名字隨時(shí)間的流逝而重用的可能。主體惟一標(biāo)識符——可選域。它含有一個(gè)主體的惟一標(biāo)識符。擴(kuò)充域——擴(kuò)展項(xiàng)提供了一種將用戶或公鑰與附加屬性關(guān)聯(lián)在一起的方法。簽字值——該域中含有頒發(fā)證書的CA的數(shù)字簽名。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社X.509證書標(biāo)準(zhǔn)文件數(shù)據(jù)格式包括：清華大學(xué)出版社北70基于X.509證書的認(rèn)證實(shí)際上是將個(gè)體之間的信任轉(zhuǎn)化為個(gè)體對組織機(jī)構(gòu)的信任，因此這種認(rèn)證系統(tǒng)需要有CA的支持。利用X.509數(shù)字證書可以實(shí)現(xiàn)相互實(shí)體身份的強(qiáng)認(rèn)證功能，這里的“強(qiáng)”是指不是簡單地使用口令，而是使用時(shí)間戳和基于隨機(jī)數(shù)的挑戰(zhàn)與應(yīng)答。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社基于X.509證書的認(rèn)證實(shí)際上是將個(gè)體之間的信任轉(zhuǎn)化為個(gè)體對71驗(yàn)證者向用戶提供一隨機(jī)數(shù)；用戶以其私鑰KS對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簽名，將簽名和自己的證書提交給驗(yàn)證方；驗(yàn)證者驗(yàn)證證書的有效性，從證書中獲得用戶公鑰KP，以KP驗(yàn)證用戶簽名的隨機(jī)數(shù)。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社驗(yàn)證者向用戶提供一隨機(jī)數(shù)；用戶以其私鑰KS對隨機(jī)數(shù)進(jìn)行簽名，72圖5-3雙向身份認(rèn)證實(shí)現(xiàn)示意清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社73(1)用戶A選取時(shí)間戳tA，表示消息生成時(shí)間和期滿時(shí)間，被用來防止信息傳遞的延遲以抗重放；生成一個(gè)非重復(fù)的隨機(jī)數(shù)rA（rA用來抗重放攻擊）及密鑰kA，A用自己的密鑰kA加密{tA,rA,B}即{tA,rA,B}kA。并將它發(fā)送給B。(2)B收到消息后執(zhí)行以下動(dòng)作：獲取A的X.509證書，并驗(yàn)證證書的有效性，從A證書中提取A的公開密鑰信息，驗(yàn)證A的身份是否屬實(shí)，同時(shí)檢驗(yàn)消息的完整性；檢查B自己是否是消息的接收者；驗(yàn)證時(shí)間戳tA是否為當(dāng)前時(shí)間，檢查rA是否被重放；最后B生成一個(gè)非重復(fù)的隨機(jī)數(shù)rB（作用與rA相同），并向A發(fā)送消息:{rB,tB,A,rA}kA。(3)A收到消息后執(zhí)行以下動(dòng)作：獲取B的X.509證書，并驗(yàn)證證書的有效性，接著從B的證書中提取B的公開密鑰，驗(yàn)證B的公開密鑰，驗(yàn)證B的身份，同時(shí)檢驗(yàn)消息的完整性；檢查A自己是否是消息的接收者;驗(yàn)證時(shí)間戳tB是否為當(dāng)前時(shí)間,并檢查rB是否被重放。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社(1)用戶A選取時(shí)間戳tA，表示消息生成時(shí)間和期滿時(shí)間，被用745.5安全認(rèn)證協(xié)議5.5.1NSSK認(rèn)證協(xié)議該協(xié)議是由RogerNeedham和MichaelSchroeder在1978年提出的著名的Needham-Schroeder認(rèn)證協(xié)議。采用對稱密鑰算法的NS協(xié)議被稱為NSSK，采用非對稱密鑰算法的NS協(xié)議被稱為NSPK。NSSK認(rèn)證協(xié)議需要有一個(gè)稱為鑒別服務(wù)器的可信權(quán)威機(jī)構(gòu)參與密鑰分發(fā)中心KDC（keydistributioncenter），KDC擁有每個(gè)用戶的秘密密鑰。若用戶A欲與用戶B通信，則用戶A向鑒別服務(wù)器申請會(huì)話密鑰。在會(huì)話密鑰的分配過程中，雙方身份得以鑒別。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5安全認(rèn)證協(xié)議5.5.1NSSK認(rèn)證協(xié)議清華大學(xué)出版75清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社76NSSK的協(xié)議流程①A→KDC：IDA‖IDB‖N1②KDC→A：EKA[KS‖IDB‖N1‖EKB[KS‖IDA]]③A→B：EKB[KS‖IDA]④B→A：EKS[N2]⑤A→B：EKS[f(N2)]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社NSSK的協(xié)議流程①A→KDC：IDA‖IDB‖N1清華77其中KDC是密鑰分發(fā)中心，Ra、Rb是一次性隨機(jī)數(shù)，保密密鑰Ka和Kb分別是A和KDC、B和KDC之間共享的密鑰，Ks是由KDC分發(fā)的A與B的會(huì)話密鑰，EX表示使用密鑰X加密。式中KA、KB分別是A、B與KDC共享的主密鑰。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社其中KDC是密鑰分發(fā)中心，Ra、Rb是一次性隨機(jī)數(shù)，保密密鑰78協(xié)議的目的是由KDC為A、B安全地分配會(huì)話密鑰KS，A在第②步安全地獲得了KS，而第③步的消息僅能被B解讀，因此B在第③步安全地獲得了KS，第④步中B向A示意自己已掌握KS，N2用于向A詢問自己在第③步收到的KS是否為一新會(huì)話密鑰，第⑤步A對B的詢問作出應(yīng)答，一方面表示自己已掌握KS，另一方面由f(N2)回答了KS的新鮮性?？梢姷冖堋ⅱ輧刹接糜诜乐挂环N類型的重放攻擊，比如敵手在前一次執(zhí)行協(xié)議時(shí)截獲第③步的消息，然后在這次執(zhí)行協(xié)議時(shí)重放，如果雙方?jīng)]有第④、⑤兩步的握手過程的話，B就無法檢查出自己得到的KS是重放的舊密鑰。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社協(xié)議的目的是由KDC為A、B安全地分配會(huì)話密鑰KS，A在第②795.5.2Kerberos認(rèn)證協(xié)議

Kerberos（注：Kerberos是古希臘神話里的一條三頭看門狗）是一種用于公共網(wǎng)絡(luò)上的安全認(rèn)證系統(tǒng)。Kerberos身份認(rèn)證系統(tǒng)是MITAthena（雅典娜）項(xiàng)目中的一部分，被Windows2000、UNIX系統(tǒng)廣泛采用。其V1～V3版是開發(fā)版本，V4為Kerberos原型，獲得了廣泛的應(yīng)用，V5自1989年開始設(shè)計(jì)，于1994年成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)（RFC1510）。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.2Kerberos認(rèn)證協(xié)議

Kerberos（注80圖5-5Kerberos認(rèn)證過程清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社81認(rèn)證過程分三個(gè)階段六個(gè)步驟，其協(xié)議的具體過程簡述如下：第一階段認(rèn)證服務(wù)交換用戶C向AS發(fā)出請求，以獲取訪問TGS的令牌(票據(jù)許可證)：Tickettgs1CAS：IDC||IDtgs||TS12ASC：EKc[Kc，tgs||IDtgs||TS2||Lifetime2||Tickettgs]

其中：Tickettgs=EKtgs[Kc,tgs||IDc||ADc||IDtgs||TS2||Lifetime2]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社認(rèn)證過程分三個(gè)階段六個(gè)步驟，其協(xié)議的具體過程簡述如下：第一階82第二階段C從TGS得到所請求服務(wù)的令牌Ticketv3CTGS：IDv||Tickettgs||AuthenticatorcAuthenticatorc=EKc，tgs[IDc||ADc||TS3]說明：TGS擁有Ktgs，可以解密Tickettgs，然后使用從Tickettgs得到的Kc,tgs來解密Authenticatorc將認(rèn)證符中的數(shù)據(jù)與票據(jù)中的數(shù)據(jù)比較，以驗(yàn)證票據(jù)發(fā)送者就是票據(jù)持有者。4TGSC：EKc，tgs[Kc，v||IDv||TS4||Ticketv]Ticketv=EKv[Kc，v||IDc||ADc||IDv||TS4||Lifetime4]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第二階段C從TGS得到所請求服務(wù)的令牌Ticketv清華大83第三階段客戶機(jī)與服務(wù)器之間認(rèn)證交換。5CV：Ticketv||Authenticatorc6VC：Ekc,v[TS5+1]其中：Ticketv=EKv[Kc,v||IDc||ADc||IDv||TS4||Lifetime4]

Authenticatorc=Ekc,v[IDc||ADc||TS5]清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社第三階段客戶機(jī)與服務(wù)器之間認(rèn)證交換。清華大學(xué)出版社北84根據(jù)Kerberos認(rèn)證機(jī)制，可以得出Kerberos有如下優(yōu)勢：①實(shí)現(xiàn)了一次性簽放機(jī)制，并且簽放的票據(jù)都有一個(gè)有效期。②支持雙向的身份認(rèn)證，同時(shí)也支持分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的認(rèn)證機(jī)制。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社根據(jù)Kerberos認(rèn)證機(jī)制，可以得出Kerberos855.5.3PAP認(rèn)證協(xié)議

PPP提供了兩種可選的身份認(rèn)證協(xié)議：口令認(rèn)證協(xié)議（PassWordAuthenticationProtocol，PAP）和質(zhì)詢握手協(xié)議（ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol，CHAP）。如果雙方協(xié)商達(dá)成一致，也可以不使用任何身份認(rèn)證方法。PAP認(rèn)證可以在一方進(jìn)行，即由一方認(rèn)證另一方身份，也可以進(jìn)行雙向身份認(rèn)證。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.3PAP認(rèn)證協(xié)議

PPP提供了兩種可選的身份認(rèn)證86口令認(rèn)證協(xié)議（PAP）在RFC1334上作了詳細(xì)說明。在該協(xié)議中，進(jìn)行連接的對等主機(jī)向它試圖與之連接的系統(tǒng)傳送用戶ID和口令對。同等層以明碼向認(rèn)證者發(fā)送用戶口令和ID，直至認(rèn)證者接到它們或連接結(jié)束為止。由于認(rèn)證信息以明碼傳輸，因此PAP是不安全的。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社口令認(rèn)證協(xié)議（PAP）在RFC1334上作了詳細(xì)說明。在該協(xié)875.5.4CHAP認(rèn)證協(xié)議

1.CHAP認(rèn)證協(xié)議概述CHAP(Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol)挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議，主要就是針對PPP的，除了在撥號開始時(shí)使用外，還可以在連接建立后的任何時(shí)刻使用。CHAP通過3次握手周期性地認(rèn)證對端的身份，在初始鏈路建立時(shí)完成，可以在鏈路建立之后的任何時(shí)候重復(fù)進(jìn)行。關(guān)于CHAP可以參見RFC1994。

清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.4CHAP認(rèn)證協(xié)議

1.CHAP認(rèn)證協(xié)議概述88CHAP協(xié)議基本過程是認(rèn)證者先發(fā)送一個(gè)隨機(jī)挑戰(zhàn)信息給對方，接收方根據(jù)此挑戰(zhàn)信息和共享的密鑰信息，使用單向HASH函數(shù)計(jì)算出響應(yīng)值，然后發(fā)送給認(rèn)證者，認(rèn)證者也進(jìn)行相同的計(jì)算，驗(yàn)證自己的計(jì)算結(jié)果和接收到的結(jié)果是否一致，一致則認(rèn)證通過，否則認(rèn)證失敗。經(jīng)過一定的隨機(jī)間隔，認(rèn)證者發(fā)送一個(gè)新的挑戰(zhàn)給對端，重復(fù)以上步驟。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社CHAP協(xié)議基本過程是認(rèn)證者先發(fā)送一個(gè)隨機(jī)挑戰(zhàn)信息給對方，接89這種認(rèn)證方法的優(yōu)點(diǎn)即在于密鑰信息不需要在通信信道中發(fā)送，而且每次認(rèn)證所交換的信息都不一樣，可以很有效地避免監(jiān)聽攻擊。使用CHAP的安全性除了本地密鑰的安全性外，網(wǎng)絡(luò)上的安全性在于挑戰(zhàn)信息的長度、隨機(jī)性和單向HASH算法的可靠性。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社這種認(rèn)證方法的優(yōu)點(diǎn)即在于密鑰信息不需要在通信信道中發(fā)送，而且905.5.5RADIUS認(rèn)證協(xié)議

1．RADIUS協(xié)議簡介RADIUS是遠(yuǎn)程認(rèn)證撥號用戶服務(wù)協(xié)議RADIUS（RemoteAuthenticationDialInUserService,RADIUS）的簡稱，它最初是由Livingston朗訊公司提出的一個(gè)為撥號用戶提供認(rèn)證和計(jì)費(fèi)的協(xié)議。后經(jīng)多次改進(jìn)，逐漸成為當(dāng)前流行的AAA（認(rèn)證Authentication、授權(quán)Authorization和計(jì)費(fèi)Accounting）協(xié)議，并定義于IETF提交的RFC2865、RFC2866等多個(gè)文件中。清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社5.5.5RADIUS認(rèn)證協(xié)議

1．RADIUS協(xié)議簡介91RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)出版社RADIUS認(rèn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖清華大學(xué)出版社北京交通大學(xué)92RADIUS協(xié)議以客戶機(jī)/服務(wù)器方式工作。客戶端為網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器NAS（NetAccessServe