數(shù)字摘要概要課件

數(shù)字摘要概要

隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展網(wǎng)上信息的安全和保密越來越受到重視,但是互聯(lián)網(wǎng)給我們生活帶來很大便利的同時,更存在著各種因素的潛在威脅。為了保證信息安全不受侵犯,可以采用多種技術(shù)如加密技術(shù)、訪問控制技術(shù)、認證技術(shù)及安全審計技術(shù)等但這些技術(shù)大多數(shù)是用來預防的,信息一旦被攻破就不能保證信息的完整性。在網(wǎng)絡安全目標中要求信息在生成、存儲或傳輸過程中保證不被偶然或蓄意地刪除、修改、偽造、亂序、重放、插入等破壞和丟失,因此需要一個較為安全的標準和算法,以保證數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)字摘要算法就是提供數(shù)據(jù)完整性的安全標準。這方面典型的算法有MD5和SHA-1算法。數(shù)字摘要的定義：英文名DigitalDigest,是一個唯一對應一個任意長度消息或文本的固定長度的值,它由一個單向Hash函數(shù)對消息進行作用而產(chǎn)生。數(shù)字摘要的產(chǎn)生：以數(shù)字摘要在網(wǎng)絡支付業(yè)務過程中的應用為例，其數(shù)字摘要的產(chǎn)生示意圖如下所示：

該圖中客戶小麥給銀行乙發(fā)送“支付通知”單，這時只要獲得較好的產(chǎn)生數(shù)字摘要的Hash算法，產(chǎn)生數(shù)字摘要就比較容易，類似數(shù)學公式即數(shù)字摘要i=Hash（信息報文i）這里Hash函數(shù)是不可逆的單一對應函數(shù)。HASH函數(shù)及其特征：

數(shù)字摘要算法采用單向Hash函數(shù)從明文產(chǎn)生摘要密文。Hash函數(shù)（也稱散列函數(shù)）的輸出值有固定的長度，該散列值是消息M的所有位的函數(shù)并提供錯誤檢測能力，消息中的任何一位或多位的變化都將導致該散列值的變化。從散列值不可能推導出消息M也很難通過偽造消息M來生成相同的散列值。

單向散列函數(shù)H（M）作用于一個任意長度的數(shù)據(jù)M，它返回一個固定長度的散列h，其中h的長度為m，h稱為數(shù)據(jù)M的摘要。單向散列函數(shù)有以下特點： （1）單向性使得要找到到哈希值相同的兩個不同的輸入消息，在計算上是不可能的。給定M，很容易計算h；給定h無法推算出M（2）抗沖突性使得如果一段明文稍有變化，哪怕只更改該段落的一個字母，通過哈希算法作用后都將產(chǎn)生不同的值。給定M，很難找到另一個數(shù)據(jù)N，滿足H（M）=H（N）。即不可能存在兩個不同的明文，而他們的數(shù)字摘要是相同的。數(shù)字摘要的使用過程：（1）發(fā)方A將原文信息進行哈希運算，得一哈希值即數(shù)字摘要MD；（2）發(fā)方A用自己的私鑰PVA，采用非對稱RSA算法，對數(shù)字摘要MD進行加密，即得數(shù)字簽名DS；（3）發(fā)方A用對稱算法DES的對稱密鑰SK對原文信息、數(shù)字簽名SD及發(fā)方A證書的公鑰PBA采用對稱算法加密，得加密信息E；（8）收方B驗證數(shù)字簽名，先用發(fā)方A的公鑰解密數(shù)字簽名得數(shù)字摘要MD；（9）收方B同時將原文信息用同樣的哈希運算，求得一個新的數(shù)字摘要MD；（10）將兩個數(shù)字摘要MD和MD進行比較，驗證原文是否被修改。如果二者相等，說明數(shù)據(jù)沒有被篡改，是保密傳輸?shù)?，簽名是真實的；否則拒絕該簽名。這樣就做到了敏感信息在數(shù)字簽名的傳輸中不被篡改，未經(jīng)認證和授權(quán)的人，看不見原數(shù)據(jù)，起到了在數(shù)字簽名傳輸中對敏感數(shù)據(jù)的保密作用。數(shù)字摘要的常用算法1、MD5

MD5即Message-DigestAlgorithm5（信息-摘要算法5），用于確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一（又譯摘要算法、哈希算法），主流編程語言普遍已有MD5實現(xiàn)。將數(shù)據(jù)（如漢字）運算為另一固定長度值，是雜湊算法的基礎(chǔ)原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。MD5的作用是讓大容量信息在用數(shù)字簽名軟件簽署私人密鑰前被"壓縮"成一種保密的格式（就是把一個任意長度的字節(jié)串變換成一定長的十六進制數(shù)字串）。除了MD5以外，其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等一致性驗證MD5的典型應用是對一段信息（Message）產(chǎn)生信息摘要（Message-Digest），以防止被篡改。2、SHA-1最初載明的算法于1993年發(fā)布，稱做安全散列標準(SecureHashStandard)，F(xiàn)IPSPUB180。這個版本現(xiàn)在常被稱為"SHA-0"。它在發(fā)布之后很快就被NSA撤回，并且以1995年發(fā)布的修訂版本FIPSPUB180-1(通常稱為"SHA-1")取代。SHA-1已經(jīng)被公眾密碼社群做了非常嚴密的檢驗而還沒發(fā)現(xiàn)到有不安全的地方，它現(xiàn)在被認為是安全的。數(shù)字摘要的優(yōu)缺點：優(yōu)點：數(shù)字摘要可以保證信息原文的真實性，可在一定程度上防偽、防篡改，類似于簽名的真實性檢驗，所以數(shù)字摘要也是數(shù)字簽名技術(shù)之一。缺點：數(shù)字摘要技術(shù)（如哈希算法）本身并不能保證數(shù)據(jù)的完整性，還必須與其他密鑰加密技術(shù)結(jié)合起來使用才行。數(shù)字摘要的應用：

數(shù)字摘要算法（也叫哈希算法）與加密算法共同使用，加強數(shù)據(jù)通信的安全性。采用這一技術(shù)的應用有數(shù)字簽名、文件校驗、鑒權(quán)協(xié)議等。數(shù)字簽名和驗證的具體步驟如下：⑴報文的發(fā)送方從原文中生成一個數(shù)字摘要，再用發(fā)送方的私鑰對這個數(shù)字摘要進行加密來形成發(fā)送方的數(shù)字簽名。⑵發(fā)送方將數(shù)字簽名作為附件與原文一起發(fā)送給接收方⑶接收方用發(fā)送方的公鑰對已收到的加密數(shù)字摘要進行解密⑷接收方對收到的原文用Hash算法得到接收方的數(shù)字摘要⑸將解密后的發(fā)送方數(shù)字摘要與接收方數(shù)字摘要進行對比、進行判斷，完善的數(shù)字簽名技術(shù)具備簽字方不能抵賴、他人不能偽造、在公證人面前能夠驗證真?zhèn)蔚哪芰?，用于電子商務安全服務中的源鑒別、完整性服務、不可否認性服務。3、鑒權(quán)協(xié)議

鑒權(quán)協(xié)議又被稱作挑戰(zhàn)--認證模式，在傳輸信道是可被偵聽但不可被篡改的情況下，這是一種簡單而安全的方法，需要鑒權(quán)的一