网课学习视频来源：b站《自考04741 计算机网络原理

1. 网络安全概述
2. 数据加密
3. 信息完整性和数字签名
4. 身份认证
5. 密钥分发中心和证书认证
6. 防火墙及入侵检测系统
7. 网络安全协议

一、基本名词

• 明文：未加密的消息。
• 密文：加密消息。
• 加密：伪装消息以隐藏消息的过程，即明文转化为密文的过程。
• 解密：将密文转化为明文的过程。

二、传统的加密方法 1.替代密码:用密文字母代替名文字母 移位密码加密函数：

解密函数： 2.换位密码:按照一定的规则重新排列明文

【综合题】如果对明文"bob. i love you. Alice"利用k= 3.凯撒密码加密得到的密文是什么？使用密钥"nice"列置换加密后获得的密文是什么？ 【答案】加密凯撒密码后获得的密文是:‘ere | oryh brx Dolfh；列替换密码加密后获得的密文是：iex bvu bly 000”

【解析】以明文字母b为例，凯撒密码：M=2 , k=3 , q=26 ,则密文C=(M k)mod q=(2 3)mod 26=5 , 对应字母e 替换所有明文后，获得密文"ere | oryh brx Dolfh’

替换密码：密钥"nice字母表的顺序是"4,3,1,2" ，因此，按此顺序读出表中的字母，形成密文：iex bvu bly 000”

三、对称密钥加密

现代密码分类：

• 对称密钥密码：加密钥与解密钥相同（密钥保密）
• 非对称密钥密码： 加密密钥不同于解密钥。（S_k”私钥“和P_k"公钥"）

对称密钥密码分类：

• 分组密码: DES , AES、IDEA等。
  1. DES : 56位密钥, 64位分组。
  2. 三重DES :使用两个密钥(共112位) ,执行三次DES算法。
  3. AES :分组128位，密钥128/192/256位。
  4. IDEA :分组64位，密钥128位。
• 流密码

密钥成对使用，一个用于加密，另一个用于加密 解密和加密钥可以公开，也称为公开密钥加密。

典型的公钥算法： Diffie- Hellman算法 RSA算法

（注意点：下图图中公钥K_B右上角有个 ,私钥右上角有一个-来区分两者)

一、消息完整性检测方法 密码散列函数 1.特性

1. 定长输出;
2. 单向性(不能根据散列值逆推报文) ;
3. 抗碰撞性(两篇具有相同散列值的报纸找不到)

2.典型的散列函数

• MD5 : 128位散列值
• SHA-1 : 160位散列值

二、报文认证 报纸认证是使接收者能够检验收到的信息是否是真实的认证方法。来源真实，未被篡改。

• 1.报文摘要(数字指纹):散列函数获得的散列值

• 2.报文认证方法

   a、简单的报纸验证：仅使用报纸摘要无法验证源的真实性。   b、报纸认证码：使用共享认证密钥，但不能防止接收方篡改。 

三、数字签名

身份认证、数据完整性、不可否认性

1.简单数字签名:直接对报文签名

2.签名报文摘要

发送过程： 接收过程：

密码：会被窃听 加密密码；可能遭受回放(重放)攻击 一次性加密随机数：可能受到中间人攻击

一、密钥分发中心

基于KDC生成和分发密钥

通信发起人生成密钥，KDC进行分发： KDC生成并分发密钥： 二、证书认证机构

认证中心CA :将公钥与特定的实体绑定

1. 证实一个实体的真实身份;
2. 为实体颁发数字证书(实体身份和公钥绑定)。

一、防火墙基本概念

防火墙：能够隔离组织内部网络与公共互联网,允许某些分组通过,而阻止其他分组进入或离开内部网络的软件、硬件或者软件硬件结合的一种设施。

前提：从外部到内部和从内部到外部的所有流量都经过防火墙。 二、防火墙分类

1. 无状态分组过滤器

   基于特定的规则对分组是通过还是丢弃进行决策。使用访问控制列表( ACL )实现防火墙规则。
   

2. 有状态分组过滤器

   跟踪每个TCP连接建立、拆除,根据状态确定是否允许分组通过。
   

3. 应用网关

   鉴别用户身份或针对授权用户开放特定服务。
   

三、入侵检测系统 入侵检测系统( IDS )是当观察到潜在的恶意流量时,能够产生警告的设备或系统。

一、安全电子邮件 1.电子邮件安全需求

• 机密性
• 完整性
• 身份认证性
• 抗抵赖性

2.安全电子邮件标准

• PGP

二、安全套接字SSL

1. SSL是介于应用层和传输层之间的安全协议。
2. SSL协议栈
3. SSL握手过程 协商密码组，生成密钥,服务器/客户认证与鉴别

三、虚拟专用网VPN和IP安全协议IPSec

1. VPN 建立在公共网络上的安全通道,实现远程用户、分支机构、业务伙伴等与机构总部网络的安全连接，从而构建针对特定组织机构的专用网络。关键技术:隧道技术,如IPSec。

2. 典型的网络层安全协议-IPSec 提供机密性、身份鉴别、数据完整性验证和防重放攻击服务。 体系结构：认证头AH协议、封装安全载荷ESP协议。 运行模式：传输模式( AH传输模式、ESP传输模式)、隧道模式( AH隧道模式、ESP隧道模式)。