《计算机网络》课程笔记 (Ch08-网络安全和网络管理)
入侵者模型
入侵者可能会进行窃听、修改、插入、删除报文内容。
密码学
基本模型
密钥对（K1, K2），K1为加密密钥，K2为解密密钥
对称加密
KA=KB=KS，密钥是相同的且是秘密的。
主要有如下几种形式：
- 单码代替密码，密钥是字母替换表
- 多码代替密码，不同位置出现的相同字母可能以不同的方式编码
- 块密码：将报文分割为k比特的块，每个块独立加密
- DES数据加密标准
- 流密码：使用一个同样长度的密钥序列与明文按位异或
非对称加密
所有人都知道公钥，私钥只有接收者知道。公钥用于加密，私钥用于解密。知道公钥无助于了解私钥。
明文=\(m\)，密文=\(K^+(m)\)，解密过程=\(m=K^-(K^+(m))\)。
重要性质：\(m=K^-(K^+(m))=K^+(K^-(m))\)。抛开它们的密码学含义，\(K^+ K^-\)就是数学意义上的逆运算。
常用的非对称加密算法有RSA，利用的是大质数相乘得到的大数难以分解。
加密方式比较
- 对称加密
- 效率较高
- 密钥管理复杂
- 如果有知道密钥的第三方在信道上，则不再保密
- 非对称加密
- 效率较低
- 密钥需要用分配协议进行管理
- 在信道上可以进行多对一的保密通信
- 为了提高加密的效率，经常混合使用对称和非加密对称算法，如HTTPS，先使用非对称加密约定密钥，然后使用对称加密通信
报文完整性和数字签名
对报文进行鉴别，需要证明：
- 报文的确来自特定的发送者
- 报文本身在到达途中没有被篡改
报文不被篡改
使用密码散列函数（Hash）对报文m形成摘要H(m)，接收者验证该摘要是否正确。
- Internet校验和：一种劣质的密码散列函数，容易找到x、y使得H(x)=H(y)
- 目前常用的散列方法：MD5、SHA1
报文确实来自发送者
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报文鉴别码MAC
使用共享密钥s，在发送时对m+s而非m进行摘要，形成的H(m+s)即为MAC。接收方计算H(m+s)验证即可。
问题：如何稳定地分发共享密钥
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数字签名
需要是可鉴别而不可伪造的
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简单实现
发送者利用私钥对信息进行加密，将密文作为签名。接收者使用公钥进行解密
特点：顺便提供了报文不被篡改的验证
问题：计算量很大
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Hash+非对称加密
对摘要应用密钥进行加密，接收者解密后验证摘要是否一致
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公钥认证
在分发公钥的过程中，如何确认\(K^+\)确实是某特定实体的公钥？
通过引入一个可信的第三方认证中心（CA），负责将公钥与特定实体进行绑定，从而进行公钥的存储和分发。
端点鉴别
本节，我们抽象地从高层探讨：一个实体如何经过计算机网络向另一个实体证明自己的身份。
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ap1.0
没有任何验证信息：伪造类似的报文
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ap2.0
有一个IP地址：可以进行IP哄骗
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ap3.0
通过明文约定秘密口令：嗅探流量
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ap3.1
通过密文约定秘密口令：截取后进行重放攻击
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ap4.0
不重数（一个协议的生存期中只使用一次的数）+对称加密
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ap5.0
不重数+非对称加密
ap4.0、ap5.0仍然不能避免中间人攻击。
网络管理
主要包括性能管理、故障管理、配置管理、账户管理、安全管理。
简单网络管理协议SNMP
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请求响应模式
管理中心向被管设备发送请求进行查询或者控制，被管设备回复响应
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陷阱模式
被管设备主动上报管理中心，在出现紧急故障时通常采用该模式
