物理安全與身份認(rèn)證

1、回 顧,在第2講，主要介紹了密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識、密碼與密碼學(xué)的分類、古典替換密碼、對稱密鑰密碼、公開密鑰密碼、數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)DES、高級加密標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范AES ，另外還介紹了消息認(rèn)證、散列函數(shù)與數(shù)字簽名等。,提 問,1.數(shù)據(jù)安全研究的內(nèi)容主要包括哪些？,數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性、不可否認(rèn)性以及身份識別等。,2.開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型分為哪幾層？,物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層。,3.對稱密鑰密碼與非對稱密鑰密碼的區(qū)

2、別是什么？,對稱密鑰密碼是指加密過程和解密過程使用同一個(gè)密鑰來完成，而后者使用兩個(gè)不同的密鑰來完成。,4.如何驗(yàn)證兩個(gè)文檔的內(nèi)容是完全相同的？,對兩個(gè)文檔分別進(jìn)行散列函數(shù)的求值。,第3章 物理安全技術(shù),本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解物理安全的定義、目的和內(nèi)容 掌握計(jì)算機(jī)房場地環(huán)境的安全要求 掌握電源安全技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法 掌握電磁防護(hù)的常用方法 了解容錯(cuò)與容災(zāi)的相關(guān)知識,3.1 物理安全技術(shù)概述,物理安全又叫實(shí)體安全（Physical S

3、ecurity），是保護(hù)計(jì)算機(jī)設(shè)備、設(shè)施（網(wǎng)絡(luò)及通信線路）免遭地震、水災(zāi)、火災(zāi)、有害氣體和其他環(huán)境事故（如電磁污染等）破壞的措施和過程。,3.1.1 引言,物理安全技術(shù)主要是指對計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的環(huán)境、場地、設(shè)備和通信線路等采取的安全技術(shù)措施。,物理安全技術(shù)實(shí)施的目的是保護(hù)計(jì)算機(jī)及通信線路免遭水、火、有害氣體和其他不利因素(人為失誤、犯罪行為 )的損壞。,3.1 物理安全技術(shù)概述,影響計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體安全的主要因素如下： 1）

4、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身存在的脆弱性因素。 2）各種自然災(zāi)害導(dǎo)致的安全問題。 3）由于人為的錯(cuò)誤操作及各種計(jì)算機(jī)犯罪導(dǎo)致的安全問題。,3.1.2 影響物理安全的因素,物理安全包括：環(huán)境安全、電源系統(tǒng)安全、設(shè)備安全和通信線路安全。,3.1 物理安全技術(shù)概述,3.1.3 物理安全的內(nèi)容,1)環(huán)境安全：應(yīng)具備消防報(bào)警、安全照明、不間斷供電、溫濕度控制系統(tǒng)和防盜報(bào)警。 2)電源系統(tǒng)安全：電源安全主要包括電力能源供應(yīng)、

5、輸電線路安全、保持電源的穩(wěn)定性等。 3)設(shè)備安全：要保證硬件設(shè)備隨時(shí)處于良好的工作狀態(tài)，建立健全使用管理規(guī)章制度，建立設(shè)備運(yùn)行日志。同時(shí)要注意保護(hù)存儲媒體的安全性，包括存儲媒體自身和數(shù)據(jù)的安全。 4)通信線路安全：包括防止電磁信息的泄漏、線路截獲，以及抗電磁干擾。,物理安全包括以下主要內(nèi)容: 1）計(jì)算機(jī)機(jī)房的場地、環(huán)境及各種因素對計(jì)算機(jī)設(shè)備的影響。 2）計(jì)算機(jī)機(jī)房的安全技術(shù)要求。 3）計(jì)算機(jī)的

6、實(shí)體訪問控制。 4）計(jì)算機(jī)設(shè)備及場地的防火與防水。 5）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靜電防護(hù)。 6）計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件、數(shù)據(jù)的防盜防破壞措施。 7）計(jì)算機(jī)中重要信息的磁介質(zhì)的處理、存儲和處理手續(xù)的有關(guān)問題。,3.1 物理安全技術(shù)概述,3.1.3 物理安全的內(nèi)容(續(xù)),3.1 物理安全技術(shù)概述,3.1.4 物理安全涉及的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),（1）GB/T 2887-2000 《電子計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范》 （2）GB/T

7、9361-1988 《計(jì)算站場地安全要求》 （3）GB/T 14715-1993 《信息技術(shù)設(shè)備用UPS通用技術(shù)條件》 （4）GB 50174-1993 《電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》,計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)至少應(yīng)遵循國標(biāo)GB/T 2887-2000和GB/T 9361-1988，滿足防火、防磁、防水、防盜、防電擊、防蟲害等要求，并配備相應(yīng)的設(shè)備。,3.2 環(huán)境安全技術(shù),安全保衛(wèi)技術(shù)是環(huán)境安全技術(shù)的重要一環(huán)，主要的安全技術(shù)措施包括：防盜報(bào)警

8、、實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全門禁等。 計(jì)算機(jī)機(jī)房的溫度、濕度等環(huán)境條件保持技術(shù)可以通過加裝通風(fēng)設(shè)備、排煙設(shè)備、專業(yè)空調(diào)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。 計(jì)算機(jī)機(jī)房的用電安全技術(shù)主要包括不同用途電源分離技術(shù)、電源和設(shè)備有效接地技術(shù)、電源過載保護(hù)技術(shù)和防雷擊技術(shù)等。 計(jì)算機(jī)機(jī)房安全管理技術(shù)是指制定嚴(yán)格的計(jì)算機(jī)機(jī)房工作管理制度，并要求所有進(jìn)入機(jī)房的人員嚴(yán)格遵守管理制度，將制度落到實(shí)處。,表3-1 計(jì)算機(jī)機(jī)房安全要求(十：要求，—：有要求或增加要

9、求),3.2 環(huán)境安全技術(shù),3.2 環(huán)境安全技術(shù),3.2.1 機(jī)房安全要求,如何減少無關(guān)人員進(jìn)入機(jī)房的機(jī)會是計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的問題。,計(jì)算機(jī)機(jī)房最好不要安排在底層或頂層，這是因?yàn)榈讓右话爿^潮濕，而頂層有漏雨、穿窗而入的危險(xiǎn)。在較大的樓層內(nèi)，計(jì)算機(jī)機(jī)房應(yīng)靠近樓梯的一邊。,外來人員進(jìn)入辦理相關(guān)手續(xù)。,計(jì)算機(jī)機(jī)房所在建筑物的結(jié)構(gòu)安全。,3.2 環(huán)境安全技術(shù),3.2.2 機(jī)房防盜要求,視頻監(jiān)視系統(tǒng)是一種更為可靠的防盜設(shè)備，能對計(jì)算

10、機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的外圍環(huán)境、操作環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)全程監(jiān)控。對重要的機(jī)房，還應(yīng)采取特別的防盜措施，如值班守衛(wèi)、出入口安裝金屬探測裝置等。,在需要保護(hù)的重要設(shè)備、存儲媒體和硬件上貼上特殊標(biāo)簽（如磁性標(biāo)簽），當(dāng)有人非法攜帶這些重要設(shè)備或物品外出時(shí)，檢測器就會發(fā)出報(bào)警信號。,將每臺重要的設(shè)備通過光纖電纜串接起來，并使光束沿光纖傳輸，如果光束傳輸受阻，則自動(dòng)報(bào)警。,3.2 環(huán)境安全技術(shù),3.2.3 機(jī)房三度要求,溫度、濕度和潔凈度并稱為三度，為保證計(jì)算機(jī)

11、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對機(jī)房內(nèi)的三度都有明確的要求。為使機(jī)房內(nèi)的三度達(dá)到規(guī)定的要求，空調(diào)系統(tǒng)、去濕機(jī)、除塵器是必不可少的設(shè)備。重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安放處還應(yīng)配備專用的空調(diào)系統(tǒng)，它比公用的空調(diào)系統(tǒng)在加濕、除塵等方面有更高的要求。,溫度：機(jī)房溫度一般應(yīng)控制在18～28℃ 濕度：相對濕度一般控制在40％～65％為宜 潔凈度：塵埃顆粒直徑<0.5μm，含塵量<3500顆/升,3.2 環(huán)境安全技術(shù),3.2.4 防火與防

12、水要求,計(jì)算機(jī)機(jī)房的火災(zāi)一般是由電氣原因、人為事故或外部火災(zāi)蔓延引起的。 計(jì)算機(jī)機(jī)房的水災(zāi)一般是由機(jī)房內(nèi)有滲水、漏水等原因引起的。 為避免火災(zāi)、水災(zāi)，應(yīng)采取如下具體措施: （1）隔離 （2）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) （3）滅火設(shè)施 (4）管理措施,3.3 電源系統(tǒng)安全技術(shù),3.3.1 供電系統(tǒng)安全,,電源是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的命脈，電源系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)行的先決條件。電源系統(tǒng)電壓的波

13、動(dòng)、浪涌電流和突然斷電等意外情況的發(fā)生還可能引起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲信息的丟失、存儲設(shè)備的損壞等情況的發(fā)生，電源系統(tǒng)的安全是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)物理安全的一個(gè)重要組成部分。,GB/T 2887-2000將供電方式分為三類: 一類供電：需要建立不間斷供電系統(tǒng)。 二類供電：需要建立帶備用的供電系統(tǒng)。 三類供電：按一般用戶供電考慮。,3.3 電源系統(tǒng)安全技術(shù),3.3.2 防靜電措施,,不同物體間的相互摩擦、接觸會產(chǎn)生能量不大但電壓非常高的靜電

14、。如果靜電不能及時(shí)釋放，就可能產(chǎn)生火花，容易造成火災(zāi)或損壞芯片等意外事故。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPU、ROM、RAM等關(guān)鍵部件大都采用MOS工藝的大規(guī)模集成電路，對靜電極為敏感，容易因靜電而損壞。,機(jī)房的內(nèi)裝修材料一般應(yīng)避免使用掛毯、地毯等吸塵、容易產(chǎn)生靜電的材料，而應(yīng)采用乙烯材料。為了防靜電，機(jī)房一般要安裝防靜電地板。 機(jī)房內(nèi)應(yīng)保持一定濕度，特別是在干燥季節(jié)應(yīng)適當(dāng)增加空氣濕度，以免因干燥而產(chǎn)生靜電。,3.3 電源系統(tǒng)安全技術(shù),3.3

15、.3 接地與防雷要求,,接地與防雷是保護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和工作場所安全的重要安全措施。接地是指整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各處電位均以大地電位為零參考電位。接地可以為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字電路提供一個(gè)穩(wěn)定的0V參考電位，從而可以保證設(shè)備和人身的安全，同時(shí)也是防止電磁信息泄漏的有效手段。,要求良好接地的設(shè)備有：各種計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、多相位變壓器的中性線、電纜外套管、電子報(bào)警系統(tǒng)、隔離變壓器、電源和信號濾波器、通信設(shè)備等。,計(jì)算機(jī)房的接地系統(tǒng)要按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身

16、和場地的各種地線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行具體實(shí)施。,3.4 電磁防護(hù)與設(shè)備安全技術(shù),3.4.1 硬件設(shè)備的維護(hù)和管理,,1．硬件設(shè)備的使用管理 1）要根據(jù)硬件設(shè)備的具體配置情況，制定切實(shí)可行的硬件設(shè)備的操作使用規(guī)程，并嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行操作。 2）建立設(shè)備使用情況日志，并嚴(yán)格登記使用過程的情況。 3）建立硬件設(shè)備故障情況登記表，詳細(xì)記錄故障性質(zhì)和修復(fù)情況。 4）堅(jiān)持對設(shè)備進(jìn)行例行維護(hù)和保養(yǎng)，并指定專人負(fù)責(zé)

17、。,2．常用硬件設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng) 定期檢查供電系統(tǒng)的各種保護(hù)裝置及地線是否正常。 對設(shè)備的物理訪問權(quán)限限制在最小范圍內(nèi)。,3.4 電磁防護(hù)與設(shè)備安全技術(shù),3.4.2 電磁兼容和電磁輻射的防護(hù),,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各種設(shè)備都屬于電子設(shè)備，在工作時(shí)都不可避免地會向外輻射電磁波，同時(shí)也會受到其他電子設(shè)備的電磁波干擾，當(dāng)電磁干擾達(dá)到一定的程度就會影響設(shè)備的正常工作。這就是電磁輻射泄密的危險(xiǎn)。,電磁輻射防護(hù)的措施： (

18、1)一類是對傳導(dǎo)發(fā)射的防護(hù)，主要采取對電源線和信號線加裝性能良好的濾波器，減小傳輸阻抗和導(dǎo)線間的交叉耦合； (2)對輻射的防護(hù)可分為：1)采用各種電磁屏蔽措施，如對設(shè)備的金屬屏蔽和各種接插件的屏蔽，同時(shí)對機(jī)房的下水管、暖氣管和金屬門窗進(jìn)行屏蔽和隔離；2)干擾的防護(hù)措施，即在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作的同時(shí)，利用干擾裝置產(chǎn)生一種與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輻射相關(guān)的偽噪聲向空間輻射來掩蓋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作頻率和信息特征。,3.4 電磁防護(hù)與設(shè)備安全技術(shù),3

19、.4.3 信息存儲媒體的安全管理,,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息要存儲在某種媒體上，常用的存儲媒體有：硬盤、磁盤、磁帶、打印紙、光盤等。,1）存放有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的磁盤、磁帶或光盤，必須注意防磁、防潮、防火、防盜。 2）對硬盤上的數(shù)據(jù)，要建立有效的級別、權(quán)限，并嚴(yán)格管理，必要時(shí)要對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以確保硬盤數(shù)據(jù)的安全。 3）存放業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的磁盤、磁帶或光盤，管理必須落實(shí)到人，并分類建立登記簿。 4）對存放有重要信息的磁盤、磁帶、

20、光盤，要備份兩份并分兩處保管。 5）打印有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或程序的打印紙，要視同檔案進(jìn)行管理， 6）凡超過數(shù)據(jù)保存期的磁盤、磁帶、光盤，必須經(jīng)過特殊的數(shù)據(jù)清除處理，視同空白磁盤、磁帶、光盤。 7）凡不能正常記錄數(shù)據(jù)的磁盤、磁帶、光盤，必須經(jīng)過測試確認(rèn)后銷毀。 8）對需要長期保存的有效數(shù)據(jù)，應(yīng)在磁盤、磁帶、光盤的質(zhì)量保證期內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲，轉(zhuǎn)儲時(shí)應(yīng)確保內(nèi)容正確。,3.5 容錯(cuò)與容災(zāi),,為了保證系統(tǒng)的可靠性，人們總結(jié)出了三條途徑：避錯(cuò)、

21、糾錯(cuò)、容錯(cuò)。容錯(cuò)是第三條途徑，其基本思想是即使出現(xiàn)了錯(cuò)誤，系統(tǒng)也可以執(zhí)行一組規(guī)定的程序，讓系統(tǒng)具有抵抗錯(cuò)誤帶來的能力。 容錯(cuò)系統(tǒng)可以分為五種類型： 高可用度系統(tǒng)、長壽命系統(tǒng)、延遲維修系統(tǒng)、高性能系統(tǒng)、關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)。 常用的數(shù)據(jù)容錯(cuò)技術(shù)主要有以下四種：空閑設(shè)備：就是備份兩套相同的部件。鏡像：把一份工作交給兩個(gè)相同的部件同時(shí)執(zhí)行。復(fù)現(xiàn)：延遲鏡像。負(fù)載均衡：將一個(gè)任務(wù)分解成多個(gè)子任務(wù)分配給不同的服務(wù)器執(zhí)行。,3

22、.5.1 容錯(cuò),3.5 容錯(cuò)與容災(zāi),,容災(zāi)的真正含義是對偶然事故的預(yù)防和恢復(fù)。 對付災(zāi)難的解決方案有兩類：一是對服務(wù)的維護(hù)和恢復(fù)，二是保護(hù)或恢復(fù)丟失的、被破壞的或被刪除的信息。 采用災(zāi)難恢復(fù)的策略主要包括以下的內(nèi)容： （1）做最壞的打算。 （2）充分利用現(xiàn)有的資源。 （3）既重視災(zāi)后恢復(fù)也注意災(zāi)前措施。,3.5.2 容災(zāi),23,23,第4章 身份認(rèn)證的主要內(nèi)容,身份認(rèn)證,Kerberos認(rèn)

23、證系統(tǒng),,,,公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI,,X.509認(rèn)證業(yè)務(wù),24,24,1、身份認(rèn)證概述,身份認(rèn)證又稱作識別(Identification)、實(shí)體認(rèn)證(Entity Authentication)、身份證實(shí)(Identity Verification)等?！　∷c消息認(rèn)證的區(qū)別在于：身份認(rèn)證一般都是實(shí)時(shí)的，而消息認(rèn)證本身不提供時(shí)間性；另一方面，身份認(rèn)證通常證實(shí)身份本身，而消息認(rèn)證除了認(rèn)證消息的合法性和完整性外，還要知道消息的含義。,25,

24、25,1）身份證明系統(tǒng)組成　　一方是出示證件的人，稱作示證者P（Prover），提出某種要求；另一方為驗(yàn)證者V（Verifier），檢驗(yàn)示證者提出的證件的正確性和合法性，決定是否滿足其要求；　 第三方是攻擊者，可以竊聽和偽裝示證者，騙取驗(yàn)證者的信任。認(rèn)證系統(tǒng)在必要時(shí)也會有第四方，即可信賴者參與調(diào)解糾紛。 此類技術(shù)為身份證明技術(shù)。,1、身份認(rèn)證概述,26,26,（1）驗(yàn)證者正確識別合法示證者的概率極大化。（2）不具可傳遞性

25、，驗(yàn)證者B不可能重用示證者A提供給他的信息來偽裝示證者A，而成功地騙取其他人的驗(yàn)證，從而得到信任。（3）攻擊者偽裝示證者欺騙驗(yàn)證者成功的概率要小到可以忽略的程度，特別是要能抗擊已知密文攻擊，即能抗攻擊者在截獲到示證者和驗(yàn)證者多次（多次式表示）通信下偽裝示證者欺騙驗(yàn)證者。,1、身份認(rèn)證概述,2）對身份證明系統(tǒng)的要求,27,27,（4）計(jì)算有效性，為實(shí)現(xiàn)身份證明所需的計(jì)算量要小。（5）通信有效性，為實(shí)現(xiàn)身份證明所需通信次數(shù)和數(shù)據(jù)量要小。

26、（6）秘密參數(shù)能安全存儲。（7）交互識別，有些應(yīng)用中要求雙方能互相進(jìn)行身份認(rèn)證。（8）第三方的實(shí)時(shí)參與，如在線公鑰檢索服務(wù)。（9）第三方的可信賴性。（10）可證明安全性。,1、身份認(rèn)證概述,28,28,3）身份證明分兩大類,（1）身份證實(shí) 即只對個(gè)人身份進(jìn)行肯定或否定。一般方法是輸入個(gè)人信息，經(jīng)運(yùn)算所得的結(jié)果與從卡上或庫中存的信息經(jīng)公式和算法運(yùn)算所得結(jié)果進(jìn)行比較，得出結(jié)論。（2）身份識別 一般方

27、法是輸入個(gè)人信息，經(jīng)處理提取成模板信息、試著在存儲數(shù)據(jù)庫中搜索找出一個(gè)與之匹配的模板，而后給出結(jié)論。,1、身份認(rèn)證概述,29,29,4）實(shí)現(xiàn)身份證明的基本途徑,所有（Possesses ）,所知（Knowledge）,個(gè)人特征（characteristics）,所知。個(gè)人所知道的或所掌握的知識，如密碼、口令等。所有。個(gè)人所具有的東西，如身份證、護(hù)照、信用卡、鑰匙等。個(gè)人特征。身份證明的基本途徑：指紋、筆跡、聲紋、手型、臉型、血

28、型、視網(wǎng)膜、虹膜、DNA以及個(gè)人一些動(dòng)作方面的特征等。 根據(jù)安全水平、系統(tǒng)通過率、用戶可接受性、成本等因素，可以選擇適當(dāng)?shù)慕M合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)化身份證明系統(tǒng)。,1、身份認(rèn)證概述,30,30,口令認(rèn)證： 　最簡單、最普遍的身份識別技術(shù)，如：各類系統(tǒng)的登錄等口令具有共享秘密的屬性，口令有時(shí)由用戶選擇，有時(shí)由系統(tǒng)分配。通常情況下，用戶先輸入某種標(biāo)志信息，比如用戶名和ID號，然后系統(tǒng)詢問用戶口令，若口令與用戶文件中的相匹配，用

29、戶即可進(jìn)入訪問?？诹钣卸喾N，如一次性口令；還有基于時(shí)間的口令。,1、身份認(rèn)證----口令認(rèn)證,31,31,這種方法的缺點(diǎn)是：1、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，因此這種方案不能抵御口令猜測攻擊。2、大多數(shù)系統(tǒng)的口令是明文傳送到驗(yàn)證服務(wù)器的，容易被截獲。3、口令維護(hù)的成本較高。為保證安全性口令應(yīng)當(dāng)經(jīng)常更換。為避免對口令的字典攻擊，口令應(yīng)當(dāng)保證一定的長度，并且盡量采用隨機(jī)的字符。但缺點(diǎn)是難于記憶。4、口

30、令容易在輸入時(shí)被攻擊者偷窺，且用戶無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。,1、身份認(rèn)證----口令認(rèn)證,32,32,網(wǎng)絡(luò)通過用戶擁有什么東西來識別的方法，一般是用智能卡或其它特殊形式的標(biāo)志，這類標(biāo)志可以從連接到計(jì)算機(jī)上的讀取器讀出來。訪問不但需要口令，也需要使用物理智能卡。 智能卡技術(shù)將成為用戶接入和用戶身份認(rèn)證等安全要求的首選技術(shù)。用戶將從持有認(rèn)證執(zhí)照的可信發(fā)行者手里取得智能卡安全設(shè)備，也可從其他公共密鑰密碼安全方案發(fā)行者那里獲得。這樣智能卡的讀取器

31、必將成為用戶接入和認(rèn)證安全解決方案的一個(gè)關(guān)鍵部分。,1、身份認(rèn)證----智能卡,33,33,IC卡基本原理,1、身份認(rèn)證----智能卡,34,34,IC卡操作系統(tǒng)的典型模塊結(jié)構(gòu),IC卡接口設(shè)備,1、身份認(rèn)證----智能卡,35,35,IC卡認(rèn)證是IC卡和應(yīng)用終端之間通過相應(yīng)的認(rèn)證過程來相互確認(rèn)合法性，目的在于防止偽造應(yīng)用終端及相應(yīng)的IC卡。 它一般有三種認(rèn)證方式：內(nèi)部認(rèn)證(Internal Authentication)：

32、 應(yīng)用終端驗(yàn)證IC卡的合法性； 外部認(rèn)證(External Authentication)： IC卡驗(yàn)證應(yīng)用終端的合法性；相互認(rèn)證(Mutual Authentication)： IC卡和應(yīng)用終端相互驗(yàn)證合法性。,1、身份認(rèn)證----智能卡,36,36,IC卡認(rèn)證實(shí)例,1、身份認(rèn)證----智能卡,37,37,目前已有的設(shè)備包括：視網(wǎng)膜掃描儀、聲音驗(yàn)證設(shè)備、手型識別器等。安全性高。　　例如：系統(tǒng)中存儲了他的指

33、紋，他接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就必須在連接到網(wǎng)絡(luò)的電子指紋機(jī)上提供他的指紋（這就防止他以假的指紋或其它電子信息欺騙系統(tǒng)），只有指紋相符才允許他訪問系統(tǒng)。更普通的是通過視網(wǎng)膜膜血管分布圖來識別，原理與指紋識別相同，聲波紋識別也是商業(yè)系統(tǒng)采用的一種識別方式。,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,38,38,在安全性要求較高的系統(tǒng)，由護(hù)字符和持證等所提供的安全保障不夠完善。護(hù)字符可能被泄露，證件可能丟失或被偽造。更高級的身份驗(yàn)證是根據(jù)被授權(quán)用戶的個(gè)人特征來

34、進(jìn)行的確證，它是一種可信度高而又難以偽造的驗(yàn)證方法，這種方法在刑事案件偵破中早就采用了。指紋驗(yàn)證 語音驗(yàn)證 視網(wǎng)膜圖樣驗(yàn)證 臉型驗(yàn)證,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,39,39,1）指紋驗(yàn)證,指紋分類與特征,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,40,40,指紋自動(dòng)識別系統(tǒng)主要部分,指紋識別系統(tǒng)利用人類指紋的特性，通過特殊的光電掃描和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對活體指紋進(jìn)行采集、分析和比對，自動(dòng)、迅速、準(zhǔn)確地認(rèn)證出個(gè)人身份。自動(dòng)指紋認(rèn)證

35、的過程是按照用戶和姓名等信息將其存在指紋數(shù)據(jù)庫中的模板指紋調(diào)出來，然后再用用戶輸入的指紋與該模板的指紋相匹配，以確定這兩幅指紋是否出于同一幅指紋。,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,41,41,每個(gè)人的說話聲音都各有其特點(diǎn)，人對于語音的識別能力是很強(qiáng)的，即使在強(qiáng)干擾下、也能分辨出某個(gè)熟人的話音。在軍事和商業(yè)通信中常?？柯爩Ψ降恼Z音實(shí)現(xiàn)個(gè)人身份認(rèn)證。例如，可將由每個(gè)人講的一個(gè)短語所分析出來的全部特征參數(shù)存儲起來，如果每個(gè)人的參數(shù)都不完全相

36、同就可實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證。這種存儲的語音稱作為語音聲紋(Voice-print)。 電話和計(jì)算機(jī)的盜用是相當(dāng)嚴(yán)重的問題，語音聲紋識別技術(shù)可用于防止黑客進(jìn)入語音函件和電話服務(wù)系統(tǒng)。,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,2）語音驗(yàn)證,42,42,人的視網(wǎng)膜血管（即視網(wǎng)膜脈絡(luò)）的圖樣具有良好的個(gè)人特征。這種識別系統(tǒng)已在研制中；其基本方法是利用光學(xué)和電子儀器將視網(wǎng)膜血管圖樣記錄下來，一個(gè)視網(wǎng)膜血管的圖樣可壓縮為小于35字節(jié)的數(shù)字信息。可根據(jù)對圖

37、樣的節(jié)點(diǎn)和分支的檢測結(jié)果進(jìn)行分類識別。被識別人必須合作允許采樣。研究表明，識別驗(yàn)證的效果相當(dāng)好。如果注冊人數(shù)小于200萬時(shí)，錯(cuò)誤率為0，所需時(shí)間為秒級，在要求可靠性高的場合可以發(fā)揮作用，已在軍事和銀行系統(tǒng)中采用，其成本比較高。,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,3）視網(wǎng)膜圖樣驗(yàn)證,43,43,利用圖像識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和紅外掃描探測，對人臉的“熱點(diǎn)”進(jìn)行采樣、處理和提取圖樣信息。通過臉型自動(dòng)驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行身份認(rèn)證。將用于銀行等的身份識別系

38、統(tǒng)中。也可將面部識別系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中其軟件開發(fā)，與其它信息系統(tǒng)的軟件集成，作為金融、接入控制、電話會議、安全監(jiān)視、護(hù)照管理、社會福利發(fā)放等系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。,1、身份認(rèn)證----主體特征認(rèn)證,4）臉型驗(yàn)證,44,44,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,一、Kerberos 簡介 　　Kerberos：希臘神話“三個(gè)頭的狗——地獄之門守護(hù)者” 有三個(gè)功能：身份認(rèn)證、記賬、審核。Kerberos針對分布式環(huán)境，一些

39、工作站可能安裝于不安全場所，而且用戶也并非是完全可信的。 　　客戶在登錄時(shí)，需要認(rèn)證。用戶必須獲得由認(rèn)證服務(wù)器發(fā)行的許可證，才能使用目標(biāo)服務(wù)器上的服務(wù)?！　≡S可證提供被認(rèn)證的用戶訪問一個(gè)服務(wù)時(shí)所需的授權(quán)資格。所有客戶和服務(wù)器間的會話都是暫時(shí)的。,45,45,1、Kerberos的產(chǎn)生背景用戶需要從多臺計(jì)算機(jī)得到服務(wù)，控制訪問的方法有三種： a) 認(rèn)證工作由用戶登錄的計(jì)算機(jī)來管理，服務(wù)程序不負(fù)責(zé)認(rèn)證，這對于封閉式網(wǎng)絡(luò)是可行的方

40、案。 b) 收到服務(wù)請求時(shí)，對發(fā)來請求的主機(jī)進(jìn)行認(rèn)證，對每臺認(rèn)證過的主機(jī)的用戶不進(jìn)行認(rèn)證。每個(gè)服務(wù)選擇自己信任的計(jì)算機(jī)，在認(rèn)證時(shí)檢查主機(jī)地址來實(shí)現(xiàn)認(rèn)證。 c) 在開放式系統(tǒng)中，主機(jī)不能控制登錄它的每一個(gè)用戶，另外還有來自系統(tǒng)外部的假冒等情況發(fā)生，以上兩種方法都不能保證用戶身份的真實(shí)性，必須對每一個(gè)服務(wù)請求，都要認(rèn)證用戶的身份。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,46,46,開放式系統(tǒng)的認(rèn)證的要求：1)安全性：沒有攻擊的

41、薄弱環(huán)節(jié)。2)可靠性：認(rèn)證服務(wù)是其他服務(wù)的基礎(chǔ)，要可靠，不能癱瘓。3)透明性：用戶覺察不到認(rèn)證服務(wù)，只是輸入口令。4)可擴(kuò)展性：支持加入更多的服務(wù)器。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,47,47,2、什么是Kerberos Kerberos是網(wǎng)絡(luò)通信提供可信第三方服務(wù)的面向開放系統(tǒng)的認(rèn)證機(jī)制。每當(dāng)用戶C申請得到某服務(wù)程序S的服務(wù)時(shí)，用戶和服務(wù)程序會首先向Kerberos要求認(rèn)證對方的身份，認(rèn)證建立在用戶和服務(wù)程

42、序?qū)erberos信任基礎(chǔ)上。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,認(rèn)證雙方與Kerberos的關(guān)系,48,48,在申請認(rèn)證時(shí)，C和S都是Kerberos認(rèn)證服務(wù)的用戶，為了和其它服務(wù)的用戶區(qū)別，Kerberos用戶統(tǒng)稱為當(dāng)事人(principle)，principle可以是用戶或者某項(xiàng)服務(wù)，當(dāng)用戶登錄到工作站時(shí)，Kerberos對用戶進(jìn)行初始認(rèn)證，此后用戶可以在整個(gè)登錄時(shí)間得到相應(yīng)的服務(wù)。Kerberos不依賴用戶的終端或請求服

43、務(wù)的安全機(jī)制，認(rèn)證工作由認(rèn)證服務(wù)器完成。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,49,49,Kerberos保存當(dāng)事人及其密鑰的數(shù)據(jù)庫。共享密鑰只被當(dāng)事人和Kerberos知道，當(dāng)事人在登記時(shí)與Kerberos商定。使用共享密鑰，Kerberos可以創(chuàng)建消息使一個(gè)當(dāng)事人相信另一個(gè)當(dāng)事人的真實(shí)性。Kerberos還產(chǎn)生一種臨時(shí)密鑰(對話密鑰)，通信雙方用在具體的通信中。 　Kerberos提供三種安全等級：　1）只在網(wǎng)絡(luò)開始連接時(shí)進(jìn)

44、行認(rèn)證，認(rèn)為連接建立起來后的通信是可靠的。　2) 安全消息傳遞：對每次消息都進(jìn)行認(rèn)證工作，但是不保證每條消息不被泄露?！?) 私有消息傳遞：不僅對每條消息進(jìn)行認(rèn)證，而且對每條消息進(jìn)行加密。Kerberos在發(fā)送密碼時(shí)就采用私有消息模式。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---概述,50,50,1．時(shí)間同步問題： 整個(gè)Kerberos的協(xié)議都嚴(yán)重地依賴于時(shí)鐘，而實(shí)際證明，要求在分步式系統(tǒng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)良好的時(shí)鐘同步，是一個(gè)很難的

45、課題。2．口令猜測問題： 口令沒有進(jìn)行額外的特殊處理，以至于即使用強(qiáng)力攻擊（即窮舉法）的時(shí)間復(fù)雜度僅和口令的長度成比例，這將形成一個(gè)兩難的局面：或是增加密鑰長度換取更高的安全，但這會造成用戶的使用困難和增加系統(tǒng)加/解密開銷。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性,51,51,3．認(rèn)證域之間的信任問題： 認(rèn)證域之間的多級跳躍過程復(fù)雜且不明確，相互信任和協(xié)調(diào)不方便。若各Kerberos區(qū)域形成復(fù)雜或不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)

46、構(gòu)，則要求方便的域間服務(wù)，將付出極大的代價(jià)，即系統(tǒng)的可擴(kuò)充性不強(qiáng)。針對這種無序的狀況，應(yīng)有規(guī)劃有目的地建立起全球一體化的分層（樹狀）結(jié)構(gòu)，形成良好的信任鏈條。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性,52,52,4．重放攻擊的問題：　　長票的生存期較長，容易被重放攻擊；對短票而言，如果攻擊者技術(shù)高明，也有機(jī)會重放攻擊，況且攻擊者可以著手破壞系統(tǒng)的時(shí)鐘同步性。我們建議，在Kerberos引入序列號循環(huán)機(jī)制，即讓傳送的消息帶上一定的序列

47、號，這些序列號在由系統(tǒng)循環(huán)地賦予消息，再結(jié)合系統(tǒng)原有的生存期控制，將有效地保證一定的時(shí)間段里只能存在唯一的合法消息，從而消除了重放的可能性。當(dāng)然，這必須付出一定的系統(tǒng)開銷代價(jià)。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性,53,53,5．密鑰的存儲問題：　　 Kerberos認(rèn)證中心要求保存大量的共享私鑰，無論是管理還是更新都有很大的困難，需要特別細(xì)致的安全保護(hù)措施（甚至應(yīng)采用硬件/物理方法），將付出極大的系統(tǒng)代價(jià)。6．系統(tǒng)

48、程序的安全性、完整性問題：　　 對Kerberos系統(tǒng)程序進(jìn)行攻擊，特別是惡意篡改登錄程序，是有效的攻擊方法。所以，必須花一定的系統(tǒng)代價(jià)去防范對認(rèn)證系統(tǒng)本身的集中攻擊。其中，建立高性能的防火墻和進(jìn)行日志是必要的。,2、Kerberos認(rèn)證系統(tǒng)---局限性,54,PKI即公開密鑰體系，是一種遵循既定標(biāo)準(zhǔn)的密鑰管理平臺，它能夠?yàn)樗芯W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供加密和數(shù)字簽名等密碼服務(wù)及所必需的密鑰和證書管理體系，PKI技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心，

49、也是電子商務(wù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)技術(shù)。PKI的技術(shù)包括加密、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)完整性機(jī)制、數(shù)字信封、雙重?cái)?shù)字簽名等。 1.PKI技術(shù)的信任服務(wù)及意義 （1）PKI技術(shù)的信任服務(wù) 在網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)交易中，特別是在電子政務(wù)和電子商務(wù)業(yè)務(wù)中，最需要的安全保證有四個(gè)方面：身份標(biāo)識和認(rèn)證、保密或隱私、數(shù)據(jù)完整性和不可否認(rèn)性。PKI可以完全提供以上四個(gè)方面的保障，提供的服務(wù)主要包括下述三方面內(nèi)容。 ①認(rèn)證。 ②支

50、持密鑰管理。 ③完整性與不可否認(rèn)。,3、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI,55,（2）PKI的意義 ①可以構(gòu)建一個(gè)可管、可控和安全的互連網(wǎng)絡(luò)。 ②可以在互連網(wǎng)中構(gòu)建一個(gè)完整的授權(quán)服務(wù)體系。 ③通過PKI可以建設(shè)一個(gè)普適性好和安全性高的統(tǒng)一平臺。 2.PKI的標(biāo)準(zhǔn)及體系結(jié)構(gòu) （1）PKI的標(biāo)準(zhǔn) 從整個(gè)PKI體系建立與發(fā)展的歷程來看，與PKI相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾種： ①X.

51、209(1988)ASN.1基本編碼規(guī)則的規(guī)范。 ②X.500(1993)信息技術(shù)之開放系統(tǒng)互連：概念、模型及服務(wù)簡述。 ③X.509(1993)信息技術(shù)之開放系統(tǒng)互連：鑒別框架。 ④PKCS系列標(biāo)準(zhǔn)。 ⑤OCSP在線證書狀態(tài)協(xié)議。 ⑥LDAP輕量級目錄訪問協(xié)議。,3、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI,56,（2）PKI的體系結(jié)構(gòu) 完整的PKI系統(tǒng)必須具有權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)、數(shù)字證書庫、密鑰備份及

52、恢復(fù)系統(tǒng)、證書作廢系統(tǒng)、應(yīng)用接口（API）等基本構(gòu)成部分，構(gòu)建PKI也將圍繞著這五大系統(tǒng)來著手構(gòu)建。 ①認(rèn)證機(jī)構(gòu)。 ②證書和證書庫。 ③密鑰備份及恢復(fù)系統(tǒng)。 ④密鑰和證書的更新。 ⑤證書的歷史檔案。 ⑥客戶端軟件。 ⑦交叉認(rèn)證。,3、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施PKI,57,57,4、身份認(rèn)證—X.509認(rèn)證業(yè)務(wù),公鑰證書（亦稱數(shù)字證書）： 它是由一個(gè)第三方證書授權(quán)中心(C

53、A)發(fā)行的，經(jīng)CA數(shù)字簽名的包含用戶的公鑰和與用戶身份相關(guān)的信息，是一個(gè)實(shí)體在網(wǎng)上信息交流及商務(wù)交易活動(dòng)中的身份證明，具有唯一性。在基于證書的安全通信中，數(shù)字證書是證明用戶合法身份和提供用戶合法公鑰的憑證，是建立保密通信的基礎(chǔ)。 通常使用的是符合X.509的數(shù)字證書。它包含以下一些內(nèi)容：證書的版本信息；證書的序列號，每個(gè)證書都有一個(gè)唯一的證書序列號；證書所使用的簽名算法；證書的發(fā)行機(jī)構(gòu)名稱；證書的有效期；證書所有者的名稱；證

54、書所有者的公開密鑰；證書發(fā)行者對證書的簽名。,58,58,Windows 2003 安全模型的主要特性： 用戶驗(yàn)證和訪問控制。 其中Kerberos V5驗(yàn)證機(jī)制是Windows 2003 安全系統(tǒng)所提供兩種不同驗(yàn)證中的一種，是服務(wù)網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證的默認(rèn)方式。,5、Win2003的Kerberos V5驗(yàn)證機(jī)制,59,59,1. Kerberos V5 和域控制器 Kerberos V5 服務(wù)安裝在每個(gè)域控制器上； Ke

55、rberos 客戶機(jī)安裝在每個(gè) Windows 2003 工作站和服務(wù)器上。每個(gè)域控制器起著 KDC（密鑰分配中心）的作用。Win2003 系統(tǒng)使用域名服務(wù) (DNS) 查詢定位最近的可用域控制器。該域控制器則會在用戶登錄期間對該用戶起首選 KDC 的作用。如果首選 KDC 失效，Windows 2003 系統(tǒng)將確定一個(gè)替換 KDC 提供驗(yàn)證。,5、Win2K的Kerberos V5驗(yàn)證機(jī)制,60,60,2. 驗(yàn)證的分派 驗(yàn)證

56、的分派管理員授予用戶或計(jì)算機(jī)帳戶的權(quán)限。默認(rèn)情況下，只有域管理員才被賦予該權(quán)限。該權(quán)限必須有選擇的賦予可信任的服務(wù)器程序。 在一個(gè) N 級應(yīng)用程序中，用戶針對中級服務(wù)進(jìn)行驗(yàn)證。中級服務(wù)則代表用戶針對后臺數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。分派依賴可信任的中級服務(wù)進(jìn)行分派。委托分派的含義是服務(wù)可模仿用戶使用其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。,5、Win2K的Kerberos V5驗(yàn)證機(jī)制,61,61,3. Kerberos驗(yàn)證的好處 （1）服務(wù)器更加高效的驗(yàn)證。 （2