软考—信息项目管理师（信息系统安全技术）_对称加密从根本上克服了传统密码在密钥分配上的困难

一、有关概念

当前，较为常见的信息安全问题主要表现为：计算机病毒泛滥、恶意软件的入侵、黑客攻击、利用计算机犯罪、网络有害信息泛滥、个人隐私泄露。钓鱼网站、电信诈骗、社交软件诈骗等犯罪活动，已经成为直接骗取民众钱财的常见形式；网上有害信息泛滥，个人隐私泄露严重，严重危害网民的身心健康，危害社会的安定团结。

1.信息安全概念
信息安全强调信息（数据）本身的安全属性，主要包括一下内容。

• 秘密性（Confiidentiality）：信息不被未授权者知晓的属性。
• 完整性（Integrity）：信息时正确的、真实的、未被篡改的、完整无缺的属性。
• 可用性（Availability）：信息可以随时正常使用的属性。

信息必须依赖其存储、传输、处理及应用的载体（媒介）而存在，因此针对信息系统，安全可以划分为以下四个层次：设备安全、数据安全、内容安全、行为安全。其中数据安全即是传统的信息安全。

1）设备安全
信息系统设备的安全是信息系统安全的首要问题，这里主要包括三个方面：

• 设备的稳定性：设备在一定时间内不出故障的概率。
• 设备的可靠性：设备能在一定时间内正常执行任务的概率。
• 设备的可用性：设备随时可以正常使用的概率。

信息系统的设备安全是信息系统安全的物质基础。除了硬件设备外，软件系统也是一种设备，也要确保软件设备的安全。

2）数据安全
其安全属性包括秘密性、完整性和可用性。
很多情况下，即使信息系统设备没有收到破坏，但其数据安全也可能已经收到危害，如数据泄露、数据篡改等。由于危害数据安全的行为具有较高的隐蔽性，数据应用用户往往并不知情，因此，危害性很高。

3）内容安全
内容安全是信息安全在政治、法律、道德层次上的要求。

• 信息内容在政治上是健康的。
• 信息内容符合国家的法律法规。
• 信息内容符合中华民族优良的道德规范。

除此之外，广义的内容安全还包括信息内容保密、知识产权保护、信息隐藏和隐私等诸多方面。
如果数据中充斥着不健康的、违法的、违背道德的内容，即使它是保密的、未被篡改的，也不能说是安全的。因为这会危害国家安全、危害社会稳定、危害精神文明。因此，必须在确保信息系统设备安全和数据安全的基础上，进一步确保信息内容的安全。

4）行为安全
数据安全本质上是一种静态的安全，而行为安全是一种动态安全。

• 行为的秘密性：行为的过程和结果不能危害数据的秘密性。必要时，行为的过程和结果也应是秘密的。
• 行为的完整性：行为的过程和结果不能危害数据的完整性，行为的过程和结果是预期的。
• 行为的可控性：当行为的过程出现偏离预期时，能够发现、控制和纠正。

行为安全强调的是过程安全，体现在组成信息系统的硬件设备、软件设备和应用系统协调工作的程序（执行序列）符合系统设计的预期，这样才能保证信息系统的“安全可控”。

2.信息安全技术

保障信息安全的技术包括：硬件系统安全技术、操作系统安全技术、数据库安全技术、软件安全技术、网络安全技术、密码技术、而已软件防治技术、信息隐藏技术、信息设备可靠性技术等。其中，硬件系统安全和操作系统安全是信息系统安全的基础，密码和网络安全等是关键技术。网络安全技术主要包括防火墙、VPN、IDS、防病毒、身份认证、数据加密、安全审计、网络隔离等。

3.信息安全法律法规

确保信息安全是复杂的系统工程，仅仅靠技术措施是不够的的，还应有健全的法律体系，完善的信息系统安全管理制度，另外对信息行业的从业人员的职业道德要求及培训也是非常重要的，信息系统用户也要有很强的信息安全意识。

我国信息安全的法律体系可分为四个层面：
（1）一般性法律法规。
（2）规范和惩罚信息网络犯罪的法律。
（3）直接针对信息安全的特别规定。
（4）具体规范信息安全技术、信息安全管理等方面的规定。

国务院于1994年2月18日颁布《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》，这是一个标志性、基础性的法规。

4.信息安全等级保护

信息系统的安全保护等级应当根据信息系统在国家安全、、经济建设、社会生活中的重要程度，信息系统遭到破坏后对国家安全、社会秩序、公共利益以及公民、法人和其他组织的合法权益的危害程度等因素确定。

《信息安全等级保护管理办法》将信息系统的安全保护等级分为以下五级：（或者关系）

GB 17859-1999标准规定了计算机系统安全保护能力的五个等级，即：用户自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级、访问验证保护级。 计算机信息系统安全保护能力随着安全保护等级的增高，逐渐增强。

二、信息加密、解密与常用算法

1.信息加密概念

为了保证信息的安全性（即秘密性、完整性和可用性）需要采用信息加密技术对信息进行伪装，使得信息非法窃取者无法理解信息的真实含义；需要采用加密算法提取信息的特征码（校验码）或特征矢量，并与有关信息封装在一起，信息的合法拥有者可以利用特征码对信息的完整性进行校验；需要采用加密算法对信息使用者的身份进行认证、识别和确认，以对信息的使用进行控制。

2.对称加密技术

对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥，即加密密钥也可以用作解密密钥，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且破译困难。

3.非对称加密技术

公开密钥密码的基本思想是将传统密码的密钥K一分为二，分为加密钥Ke和解密钥Kd，用加密钥Ke控制加密，用解密钥Kd控制解密，而且由计算负责性确保由加密钥Ke在计算上不能推出解密钥Kd。这样，即使是将Ke公开也不会暴露Kd，也不会损害密码的安全。于是便可将Ke公开，而只对Kd保密。由于Ke是公开的，只有Kd是保密的，所以变从根本上克服了传统密码在密钥分配上的困难。

4.Hash函数的概念
Hash函数将任意长的报文M映射为定长Hash码h。Hash函数的目的就是要产生文件、报文或其他数据块的“指纹”——Hash码。Hash码也称为报文摘要，它是所有报文位的函数。它具有错误检测能力，即改变报文的任何一位或多位，都会导致Hash码的改变。在实现认证过程中发送方将Hash码附于要发送的报文之后发送给接收方，接收方通过重新计算Hash码来认证报文。Hash函数可提供可保密性、报文认证以及数字签名功能。

5.数字签名的概念
签名是证明当事者的身份和数据真实性的一种信息。在以信息化环境下，以网络为信息传输基础的事物处理中，事物处理各方应采用电子形式的签名，即数字签名。目前，数字签名已得到一些国家的法律支持。完善的数字签名体系应满足以下三个条件：
（1）签名者时候不能抵赖自己的签名。
（2）任何其他人必能伪造签名。
（3）如果当时的双方关于签名的真伪发生争执，能够在公正的仲裁者面前通过验证签名来确认其真伪。
利用RSA密码可以同时实现数字签名和数据加密。

6.认证的概念

认证又称鉴别、确认，它是正式某事是否名副其实或是否有效的一个过程。
认证和加密的区别在于：加密用以确保数据的保密性，阻止对手的被动攻击，如载取、窃听等；而认证用以确保报文发送者和接受者的真实性以及 报文的完整性，阻止对手的主动攻击，如冒充、篡改、重播等。认证往往是许多应用系统中安全保护的第一道设防，因而极为重要。