应的用层安全协议.ppt

第六章：应用层安全协议 1. 电子邮件安全协议（PEM、S/MIME、PGP） 2．远程登陆的安全协议（SSH） 3．Web安全协议（S-HTTP） 参考文献： 教科书第5章 1. 电子邮件安全协议（PEM、S/MIME、PGP） 电子邮件的威胁 邮件炸弹 邮件欺骗 邮件服务器控制权 电子邮件安全协议 PEM （Privacy Enhanced Email，RFC 1421 through 1424） S/MIME PGP（Pretty Good Privacy） 电子邮件的安全需求 机密性：只有接收者才能阅读 报文的加密：关键是密钥的分发 收发双方如何共享密钥？ 认证：发送者的身份认证 基于公钥技术，用发送者的私钥对报文的摘要进行加密，即数字签名 基于共享密钥：事先发送者与接收者共享一个密钥，采用消息认证码（MAC）对报文进行认证 完整性：报文未被修改 报文的完整性与身份认证的方法类似，通常可在一起进行 抗否认性：发信者的不可抵赖性，可供第三方鉴别 基于公钥技术，采用发送者的私钥签名 PEM（Privacy Enhanced Mail） PEM协议是80年代末90年代初发展起来的，它的功能主要包括加密、源认证和完整性，RFC1421-1424 与此同时，出台了传输多种媒体格式的EMAIL标准：MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions,RFC2045），而S/MIME（RFC2633）采用了PEM的许多设计原理在MIME的基础上进行了扩展 PEM 的构成 PEM将邮件报文分成几部分，有的需要加密，有的则需要认证，这些需要特殊处理的报文通过语句标记。 例如在需要加密的报文段前插入 BEGIN PRIVACY-ENHANCED MESSAGE 在需要加密的报文后插入 END PRIVACY-ENHANCED MESSAGE 报文加密采用DES算法 认证采用MD-5 密钥的分发 基于公钥技术，用接收者的公钥加密会话密钥，并在RFC 1422中定义了证书体系。 基于对称密码时，采用事先共享的密钥加密会话密钥。 PGP（Pretty Good Privacy） Email安全加密系统 PGP提供的安全业务： 加密：发信人产生一次性会话密钥，以IDEA、3-DES或CAST-128算法加密报文，采用RSA或D-H算法用收信人的公钥加密会话密钥，并和消息一起送出。 认证：用SHA对报文杂凑，并以发信人的私钥签字，签名算法采用RSA或DSS 。 压缩：ZIP，用于消息的传送或存储。在压缩前签字，压缩后加密。 兼容性：采用Radix-64可将加密的报文转换成ASCII字符 数据分段：PGP具有分段和组装功能 机密性和认证 机密性： 发送端产生随机的128位数字作为会话密钥 对称算法加密报文 接收端公钥加密会话密钥 认证 采用SHA-1产生160位HASH值 用发送者的私钥对HASH值签名 报文只需要认证服务或加密服务，当同时需要认证和加密服务时 采用先签名，后加密顺序（与IPSEC ESP中的先加密，后MAC相反） 通常将明文与签名一起保存比较方便 验证时，不需要涉及会话密钥 压缩 PGP 的压缩过程在报文的签名和加密之间，即先对报文签名，然后压缩，再是加密 签名后再压缩是为了保存未压缩的报文和签名 压缩后加密是为了提高密码的安全性，因为压缩后的报文具有更少的冗余，所以密码分析会更困难，另外加密的报文也更短 压缩算法采用ZIP E-mail 的兼容性 在多数的邮件系统中是以ASCII字符形式传输，加密后的任意8比特报文可能不符合ASCII字符特点。 采用基64转换方式 (see appendix 5B). 基64转换方式 的采用将原报文扩展了33%. 分段和重组 通常邮件的最大报文的长度限制在50,000 octets. 超过标准长度的报文必须分段. PGP 自动对过长的报文分段. 接收端再将其重组. Sumary of PGP Services 加密密钥和密钥环 PGP使用四种类型的密钥：一次性会话对称密钥，公钥，私钥，基于过度阶段的传统密钥 需求 需要一种生成不可预测的会话密钥 需要某种手段来标识具体的密钥（一个用户可拥有多个公钥/私钥对，以便随时更换） 每个PGP实体需要维护一个保存其公钥/私钥对的文件和一个保存通信对方公钥的文件 密钥标识符（Key ID） 一个用户有多个公钥/私钥对时，接收者如何知道发送者是用了哪个公钥来加密会话密钥 将公钥与消息一起传送 将一个标识符与一个公钥关联，对一个用户来说做到一一对应 定义KeyID 包括64个有效位，(KUa mod 264) 密钥环（Key Rings） KeyID在PGP中标识所使用的发送者和接收者的密钥号 两个keyID包含在任