Lauren與密碼學8,訊息認證碼MAC

2021-08-09 14:27:51 字數 1584 閱讀 4008

haorui: lauren, 還記得我們之前講的手套訂單問題嗎?

lauren: 記得裡面有很多安全問題,比如否認、抵賴,偽造、篡改等等。

haorui: 是的,我們學的hash函式可以解決篡改問題。

lauren: 是的,我們只要計算一下訂單的hash值就可以知道這個訂單在傳送的過程中是否被人篡改了。這樣說來,如果傳輸過程出現錯誤,hash函式也可以檢測出來。功能強大呀!

haorui:  我們己經學習了隨機數,主要用來作密碼使用;對稱加密演算法、非對稱加密演算法,用來解決訊息的機密性;雜湊函式,用來解決訊息的完整性。從今天開始,基本上不會講新的演算法了,需是用我們己經學過的知識,互相配合使用,一套套組合拳,解決不同的安全問題。

lauren: 原來我們學習這麼多了!我們的電子郵件系統用上hash函式就不用擔心傳輸錯誤,或者被篡改的問題了。

haorui: 回到手套訂單問題,我們來看看偽造問題,某人偽造了乙個訂單發給工廠。hash函式能解決嗎?

lauren: 不能,hash只能解決訂單的正確性,也就是完整性問題。也就是說,我們不知道訂單是否是從乙個合法的客戶發出來的。如何確認客戶的合法性是個問題。

haorui: 這有個主意,我們先對訊息計算hash值,然後對hash值進行加密,比如用des加密演算法進行加密碼。再把密碼事先告訴工廠。工廠收到訂單及加密的hash值後,對hash值進行解密到得hash值後就可以驗證訂單的完整性了。

lauren: good idea. 密碼只有工廠與客戶知道,所以第三者無法偽造訂單了。

haorui: 這就是我們今天要講的訊息認證碼,乙個帶對稱加密的hash函式。與hash函式對比一下,就多乙個加密步驟。見圖8.1:

我們再看看具體的流程,與hash函式的流程相相似。見圖8.2:

-       首先,雙方要共享乙個對稱金鑰。

-       客戶生成訂單,計算hash值並加密得到mac值,然後將訂單與mac值發給工廠。

-       工廠對訂單計算mac值並與接收到的mac對比。

-       兩個mac值相同,則證明訂單有效。

lauren: 所以我們用hash演算法加對稱密碼系統解決了偽造與篡改兩個安全問題。幹嘛不直接加密訂單發給工廠呢,訂單的內容而且是加密的。其它人還看不到。

haorui: 這個就要加密函式來保證訂單的完整性了,它不定能做到。再者,hash值是固定的,一般在1k位元組左右,比較小,加密起來比較快。

lauren: 明白了,訊息認證碼演算法長啥樣?

haorui:  可以用hash函式演算法來作為訊息認證碼的演算法,我們稱之為hmac。當然也有其它的演算法,比如hmac-md5, hhac-sha1。從命名可以看出,其主體演算法用的不同的hash函式。當然也有基於分組密碼的mac。如資料認證演算法(daa,dataauthentication algorithm),基於密碼的訊息認證碼(cmac,ciphermac)。daa是基於des-cbc演算法。cmac基於aes3des。

Lauren與密碼學9,數字簽名

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