网络安全实践

密码学概述

通信中的参与者
- 发送者（Alice，爱丽丝）：在双方交互中合法的信息发送实体。
- 接受者（Bob，鲍勃）：在双方交互中合法的信息接受实体。
- 分析者（Eve，伊夫）：破坏接受和发送双方正常安全通信的其他实体。

常见攻击形式：
- 穷举攻击法
  - 穷举攻击，亦称"暴力破解"。对密码进行逐个推算，直到找出真正的密码为止的一种攻击方式。
  - 应用
    - 弱口令，压缩包密码破解
- 频度分析
  - 通过对各个字母、字母组合进行频度分析，利用统计信息推断和预测密码
常见编码
- Unicode \u+4位16进制数
- ASCII
- Base64 将任意二进制数据映射为ASCII
- Base32
- 摩斯电码
- 栅栏密码
  - 将明文交替分入N组，然后将每组的字母从左到右连接起来
  - CTFisfun => CFsu Tifn => CFsuTifn
古典密码学
- 古典密码体制的核心思想：
  - 字母的代换（代替、替换）
  - 顺序的置换
- 古典密码学的代表密码体制：
  - 单表代替密码
  - 多表代替密码
  - 置换密码
- 频度分析
  - E的概率大约为0.12
  - T, A, O, I, N, S, H, R的概率为0.06-0.09
  - D, L的概率大约为0.04
  - C, U, M, W, F, G, Y, P, B的概率为0.015-0.023
  - V, K, J, X, Q, Z的概率小于0.01
- 常见的两字母组合
  - TH, HE, IN, ER, AN, RE, DE, ON, ES, ST, EN, AT, TO, NT, HA, ND, OU, EA, NG, AS, OR, TI, IS, ET, IT, AR, TE, SE, HI, OF
- 常见的三字母组合
  - THE, ING, AND, HER, ERE, ENT, THA, NTH, WAS, ETH, FOR, DTH
现代密码
- 数据的安全基于密钥，算法公开
- Hash函数（散列函数）
  - 优点：
    - 散列函数对于源数据的更改具有极高的敏感性------雪崩效应，即使是1bit的更改都会对最终的散列值造成很大的改变。
    - 散列函数逆向计算的难度远大于正向计算的难度，具有较高的安全性。
  - 缺点：
    - Hash函数实质是一种压缩映射（多对一映射），散列值的空间（密文空间）远小于输入的空间（明文空间），不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来确定唯一的输入值。（单向算法）
- MD算法(MD5)
  - 一致性验证
  - 数字签名
  - 安全访问认证
- AES算法
  - 对称加密，加密和解密使用同一个密钥
  - 对称加密的优点
    - 加密计算量小、速度快，适合对大量数据进行加密的场景。
  - 对称加密的两种常见的应用场景
    - 流密码（stream cipher）：
      - 加密和解密双方使用相同伪随机加密数据流作为密钥，明文数据每次与密钥数据流顺次对应加密，得到密文数据流，主要应用在对链路的实时加密中
    - 分组密码（block cipher）：
      - 将明文数字序列，划分成长度为n的组，每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字（简称密文数字）序列，主要应用在网络包交换加密过程中。
  - 对称加密的两大不足
    - 密钥传输问题：
      - 加密者如何把密钥安全的传递给解密者，就成了对称加密面临的关键问题
      - 实际中一般都是客户端向服务端请求对称加密的密钥，而且密钥还得用非对称加密加密后再传输。
    - 密钥管理问题：
      - 随着密钥数量的增多，密钥的管理问题会逐渐显现出来。
      - 不可能所有用户都用同一个密钥加密解密，一旦密钥泄漏，就相当于泄露了所有用户的信息。
      - 为每一个用户单独的生成一个密钥管理代价会非常大。
- RSA算法（非对称加密）
  - 密文=明文^E mod N
  - 明文=密文^D mod N
  - 具体百度
  - 安全性
    - RSA的安全性就是源自没办法轻易的对大整数"因式分解"
    - 实际应用中，RSA密钥一般是1024位（安全），重要场合则为2048位（极其安全）。