基于分組密碼的消息完整性認(rèn)證技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中各種各樣的威脅與攻擊，信息的接收方有必要對(duì)其收到的信息進(jìn)行消息認(rèn)證。消息認(rèn)證的目的在于鑒別信息發(fā)送者的身份，驗(yàn)證信息在傳送過(guò)程中是否被第三方損壞、修改、偽造、重放或延時(shí)發(fā)送。實(shí)現(xiàn)消息認(rèn)證的技術(shù)一般有兩種：探測(cè)處理碼(習(xí)慣上被稱作“Hash函數(shù)”)和消息認(rèn)證碼。目前常見(jiàn)的探測(cè)處理碼諸如MD5、SHA系列算法的安全性受到了眾多密碼學(xué)家的質(zhì)疑，而消息認(rèn)證碼因其在通信雙方間增加了共享密鑰的使用并且多數(shù)基于安全的分組密碼來(lái)設(shè)計(jì)，因此被

2、業(yè)界認(rèn)為更為安全。 基于分組密碼構(gòu)造的消息認(rèn)證碼在理論上是可證明安全的，但其實(shí)際執(zhí)行效率大多數(shù)相比MD5之類(lèi)的探測(cè)處理碼以及基于帶密鑰的探測(cè)處理碼構(gòu)造的消息認(rèn)證碼要低；利用消息認(rèn)證碼進(jìn)行消息認(rèn)證往往只能對(duì)消息的完整性進(jìn)行認(rèn)證，不能驗(yàn)證其消息源的真?zhèn)?，雖然可以利用Hash函數(shù)與公鑰密碼相結(jié)合的數(shù)字簽名技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)消息源的認(rèn)證，但基于這種技術(shù)的認(rèn)證效率又不高。 為了解決以上存在的問(wèn)題，本文在分析分組密碼及其工作模式和基于分組

3、密碼構(gòu)造Hash函數(shù)理論的基礎(chǔ)上，研究提出一個(gè)基于分組密碼的消息認(rèn)證方案，并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 1)提出了一種基于分組密碼RC6的并行消息認(rèn)證碼算法。通過(guò)對(duì)消息進(jìn)行兩次分組、增加RC6原有算法中寄存器的數(shù)量來(lái)擴(kuò)大RC6的輸出、在消息中嵌入秘密數(shù)據(jù)串來(lái)結(jié)合明文塊并行生成消息認(rèn)證碼等技術(shù)在降低算法計(jì)算量、提高算法效率的同時(shí)增強(qiáng)了算法的安全性。 2)針對(duì)Needham-Schroeder協(xié)議的缺陷，對(duì)

4、協(xié)議中隨機(jī)數(shù)的使用及其驗(yàn)證函數(shù)的構(gòu)造進(jìn)行了改進(jìn)：將該協(xié)議中的隨機(jī)數(shù)驗(yàn)證函數(shù)設(shè)計(jì)成與應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)能夠唯一標(biāo)識(shí)用戶身份的保密信息相關(guān)聯(lián)的函數(shù)，使它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)消息新鮮性的認(rèn)證，還能夠?qū)ο⒃催M(jìn)行鑒別；在協(xié)議中引入由秘密數(shù)據(jù)串參與生成的消息認(rèn)證碼，用它實(shí)現(xiàn)對(duì)消息完整性以及消息源的認(rèn)證。 3)研發(fā)了一個(gè)消息認(rèn)證子系統(tǒng)?；谏鲜鲅芯砍晒趯?shí)現(xiàn)過(guò)程中：結(jié)合IPsec中的加密IP頭域的概念，設(shè)計(jì)了一種封裝通信雙方IP地址的、帶認(rèn)證信息的消息的