Transcript 第六章網際網路安全協定
密碼學 Chapter 6 網際網路安全協定 Internet Security Protocols (Part 2) 1 電子貨幣 • • • • • 電子貨幣(electronic money) 電子現金(electronic cash) 數位現金(digital cash) 是另一項線上付款的方式 電子貨幣就是以電腦檔型態呈現的貨幣 2 電子貨幣模式 3 電子貨幣的安全機制 • 顧客從銀行取得檔案型態貨幣的流程 – 步驟 1：銀行將電子貨幣傳給顧客 – 步驟 2：顧客收到電子貨幣並將其解密 4 電子貨幣的安全機制 5 電子貨幣的種類 • 電子貨幣依貨幣追蹤來分類 – 已辨識電子貨幣 – 匿名電子貨幣 • 電子貨幣依銀行交易的介入來分類 – 線上電子貨幣 – 離線電子貨幣 6 已辨識電子貨幣 • 功能類似信用卡 • 電子貨幣由銀行發給顧客，最後歸還銀 行，方便銀行追蹤 • 電子貨幣相關資訊檔案須具有一個由銀 行本身所發出的唯一序號 • 銀行則有一份清單包含每位提出貨幣申 請的顧客之個別序號 • 由於已辨識電子貨幣的整個流程有跡可 循，這亦產生了隱私的問題 7 已辨識電子貨幣的步驟 8 匿名電子貨幣 • 匿名電子貨幣又稱盲貨幣 • 功能就像真的現金 • 無法追蹤金錢花費的去向，亦無從追蹤 牽涉這類電子貨幣的交易 9 匿名電子貨幣 • 已辨識電子貨幣與匿名電子貨幣最關鍵 的差異 • 已辨識電子貨幣 – 由銀行產生序號 • 匿名電子貨幣 – 由顧客產生序號 10 匿名電子貨幣的產生 • 顧客以一些數學演算法產生一個隨機序號，再 將該序號乘上另一個龐大的數字(稱為盲因子) • 顧客將得出的數值(稱為盲數)傳給銀行 • 銀行並不知道步驟1的原始數值 • 經銀行簽署(即加密)過該盲數，便將其傳回給 顧客 • 顧客會以一些演算法將盲數轉換回原始數字 • 與商家交易時，顧客以原始數字而非盲數 • 商家也以原始數字與銀行申請兌換現金 11 匿名電子貨幣的步驟 12 線上電子貨幣 • 銀行必須主動參與顧客與商家間的交易 • 顧客完成購買前，商家將與銀行即時確 認顧客提供之電子貨幣是否可被接受 • 確保此貨幣尚未被花掉，或序號是有效 的 13 離線電子貨幣 • 銀行不需要參與顧客與商家的交易 • 顧客從商家購買東西並要求使用電子貨 幣付款，商家接受電子貨幣，但不會在 線上確認有效性 • 商家會收集一些這樣的電子貨幣交易， 然後每天在固定時間一起處理 14 重複花費問題 • 若我們結合電子貨幣分類，可以得到四 種可能性 – 已辨識線上電子貨幣 – 已辨識離線電子貨幣 – 匿名之線上電子貨幣 – 匿名之離線電子貨幣 • 以上四種可能性中最後一種會造成重複 花費問題 15 重複花費問題的偵測 16 電子郵件安全 • 電子郵件是網際網路最為廣泛的應用 • 使用電子郵件，使用者能夠透過網際網 路寄送訊息給其他人 • 電子郵件在網路的傳遞過程中，安全性 變得非常重要 17 電子郵件的格式 • RFC822對純文字電子郵件訊息定義了一 個格式 • 一個電子郵件有兩個部份構成 – 標題(類似人工郵件的信封) • • • • • 包含的關鍵字 From(來自) To(給) Subject(主題) Date(日期) – 內容(主體) 18 電子郵件的標題與主體 19 簡易信件傳輸協定 • Simple Mail Transfer Protocol, SMTP • 主要工作是在寄件者與收件者之間傳輸 電子郵件訊息 • SMTP在TCP/IP上運作 20 電子郵件溝通之步驟 • 在寄件者端，SMTP伺服器取得使用者電 腦寄出之訊息 • 寄件者之SMTP伺服器接著將訊息傳送至 收件者之SMTP伺服器 • 收件者使用其他電子郵件協定將電子郵 件訊息從收件者端SMTP伺服器拉出 (郵局通訊協定(POP)、網際網路郵件存取 協定(IMAP)) 21 電子郵件使用SMTP協定 22 使用SMTP協定傳送電子郵件之實例 S 伺服器送訊息給客戶 C 客戶送訊息給伺服器 23 電子郵件安全協定 • 隱私增強郵件 (PEM) • 良好隱私 (PGP) • 安全MIME (S/MIME) 24 隱私增強郵件 • Privacy Enhanced Mail, PEM • 是網際網路架構委員會採用之電子郵件 安全標準，提供網際網路上安全的電子 郵件通訊 • 最初由網際網路研究任務推動小組(IRTF) 與隱私安全研究小組(PSRG)所發展 25 隱私增強郵件 • PEM由四個規格文件描述 – RFC1421至RFC1424 • PEM支援三項主要密碼學功能 – 加密 – 不可否認性 – 訊息完整性 26 PEM 如何運作 • • • • 步驟 1：標準轉換 步驟 2：數位簽章 步驟 3：加密 步驟 4：Base 64 編碼 27 PEM提供的三種安全選擇 • 只有簽章 – 步驟1與2 • 簽章與Base 64編碼 – 步驟1、2與4 • 簽章、加密與Base 64編碼 – 步驟1至4 28 標準轉換 • PEM將每個電子郵件訊息轉換為抽象、 標準表示法 • 這表示無論寄件與收件者電腦架構與作 業系統為何，電子郵件都會以統一且獨 立的形式傳遞 29 數位簽章 • 使用典型的數位簽章流程 • 使用MD2或MD5建立訊息摘要 • 以寄件者的私密金鑰加密剛建立的訊息 摘要形成數位簽章 30 數位簽章 31 加密 • 原始電子郵件與數位簽章以一個對稱性 金鑰一起加密 • 使用CBC(密碼區塊連結)模式的DES或 DES-3演算法 32 加密 33 Base 64編碼 • Base 64編碼又稱Radix 64編碼 • 輸入的位元串列每24位元為一個區塊 • 最後對應到4個8位元區塊 34 Base 64編碼概念 35 Base 64編碼實例 36 Base 64編碼對應表 37 良好隱私 • • • • Pretty Good Privacy, PGP 菲爾‧齊默曼為PGP協定之父 非常容易使用且完全免費 支援的演算法 – 非對稱性金鑰 • RSA、DSS與Diffie-Hellman – 對稱性金鑰 • CAST-128、IDEA與DES-3 – 訊息摘要 • SHA-1 38 PGP 如何運作 • • • • • 步驟 1：數位簽章 步驟 2：壓縮 步驟 3：加密 步驟 4：數位信封 步驟 5：Base 64 編碼 39 PGP提供的三種安全選擇 • 只有簽章 – 步驟1與2 • 簽章與Base 64編碼 – 步驟1、2與5 • 簽章、加密與Base 64編碼 – 步驟1至5 40 數位簽章 • 使用典型的數位簽章流程 • 使用SHA-1建立訊息摘要 • 以寄件者的私密金鑰加密剛建立的訊息 摘要形成數位簽章 41 壓縮 • 輸入的訊息與數位簽章一起被壓縮以減 少最後傳送的訊息大小 • 使用ZIP程式 • ZIP使用Lemple-Ziv演算法 • Lemple-Ziv演素法會尋找重複的字串或文 字，然後將他們儲存成變數 42 ZIP使用Lemple-Ziv演算法 43 加密 • 以一個對稱性金鑰加密 • 通常使用CFB(密碼回饋)模式的IDEA演 算法 44 數位信封 45 Base 64編碼 • 如同PEM使用的 46 安全多用途網際網路郵件延伸 • Secure Multipurpose Internet Mail Extensions, S/MIME • 是提昇多用途網際網路郵件延伸(MIME) 的安全性 47 多用途網際網路郵件延伸 • MIME允許使用者傳送二進制檔案 • MIME電子郵件訊息包含一般的文字訊息 ，以及特別的標題與格式化的文字(例如 圖檔轉換表示) 48 MIME標題 • 除了標準的郵件標題外 – From, To, Subject, Date • MIME新增五個標題 – MIME版本 – 內容種類 – 內容傳送編碼 – 內容ID – 內容描述 49 內容種類 50 S/MIME功能 51 S/MIME對各密碼學演算法之準則 52 S/MIME新增的內容種類 53 無線應用協定安全 • 無線應用協定(Wireless Application Protocol, WAP) • WAP 是一個能讓無線行動裝置存取網際 網路的通訊協定 54 WAP 堆疊 55 安全層－無線傳輸層安全(WTLS) • WTLS 確保了四件事情：隱私、伺服器 鑑別、客戶端鑑別與資料完整性 56 GSM 之安全性 • 全球行動通訊系統(GSM) • 全球行動通訊系統安全的三個主要方面 – 用戶身分鑑別 – 訊號與資料機密性 – 使用者資料機密性 • GSM 基礎建設的安全有三個成份 – 用戶身分模組 (SIM卡) – GSM 手機 – GSM 網路 57 章節總結 • 網際網路使用 HTTP 協定以進行要求－ 回應，而使用TCP/IP 進行實際通訊 • 安全插座層 (SSL) 是世界上使用最廣的 網際網路安全通訊的協定 • SSL 加密客戶端與伺服器之間的連結 • SSL 在應用層與傳輸層之間運作 • SSL 在客戶端與伺服器之間以交握開始 • SSL 交握建立客戶端與伺服器之間的必 要信任 58 章節總結 • 在 SSL 中，紀錄協定跟隨著交握協定 • 在 SSL 中，如果任何一方發覺錯誤，將 使用警示協定 • TSL 與 SSL 類似 • SHTTP 加密個別訊息，並且在應用層運 作 • 時間戳記協定用來證明文件存在於一個 特定的時間之內 59 章節總結 • 安全電子交易是一個由 MasterCard 與 Visa 共同策劃的協定，用於網際網路的 安全信用卡付款 • SET 涉及許多參與者，例如持卡者、商 家、發卡者、收單銀行、付款閘道與憑 證管理中心 • 在 SET 中，商家不知道顧客的信用卡號 碼 • 3-D 安全是 SET 的提昇 • 電子貨幣是金錢的電腦表示 60 章節總結 • 電子貨幣可以是線上或離線的、已辨識 或匿名的 • 匿名離線貨幣可能造成重複花費問題 • 電子郵件安全能夠藉由 PEM、PGP與 S/MIME協定達成 • 無線傳輸層安全提供 WAP 之安全 • GSM 安全位在較低層 61 The End 62