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现代密码学-认证、消息认证码

news 2026/2/7 11:49:02

什么是单向散列函数

单向散列函数（one way hash function）：一个输入：消息（message）,一个固定长度的输出(散列值，hash value),根据散列值检查消息完整性(integrity)

单向散列函数也称为消息摘要函数（message digest function）\哈希函数、杂凑函数

输入成为原向pre-image

输出成为消息摘要（message digest）或指纹(fingerprint)

单向散列函数的实际应用

        检测软件是否被篡改

        基于口令的加密

        消息认证码：将发送者和接收者之间共享的密钥和消息混合后计算散列值。SSL/TLS

        数字签名

        伪随机数生成器

        一次性口令 

什么是消息认证码

消息认证码（message authentication code,MAC）确认完整性并进行认证。输入：任意长度的消息和收发之间的共享密钥，输出：固定长度数据

要计算MAC必须持有共享密钥，可以理解为：消息认证码是一种和密钥相关联的单向散列函数

密钥配送问题

可采用公钥密码、Diffie-Hellman密钥 交换，密钥分配中心 技术发送密钥

应用实例

SWIFT

IPsec

SSL/TLS

消息认证码实现方法

        使用单向散列函数

        使用分组密码

认证加密

将对称密码和消息认证码结合，同时满足机密性、完整性和认证。

Encrypt-then-MAC、Encrypt-and-MAC、MAC-then-encrypt

对消息认证码的攻击

重放攻击-防御措施：消息编号（序号）、时间戳、随机数

密钥推测攻击

消息认证码无法解决的问题

对第三方的证明：无法实现对第三方的证明。只有AB两个人通信时，可以断定是对方计算出的MAC(共享密钥双方)，但对第三放C来说，A,B无法证明是对方计算了MAC而不是自己。

防止否认

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