维普资讯 http://www.cqvip.com 高新技术 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ ＯｏｎｓｕＩ 基于ＲＳＡ和ＤＥＳ加密算法的认证系统 周志强 （怀化学院数学系 湖南怀化４１ ８００８） 摘要：网络产品认证系统的安全性极为薄弱。构建一种基于ＲＳＡ和ＤＥＳ加密算法的实用认证系统，该系统有效防范监听用户、中途 截获和认证中心盗用的安全攻击。 关键词：ＲＳＡ ＤＥＳ认证系统 中图分类号：ＴＰ３０９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３ ０５３４（２００７）０８（ａ）０００７—０１ １引言 目前各种网络软件的系统管理员和客户 认证的安全措施极为薄弱。无疑，寻找一种安 全、可靠、实用的认证技术具有十分重要的意 （３）客户Ａ用私钥ｄ 解密Ｃ，得 ：冒（＾ 基于ＲＳＡ和ＤＥＳ的认证系统安全、实 Ｍ （ｏｏｄｒ ｆ），并作为认证发送给系统。 用，堵住了传统认证系统的三类漏洞，同时大 （４）系统验证客户Ａ的身份，若Ｍ ＝Ｍ，则 大增加了用户的信任程度。基于上述原因，这 通过验证。 种认证系统可以应用于许多认证系统之中。 义。传统的认证设置、验证过程如图１：【１ｌ ， （１）访问／设置请求 客 （２）认证询问 Ｊ州 ；Ｊ 或 管 （３ ｊ 』 迁赣＾、／健送 ，，＼ 理 迁 １ 中 １（４）认证验证／通过 ＼‘ 图１ 传统的认证模式 这种认证模式极容易受到以下三类攻击： （１）在输入认证时被监听；（２）在认证传输入过 程中被截获；（３）应用系统中的认证库被窃取， 或与认证中心里外勾结盗用认证。 目前防范这些攻击的主要措施有：（１）反监 听手段；（２）对认证进行普通加密（对称加密方 式）。然而反监听要付出高昂的代价，并且常 常无法保证反监听成功。普通认证加密对第 二类攻击是无济干事的，因为密文认证一样可 以通过验证（以欺骗形式通过）。 如果我们能设计出一种“每一次访问都 使用不同的认证”模式，则上述攻击将完全失 效 ２基于ＲＳＡ的认证模式 以下构造一种基于ＲＳＡ公钥体系的认证 加密模式。这种模式使得第二、三类攻击完 全失效，稍加改进也可以避免第一类攻击。 ＲＳＡ密钥体系描述如下：Ｉ ，５１ 某一客户（或系统管理员）选取两个大素数 Ｐ，ｑ，保密；（２）ｎ＝ｐｑ客户计算，公开，并记录在 应用系统中的公钥文件中，同时计算 ，１）＝（Ｐ—１）（口一１），保密；（３）客户随机选取整 数ｅ满￣：ｇｃｄ（ｅ， ，ｆ））＝ｌ，公开，并记录在应 用系统中的公钥文件中，ｅ与ｎ一起作为公钥； （４）客户计算ｄ满足ｄｅ；１０ｎｏｄ ， １），保密，作 为客户私钥；（５）设明文认证为Ｍ，密文认证为 Ｃ，则 加密算法为：ｃ ＝Ｅ（』、 ）；＾，（１ｌｌｏｄＰＩ）； 解密算法为：Ｍ：Ｄ（（’） （ （ｍｏｄｎ）。 认证模式描述如下： （１）客户Ａ向系统发出访问请求。 （２）系统产生一随机数Ｍ，并从公钥文件中 找到客户Ａ的公钥ｅ ，加密得（ｔ：冒∞，） Ａ， （ｒｏｏｄ， ），并将Ｃ发送给客户Ａ。 上述认证模式的优点分析：（１）应用系统中 的公钥库对于攻击者来说没有任何价值，公钥 本来就是公开的。（２）中途截获的加密认证不再 ＤＥＳ Ｉ（”ｃ，Ｋ ｓ （１ Ｊ请求韬Ｈ 可以进行欺骗，因为每次认证过程中传送的认 密码 ——一 系统ｊ （２ 认证询问ｔ ｃ） 应 证都是不同的。（３）如果将客户的解密过程 ＪＩ 户 用 系 于系统之外，则监听攻击因无法得到私钥ｄ而 失效。 卫ｍ 殚或符 （６）传输认证 统认汪 上述认证模式的缺点有：（１）要求客户选择 要 Ｉ㈥ 员 心 由 两个大的素数Ｐ，ｑ及ｅ过于复杂。（２）要求普通 畚统 Ｉ （７）验证Ｍ．喇？ 客户（如邮箱使用者）记住密钥ｄ太困难，因为ｄ 一般很长，且没有任何意义。如果用户将ｄ保 私钥封存墨 认证系统 存在其它介质上（如磁盘、笔记本）本身就不安 全。（３）如果将密钥的生成、保存都交给用户机 图２基于ＲＳＡ和ＤＥＳ的认证系统 器自动运行，则极有可能受到监听攻击。同时 用户也因为没有参与而不会有任何信任感。 参考文献 【１】Ｗｉｌｌｉａｎｍ Ｓｔａｌｌｉｎｇｓ，Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ ３基于ＤＥＳ的私钥封存技术 ｎｅｔ ｓｅｃｕｒｉｔｙ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ 我们设计一种私钥封存技术，其基本思路 ２ｎｄ ｅｄＩＭ１．Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｉｎｃ．１９９９． 是：将ＲＳＡ密钥ｄ 的生成、保存过程都交给 【２】杨义先等．现代密码新理论【Ｍ】．北京：科学 客户机器自动运行，并且让这一过程于认 出版社，２００２． 证系统之外，同时将自动产生的密钥ｄ 用 【３】卢开澄．计算机密码学【Ｍ】，北京，清华大学 ＤＥＳ密钥Ｋ。加密保存在用户机上。这种封存 出版社，２００２．７． 技术解决了上述认证模式中的几个关键问 【４】曹家琏，尚遵义．网络传输中数据安全及加 题。（１）由于密钥ｄ 是自动生成的，一般用户 密技术研究【Ｊ】．大连铁道学院学报，２００２， 免去了选取素数Ｐ，ｑ及ｅ的困难。（２）ＲＳＡ的密 ３，１（１）． 钥ｄ 虽然保存在用户机上，但它是很安全的， 【５】冯登国．计算机网络安全【Ｍ】．北京：清华大 这种保证就在于客户完全控制了ＤＥＳ的密钥 学出版社，２００１． Ｋ。，没有其它人知道这一密钥。（３）ＤＥＳ密钥 Ｋ 只有５６ｂｉｔ（８个字符），短小，而且可以是客 户任意设置，十分便于记忆。（４）客户在发送认 证之前，先用Ｋ 解密ＲＳＡ的密钥ｄ ，再用ｄ 解密Ｍ，因为这一过程都于认证系统之 外，则监听攻击失效。（５）整个保密环节都控制 在客户手中，客户的信任度很高。 ４认证系统的体系结构 为了更清楚地描述这一认证系统，我们给 出体系结构图如图２。 对于银行储蓄业务来说，只要在密码输入 键盘旁再增设一个私钥封存器就可以实现这 种认证系统。客户首次设置认证（或更换认证） 时，只要向私钥封存器输入Ｋ ，私钥封存器就 会自动为客户生成一对密钥和公钥ｅ，ｄ，同时 对密钥进行ＤＥＳ加密。加密的密钥ｅ和未加密 的公钥保存在客户银行卡上。客户再使用银 行卡向认证中心传送公钥，认证设置完成。客 户在接受认证询问时，只须将银行卡插入私钥 封存器，输入Ｋ 与Ｃ，即可得到正确的认证。 科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｈｅｒａｌｄ ７
