数据安全技术
一、数据面临的主要威胁
1、数据隐私面临的主要威胁
①窃听攻击
②伪装攻击
③中间人攻击
2、四大要素
（1）机密性
对明文的数据进行加密
（2）完整性
数据传输的过程中是否会被更改？
（3）身份验证
对数据的对端设备的身份来进行验证
（4）不可抵赖性
二、数据加解密
1、加解密简介
| 名称 | 简介 |
|---|---|
| 明文 | 需要被屏蔽的消息 |
| 密文 | 明文经变换形成的隐蔽形式 |
| 加密 | 把明文转化为密文的过程 |
| 解密 | 把密文转化为明文的过程 |
| 密钥 | 在明文转化为密文或将密文转化为明文的算法中输入的参数 |
2、对称密钥加密
（1）简介
加密和解密使用的是同一把钥匙，也成为预共享密钥（PSK）
（2）对称密钥典型算法
| 算法 | 密钥 | 开发者 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 数据加密标准DES | 56位 | IBM为美国政府（NBS/NIST）开发 | 很多政府强制性使用 |
| 3DES | 3*56位 | IBM为美国政府（NBS/NIST）开发 | 应用3次DES |
| CAST | 40-256位可变 | 北方通信 | 比DES稍快 |
| Rivest算法（RC2） | 可变 | Ron Rivest（RSA数据安全） | 专利细节未公开 |
| RC5 | Ron Rivest（RSA数据安全） | ||
| AES | Joan Daemen/Vincent Rijmen |
（3）特点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 加密效率高 | 共享密钥是明文传输的，容易被劫持 |
| 安全 | 对等体数量多的情况下，密钥的存储和管理比较困难 |
| 加密之后数据的大小变化小 | 不支持数字签名和不可抵赖性 |
3、非对称密钥加密
（1）简介
设备都拥有一对密钥[公钥（对外公开）+私钥（自己保存）]二者之间不可互相推导
公钥加密，私钥解密； –加密数据
私钥加密，公钥解密； –身份验证
（2）非对称密钥典型算法
| 算法 | 设计者 | 用途 | 安全性 |
|---|---|---|---|
| RSA | RSA数据安全 | 加密、数字签名、密钥交换 | 大数分解 |
| DSA | NSA | 数字签名 | 离散对数 |
| DH | Diffie&Hellman | 密钥交换 | 完全向保密 |
（3）特点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 不用担心密钥传输的问题 | 加密速度慢 |
| 不用担心密钥的管理和存储的问题 | 密文会变长 |
| 支持数字签名和不可否认性 |
（4）组合加解密技术
三、数据完整性（Hash函数）
1、摘要算法
通过摘要算法（Hash函数）对数据内容进行完整性的校验；通过Hash算法得到的值叫做摘要
2、常见算法
MD5、SHA1、SHA2-256、SHA2-512
3、特点
（1）优点
①同一种算法，不管内容的长度如何，得到的摘要值的长度是一样的
②无法从摘要值推算出数据–不可逆性
③雪崩效应：内容变化一点点，得到的摘要值就完全不一样
（2）缺点
不能确保数据可信的源
解决方法：HMAC算法（将数据和共享密钥（提前协商好）进行HASH算法的计算，得到摘要值，将Data和摘要值发送给对方。）
四、数字签名
1、概述
通过使用发送方的私钥来对信息摘要进行加密的过程，签名过程后得到的信息就是签名信息
2、作用
①保证数据完整性
②身份验证
③不可抵赖性
五、数字证书
1、概述
包含拥有者的公钥信息、身份信息，类似于身份证（常见格式 X.509）
2、类型
（1）自签名证书（根证书）
设备无法向CA机构申请的时候，自己颁发给自己的证书（颁发者=拥有者）
（2）CA证书
CA机构自己颁发给自己的证书
（3）本地证书
CA机构颁发给申请者的证书
（4）设备本地证书
设备无法向CA机构申请时，根据CA证书颁发给自己的证书（颁发者=CA机构）