页数：70页文件大小：1.99 MB来源： 电子商务安全ppt课件
本课件为《电子商务安全》第2章，从数据加密技术入手，依次讲解对称加密、非对称加密、混合加密、量子与生物加密，进而介绍通信加密、密钥管理与分发、数字签名与身份认证，最后讲述数字水印与数字版权保护。
第2章《电子商务安全技术》封面，标示本章主题与篇章起始。
学习目标：本章知识目标包括以下几项。
电子商务信息在传输过程中面临被动攻击与主动攻击两类威胁：被动攻击表现为非法截取信息，主动攻击表现为伪造或篡改信息。
在信息发送方与信息接收方之间，数据加密技术与数字签名技术是对信息进行保护的最实用和最可靠方法，可以确保数据在传输和存储过程中不被非法窃取和篡改。
2.1.1 数据加密技术概述：当前密码学领域研究的加密技术主要包括两类。
数据加密是通过信息的变换或编码，将原来为明文的数据信息按照某种算法进行变换处理，使其成为非授权者难以读懂的一段代码，只有在输入相应的密钥之后才能还原出可读的内容。
在数据加密和解密的过程中：
典型的传统数据加密算法主要有以下几种：
根据密钥的不同，电子商务中使用的现代加密技术又可分为对称加密技术、非对称加密技术、混合加密技术等。同时，量子加密技术和生物加密技术已逐渐在电子商务中得到应用。
凯撒密码（公元前50年，古罗马）：通过将明文字母按固定位数位移实现加密，是最早的替换密码之一。
示例：明文 HELLO 加密后变为 KHOOR；字母表 ABCDEFG……XYZ 依次位移为 D E F G H I J …… A B C。
斯巴达天书（公元前500年，斯巴达人用于军事加解密）：发送者把一条羊皮纸螺旋形地缠在一个圆柱形木棒上书写，解开后文字顺序被打乱，核心思想是置换（Permutation）。
网格加密法（中国）：通过约定网格位置，将真正情报隐藏在普通文字之中。
密文示例：「王先生：来信收悉，你的盛情难以报答。我已在昨天抵达广州。秋雨连绵，每天需备伞一把。大约本月中旬即可返回，再谈。弟：李明 2001年11月7日」
明文：情报在雨伞把中。
2.1.2 对称加密技术：又称对称式密钥加密技术或单密钥加密技术，在加密和解密过程中使用相同的加密算法和密钥，从一个密钥可推导出另一个密钥，通信双方都必须获得这个密钥并保证密钥的机密性。
典型的对称加密算法主要有：数据加密标准（DES）、三重DES（3DES）、高级加密标准（AES）、国际数据加密算法IDEA、GDES（广义DES）、RC2和RC4等。
2.1.2 对称加密技术：本页为对称加密技术原理示意图，建议对照原课件图片了解加解密流程。
2.1.3 非对称加密技术：也称为公开密钥加密技术或双密钥加密技术，加密和解密分别使用两个成对的密钥来实现，分别称为公开密钥（Public Key，公钥）和私有密钥（Private Key，私钥），私钥具有唯一性和私有性。
常见的非对称加密算法还有基于有限域上离散对数（DLP）的ElGamal算法、MD5、McEliece密码、Diffe-Hellman、Rabin、PKCS、背包密码等。
非对称加密技术的基本原理：接收方生成一对密钥并将其中一把密钥作为公开密钥向发送方公开；得到该公开密钥的发送方使用该密钥对需要传输的机密数据信息进行加密后再发送给接收方；接收方再使用自己保存的私有密钥对所接收到的密文进行解密，即可得到相应的原文信息。
（1）RSA加密算法：是目前国际最著名、应用最广泛的一种非对称加密算法，由美国麻省理工学院的Ron Rivest、Adi Shamir、Leonard Adleman于1978年公布，是一种支持变长密钥的公钥加密算法，其安全性基于大整数因子分解的困难性。
（2）DSA加密算法：ElGamal算法是一种既能用于数据加密，也能用于数字签名的非对称加密算法，其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一数学难题。DSA由ElGamal算法演变而来，由密钥生成算法、签名算法和验证算法三部分组成，1994年12月被美国国家标准与技术研究所（NIST）确定为数字签名标准（DSS）。
2.1.4 混合加密技术：对称加密技术和非对称加密技术各有优缺点，将两种加密技术结合起来使用，可提高数据加解密的速度和安全性。
其基本过程是：数据发送方首先利用一个随机生成的密钥和对称加密算法对明文数据进行加密，然后通过使用接收方所发送的公钥把随机密钥进行加密构成数字信封，并将其与密文一起发送给接收方；接收方收到数字信封之后通过自己的私钥首先解密随机对称密钥，再利用解密得到的随机对称密钥对密文进行解密，从而恢复原始明文。
数字信封技术：信息发送方用接收方的公钥将一个私有密钥进行加密就形成了一个数字信封（DE），然后连同其他信息一起传送给接收者。
数字信封加解密流程：用户A使用对称密钥将明文加密为密文，再用用户B的公钥将对称密钥加密形成数字信封；用户B收到后用自己的私钥解密数字信封得到对称密钥，再用该对称密钥将密文还原为明文。
2.1.5 量子加密技术：量子加密技术具有无条件安全性和对窃听者的可检测性两大基本特征。
在量子密钥发送过程中，系统把发送方的光信号调制后进行传输，对到达接收方的光信号状态进行逐一检测，用以排除可能导致窃听的比特（密钥蒸馏），造成绝对安全密钥供双方共享；再利用海森堡不确定性原理找出剩余痕迹，识别所传输的数据是否被窃听。量子密钥分发仅用于传输密钥，不能用于加密算法本身。
基于单光子技术的量子密码系统基本工作原理：
2.1.5 量子加密技术：本页为量子加密技术示意图，建议对照原课件图片了解量子密钥分发过程。
2.1.6 生物加密技术：1999年，Mytec科技公司提出了生物加密（Biometric Encryption，BE）的概念。
生物加密技术是一个把密钥和生物特征安全地绑定到一起的过程，使得密钥和生物特征本身都不能从系统存储的模板中获得，当且仅当活体生物特征提交给系统时密钥才会重新生成，包括登记注册和验证两个实现步骤。
2.2.1 通信加密：根据加密在OSI参考模型中实现位置的不同，可将通信加密分为链路加密、节点加密和端端加密3个不同的层次；根据数据传递方式的不同又可分为同步通信加密和异步通信加密两种，同步通信加密又包含字节同步通信加密和位同步通信加密。
（1）链路加密：是在链路层（物理层和传输层之间）完成的、对通信系统中相邻两个节点之间传输的数据进行加密保护，加解密由置于线路上的密码设备实现。
链路加密一般采用硬件实现。在一般的通信网络中，链路加密设备都放在交换节点之间，即一条链路的两端，这时它对链路上传输的信息进行整体加密。
（2）节点加密：不允许消息在网络节点以明文形式存在，它先把收到的消息进行解密，然后采用另一个不同的密钥加密，这一过程是在节点上的一个安全模块中进行。节点加密要求报头和路由信息以明文形式传输，以便中间节点能得到如何处理消息的信息。
（3）端到端加密：是在应用层（传输层的上层）完成的，为数据从一端传送到另一端提供的加密，数据在被传输到目的节点之前都是以密文形式存在的，直到最终目的节点才被解密，中间节点处不以明文的形式出现。
端到端加密面向网络层主体，给一对用户之间的数据连续地提供保护，所以它要求对各用户采用相同的密钥。
2.2.2 硬件加密与软件加密：常用的加密方法主要有软件加密和硬件加密两种。
2.3.1 密钥概述：密码系统的两个基本要素是加密算法和密钥管理。
（1）密钥的生成：密钥是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的一种参数，密钥选择的不当将会极大地影响密钥系统的安全性，一个好的密钥应满足多方面的要求。
（2）多层密钥机制：密码系统一般采用多层密钥机制，以提高密码系统的安全性和密钥管理的自动化程度。按照密钥的生存周期、功能和保密级别，可以将密钥分为根密钥、密钥加密密钥和会话密钥3种。
2.3.2 密钥管理技术：密钥管理技术是认证系统的基础，好的密钥管理技术可大大降低系统维护的成本，提高系统的性能、简化操作过程。
密钥管理处理的是密钥自产生到最终销毁的整个过程中的相关问题，包括密钥的生成、分发、使用、存储、备份、更新、销毁等，主要目的是确保使用的密钥是安全的。
密钥管理的基本原则：密钥管理是一个庞大且烦琐的系统工程，需要遵循以下基本原则。
1）对称密钥管理：通过公开密钥加密技术实现对称密钥的管理可使相应的管理变得简单和更加安全，同时还可解决对称密钥系统中存在的可靠性问题和鉴别问题。
其基本思想是：一方为每次交换的信息生成唯一一把对称密钥并用公开密钥对该密钥加密，然后再将加密后的密钥和用该密钥加密的信息一起发送给相应的另一方。
2）公开密钥管理：公用密钥加密（Public Key Cryptography，PKC）方案的基本思想是设计一种在加密和解密时使用不同密钥的函数，接收方公开自己的加密密钥（公用密钥），但解密密钥（私用密钥）要保密。
这样，任何人都能够给接收方发送保密信息，不仅可解决需要公开密钥加密时需事先共享密钥的不便，而且也可解决公开密钥的保密性问题。
2）多密钥管理：为解决机构内部多个用户使用同一个公用密钥的安全问题和管理问题，Ketheros提供了一种相对实用的解决方案，即建立一个安全的、可信任的密钥分发中心KDC（Key Distribution Center）。
当两个用户需要进行通信时，首先向密钥分发中心KDC申请，KDC将会话密钥使用用户的密钥加密处理后再分别发送给相应的用户。
2.3.3 密钥分发技术：密钥的分发（分配或传递）是指从密钥产生到使用者获得的过程，分为集中分发和分散分发两类。
对称密码体制的密钥分发主要有以下3种解决方案：
非对称密码体制中密钥的分发：公钥的分发主要采用广播、目录、带认证和证书等解决方案，私钥的分发通常采用IC卡等存储介质进行人工分发。
2.3.4 密钥的存储与备份：（1）密钥的存储：密钥存储要保证密钥的机密性、可认证性和完整性，而且要尽可能减少系统中驻留的密钥量。
（2）密钥的备份：常用的密钥备份技术主要有秘密共享技术和密钥托管技术两种。
2.3.5 密钥的更新与销毁：（1）密钥的生存期：密钥的生命周期是指密钥从产生到最终销毁的整个过程，即授权使用该密钥的周期。一个密钥在其生命周期内，将经历4种不同的状态。
（2）密钥的更新：任何密钥的使用都应遵循其生存周期，绝不能超期使用，因为密钥使用时间越长，重复概率就越大，外泄可能性越大，密码被破译的危险性就越大。因此，密钥需要定期更新，更新的内容包括用户登记信息、密钥等。
（3）密钥的销毁：若密钥一旦外泄，必须立即销毁与更新。此外，任何使用的密钥都应设置有效期，定期或不定期地对旧密钥更换和销毁。
2.4.1 认证技术概述：买卖双方在开放的互联网上进行电子商务交易，其交易过程中交换的各种重要信息，如银行账号、交易金额、信用卡号码和交易人身份等都需要得到安全保护。
电子商务中常用的认证技术包括数字签名技术、消息认证技术、电子认证技术和身份认证技术等。
2.4.2 数字签名技术：数字签名是利用公钥密码技术和其他密码算法生成一系列符号及代码组成的电子密码进行签名，以代替书写签名和印章，其验证的准确度是一般手工签名和图章的验证无法比拟的，是目前电子商务、电子政务中应用最普遍、技术最成熟的、可操作性最强的一种电子签名方法。
数字签名是一个加密的消息摘要，附在消息后面，以确认信息发送者的身份和该信息的完整性，即通过单向函数对要传送的报文进行处理，得到用以认证报文来源并验证报文是否发生变化的一个字母字串。
（1）数字签名的原理：本页为数字签名的原理示意图，建议对照原课件图片了解签名与验证过程。
利用Hash函数生成数字摘要：发送方对原始消息运用Hash函数生成数字摘要，再用自己的私钥对摘要加密，形成附在消息后面的数字签名。
利用数字摘要验证消息：接收方用发送方的公钥解密数字签名得到摘要，同时对收到的消息重新计算Hash摘要，两者一致即说明消息来源真实且未被修改。
（2）数字签名与电子签名：电子签名是现代认证技术的泛称，是保证电子文件原始性、真实性、完整性的主要技术之一，是指用符号及代码组成电子密码进行“签名”来代替书写签名或印章，用于鉴定签名人的身份以及对一项数据电文内容信息的认可。实现电子签名的技术手段有多种，最常见的有电子签章、电子印章和数字签名。
狭义的电子签名通常就是数字签名，目前电子签名法中提到的签名一般指的就是数字签名。数字签名是电子签名的一种，但所使用的技术更成熟、更安全，适用范围要比广义电子签名更为广泛。
2.4.3 消息认证技术：消息认证就是验证所收到的消息确实来自真正的发送方且是未被修改的消息，也可以验证消息的顺序和及时性。消息认证具有3层含义：
2.4.4 电子认证技术：电子认证是指利用公开密钥加密技术在电子数据上进行数字签名，通过认证中心对公钥进行辨别和认证，防止或减少因密钥的丢失、损毁或解密等原因造成电子数据交易的不确定因素及不安全性风险。
基本实现流程：①发件人在做数字签名前，签署者必须将他的公钥提交到CA认证中心登记并由该认证中心签发电子印鉴证明；②发件人将数字签名文件同电子印鉴证明一并发送给对方，收件方经由电子印鉴佐证及数字签名的验证，即可确信数字签名文件的真实性和可信性。
（1）PKI技术：公钥基础设施（Public Key Infrastructure，PKI）是在公开密钥理论和技术基础上发展起来的一种遵循标准的密钥管理平台，是电子商务、电子政务、网上银行和网上证券等的安全保证平台，能够为所有网络应用提供加密和数字签名等服务以及所必需的密钥和证书管理体系，从而保证网上传递信息的安全性、真实性、完整性和不可抵赖性。
PKI由许多互相联系的组件共同协作来提供密钥分发、管理和使用的一整套服务，可被视为一个公钥证书及其相关信息的分布式数据库。
一个完整的PKI系统包括6个基本组成部分：
（1）PKI技术：本页为PKI体系结构图，建议对照原课件图片了解各组件之间的协作关系。
一个典型的PKI应用系统包括5个部分：
（2）认证中心：认证中心（Certificate Authority，CA）又称为数字证书认证中心，是一种具有权威性、可信任性和公正性的第三方机构，是保证网络信息安全的基础设施，主要负责数字证书的申请、分发、制作、废止、认证和管理，提供网上用户身份认证、数字签名、电子认证、安全电子邮件等服务。
电子商务CA体系包括“金融CA”体系和“非金融CA”体系两大部分：符合SET标准的SET CA认证体系称为“金融CA”体系；基于X.509的PKI CA体系称为“非金融CA”体系。
（2）认证中心：本页为认证中心结构示意图，建议对照原课件图片了解CA体系构成。
（2）认证中心：本页为CA认证流程图，建议对照原课件图片了解证书申请与验证过程。
认证中心CA是PKI体系的核心部分，是确保信任度的权威实体，主要职责是生成并签发公钥证书（Public Key Certificate，PKC）和验证用户身份的真实性。
认证中心CA主要包括：认证中心CA、注册中心RA、密钥管理中心KMC、证书发布和查询中心DA和证书应用程序接口。
（3）数字证书：数字证书又叫“数字身份证”、“数字ID”、数字标识、公开密钥证书，是由认证中心发放并经认证中心数字签名的、包含公开密钥拥有者以及公开密钥相关信息的一种电子文件，具有安全、保密、防篡改的特性，可以用来证明数字证书持有者的真实身份。
根据数字证书的用途不同，可将其分为个人数字证书、企业数字证书、服务器数字证书和代码签名数字证书。
（3）数字证书：本页为数字证书内容示意图，建议对照原课件图片了解证书所包含的字段信息。
数字证书的主要功能表现在以下3个方面：
传统的数字证书撤销方法是周期性地发布证书撤销列表（Certificate Revocation List，CRL），数字证书验证者定期查询和下载CRL，根据CRL中是否包含该数字证书的序列号来判断数字证书的有效性。
2.4.5 身份认证技术：身份认证的主要任务是检验系统用户身份的合法性和真实性，通常包括身份识别和身份验证两部分。
身份认证的主要方式：
（2）生物识别认证技术：生物识别认证技术（也称为生物特征认证技术）是通过可测量的身体特征或行为特征进行身份认证的一种方法，如利用指纹、掌型、视网膜、虹膜、人体气味、脸型、手的血管和DNA等生物特征进行身份认证。
（3）CPK认证技术：组合公钥（Combined Public Key，CPK）认证技术是一种新的身份认证方法，由南相浩教授于1999年首次提出，是一种建立在新型密钥管理算法和映射技术基础上的认证体制，是我国拥有自主知识产权的新技术。
2.5.1 数字水印技术：数字水印是运用信号处理方法将需要保密的信息隐藏在一般的多媒体数据中，当非法用户截获到含水印的多媒体文件后，他只能解读文件载体的内容，而不会意识到其中含有隐秘信息，或者即使知道其中含有隐秘信息也不能解读出来。
数字水印的基本要求：1）透明性；2）安全性；3）鲁棒性；4）自恢复性；5）确定性。
（2）数字水印技术的原理：一个典型的数字水印系统包括3个基本组成部分：
（2）数字水印技术的原理：本页为数字水印系统流程图，建议对照原课件图片了解水印生成、嵌入与提取检测过程。
（3）电子商务中常用的数字水印技术：
2.5.2 数字版权保护技术：数字版权保护技术是指对计算机软件、电子图书、数字音像制品等数字内容产品的知识产权进行保护的一系列软硬件技术，以保证在数字内容产品的整个生命周期内都能被合法使用，涉及数字内容产品的制作、发行、使用等过程。
数字版权保护常采用数字版权管理（Digital Rights Management，DRM）系统来实现，即通过对数字内容产品进行描述、保护、识别、交易监控和跟踪，实现对电子书、数字电影、数字音乐、图片、动漫、软件等数字内容产品的版权保护。
典型的DRM系统包括3个基本模块：
思考题：在网购过程中，如何正确使用数字证书保障网银安全？
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