目录
一、信息安全目标
信息安全主要围绕五大核心目标构建防护体系：
保密性 (Confidentiality)
确保信息不被非授权者访问或泄露
相关技术：加密算法(AES、RSA)、安全协议(IPsec、TLS)
完整性 (Integrity)
确保信息不被未授权篡改
相关技术：哈希算法(MD5、SHA-256)、消息认证码(MAC)、数字签名
可用性 (Availability)
确保授权用户可及时访问系统资源
相关技术：负载均衡、冗余备份、DH密钥交换
真实性 (Authenticity)
验证用户/系统身份的真实性
相关技术：数字证书/PKI、Kerberos、TLS
可审计性 (Accountability)
追踪实体的操作行为
相关技术：日志记录系统、Kerberos审计日志
二、核心加密技术
1. 对称加密(AES)
特点：加解密使用相同密钥，速度快
密钥长度：128/192/256位
应用：大数据量加密(硬盘加密、网络通信)
工作模式：
ECB：简单但安全性低
CBC：隐藏统计特征，支持完整性认证
CFB：适合流数据加密
OFB：适合冗余数据加密
CTR：可并行处理，随机访问
2. 非对称加密(RSA)
特点：公钥加密，私钥解密
基于难题：大整数分解
应用：密钥交换、数字签名
优势：解决密钥分发问题
3. 哈希算法
特性：单向性、抗碰撞性
应用：完整性校验(MD5、SHA-256)、密码存储
消息认证：HMAC(密钥+哈希)
4. 数字签名
流程：私钥签名，公钥验证
作用：身份认证+不可否认性
与加密区别：使用发送方密钥对
三、关键安全协议
1. TLS/SSL
分层结构：
记录层：数据加密/完整性保护
握手层：密钥协商、身份认证
握手过程：
协商算法参数
交换证书验证身份
密钥交换(DH/RSA)
切换加密通信
2. IPsec
两种模式：
传输模式：保护上层协议数据
隧道模式：保护整个IP包
组件：
AH：认证头(完整性)
ESP：封装安全载荷(加密+认证)
3. Kerberos
三部分架构：客户端、服务器、KDC
认证流程：
AS_REQ/REP：获取TGT
TGS_REQ/REP：获取服务票据
AP_REQ/REP：访问服务
特点：单点登录、基于对称加密
4. S/MIME
安全服务：
数字签名(认证)
邮件加密(保密性)
哈希校验(完整性)
依赖PKI：需要数字证书支持
四、公钥基础设施(PKI)
1. 核心组件
CA(证书颁发机构)
数字证书(X.509格式)
证书撤销机制(CRL/OCSP)
2. 证书生命周期
申请(生成CSR)
验证(DV/OV/EV)
签发(CA签名)
部署(服务器配置)
撤销(CRL发布)
3. 应用场景
HTTPS网站加密
电子邮件安全(S/MIME)
代码签名
VPN认证
五、安全攻击与防御
1. 被动攻击
类型：窃听、流量分析
防御：加密(AES/IPsec)、流量填充
2. 主动攻击
类型：重放、篡改、DoS
防御：
MAC/数字签名(防篡改)
时间戳/Nonce(防重放)
负载均衡(抗DoS)
六、安全模型设计
混合加密典型流程：
发送方：
生成随机对称密钥
AES加密明文
RSA加密对称密钥(用接收方公钥)
数字签名(用发送方私钥)
接收方：
RSA解密获取对称密钥(用私钥)
AES解密密文
验证签名(用发送方公钥)
设计要点：
对称加密处理大数据量
非对称加密解决密钥分发
数字签名提供认证和不可否认性
哈希校验确保完整性
七、关键区别总结
| 对比项 | 对称加密 | 非对称加密 | 数字签名 |
|---|---|---|---|
| 密钥使用 | 相同密钥 | 公钥加密私钥解密 | 私钥签名公钥验证 |
| 速度 | 快 | 慢 | 慢 |
| 主要用途 | 数据加密 | 密钥交换 | 身份认证 |
| 典型算法 | AES | RSA | RSA/DSA |