公钥密码学：网络安全基础与密钥分发

本章节深入探讨了计算机网络中的网络安全，以公钥密码学为核心议题，介绍了对称密钥密码和非对称密钥（公钥）密码学的区别。对称密钥密码法要求发送方和接收方共享一个秘密密钥，这在初次建立通信时可能存在困难，尤其是在双方未曾面对面的情况下。为解决这个问题，传统的解决方案通常依赖于物理信道的安全性或第三方信任机构来分发密钥。 公钥密码学，如Diffie-Hellman密钥交换协议和RSA算法，提供了全新的加密方式。在这种方法中，发送方和接收方并不需要预先共享密钥，而是各自拥有一个公开的公钥和一个保密的私钥。发送方使用接收方的公钥进行加密，只有接收方持有对应的私钥才能解密，从而确保信息的安全传输。这种方式避免了密钥管理的问题，但也带来了新的挑战，比如公钥管理和验证证书的有效性。 本章详细阐述了网络安全的基本原则，包括： 1. 密码学原理：除了确保数据的机密性（只有发送方和期望的接收方能阅读），还涵盖了鉴别（确认发送者身份）、报文完整性（防止数据在传输过程中被篡改）等概念。 2. 密钥分发与证书：为了实现安全的密钥交换，使用数字证书来验证通信双方的身份，确保通信双方是合法参与者。 3. 访问控制与防火墙：防火墙作为网络安全的重要组成部分，用于控制进出网络的流量，保护内部系统不受未经授权的访问。 4. 实践中的安全措施：讲解了多层次的安全保障，如在网络层、运输层、应用层等多个级别采取相应的安全策略。 5. 攻击与防范：分析了各种可能的网络攻击手段，如窃听、中间人攻击、假冒、劫持和拒绝服务攻击，并讨论了相应的防御措施。 通过以上内容，学习者可以理解网络安全的基本框架和核心技术，以便在设计和维护现代计算机网络时，有效地保护数据和通信的隐私、完整性和可用性。实际应用中，这些理论知识对于保护在线交易、金融服务、域名解析等关键服务的安全至关重要。