现代密码学:密钥分配与管理详解

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"本章内容主要探讨了密钥分配与密钥管理在现代密码学中的重要性,涉及单钥加密体制、公钥加密体制、密钥托管、随机数生成以及秘密分割等多个方面。课程由董庆宽教授主讲,旨在为本科生提供密码学与信息安全的专业知识。章节详细阐述了不同类型的密钥分配方法,强调了密钥安全管理和更新对于保障通信安全的关键作用。" 在密码学中,密钥分配与管理是确保信息安全的核心环节。单钥加密体制,又称为对称加密,要求通信双方共享同一密钥。5.1节中介绍了四种基本的密钥分配方法: 1. **人工发送**:密钥由一方选取并通过物理手段传递给另一方,或由第三方选取并传递给双方。这种方法在用户数量较少时可行,但随着用户数量增加,其成本和风险也随之增大。 2. **密钥更新**:如果用户之间已有共享密钥,可以选取新密钥并用旧密钥加密后传递。然而,这种方法可能导致攻击者获取旧密钥后轻易获取所有新密钥。 3. **密钥分配中心(KDC)**:第4种方法更为常见,采用第三方(KDC)作为中介,通过与每个用户预先建立主密钥,KDC可以高效地分配会话密钥,用于一次性的保密通信。这种方法降低了密钥管理的复杂性和安全性风险。 5.2节涉及到公钥加密体制的密钥管理,公钥体制如RSA,使用一对公钥和私钥,公钥可以公开,而私钥必须保密。公钥用于加密,私钥用于解密,解决了密钥分发的安全问题。 5.3节**密钥托管**是指将密钥存储在可信的第三方,以便在需要时安全地访问或检索。这种做法在企业环境中常见,有助于集中管理大量密钥,同时保证安全性。 5.4节**随机数的产生**是密钥生成的基础,因为随机性和不可预测性是密钥安全性的关键因素。高质量的随机数生成器是密码系统安全的基石。 5.5节**秘密分割**是一种分布式密钥管理策略,将秘密信息分割成多个部分,分散存储在多个位置,只有集合一定数量的部分才能恢复原始秘密,提高了密钥的安全性。 本章深入探讨了不同场景下的密钥分配与管理策略,强调了在不断变化的安全威胁环境下,如何有效地保护通信的安全性,为现代密码学提供了理论基础和实践指导。