消息认证与散列函数：确保网络安全

"该资源是USTC的密码学课件，主要探讨了如何解决解密后消息的可读性问题以及消息认证和散列函数在密码学中的应用。课件中提到了确保明文结构的识别性，比如通过在每个消息前附加帧校验序列(FCS)以及FCS和加密顺序的影响。内容涵盖了现代密码学理论与实践，包括消息认证的机制、对称密码认证、消息认证码(MAC)和安全散列函数的作用，以及消息认证在防止多种网络攻击中的重要性。" 在密码学中，确保解密所得消息的可读性是至关重要的。这通常涉及到在加密前对原始消息进行预处理，例如添加帧校验序列(FCS)。FCS是一个用于检测数据传输错误的短数据块，它可以确保数据在传输过程中的完整性和准确性。FCS的计算和加密顺序的正确安排可以增强系统的安全性，防止潜在的中间人攻击或其他篡改尝试。 消息认证是验证信息完整性和发送者身份的过程。它防止了数据在传输过程中被修改、插入、删除或重放，同时确认发送者的身份是真实的。对称密码系统可以在共享密钥的用户之间提供认证，而发送方使用其私钥加密消息也可以实现一定程度的身份验证。 消息认证码(MAC)是用于消息认证的常见技术之一，它结合了秘密密钥和可变长度的消息，生成一个认证码。只有拥有相同秘密密钥的接收方才能生成对应的MAC，从而验证消息的完整性和来源。安全散列函数，或称为哈希函数，将任意长度的消息转化为固定长度的摘要，常用于验证消息的完整性，但不直接提供身份验证。在MAC中，散列函数需要与秘密密钥相结合，以提供更高级别的认证服务。 课件中提到了几种消息认证方法，包括消息加密、MAC和哈希函数。每种方法都有其特定的应用场景和安全特性。例如，消息加密可以保护消息内容，而MAC和哈希函数则侧重于验证消息的完整性和来源。 在网络通信环境中，消息认证需要抵御多种类型的攻击，如信息泄露、传输分析、伪装、内容篡改、顺序篡改、计时篡改，以及发送方和接收方的抵赖等。消息认证能够有效地对抗这些攻击，确保通信的安全性和可靠性。通过使用MAC和安全散列函数，可以提高消息认证的效率和安全性，防止不诚实的参与者对通信造成干扰或破坏。