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數(shù)據(jù)加密基本概念及常見技術(shù)( 七 )

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1.識(shí)別者A能向驗(yàn)證者B證明他的確是A 。
2.在識(shí)別者A向驗(yàn)證者B證明他的身份后，驗(yàn)證者B沒有獲得任何有用的信息，B不能模仿A向第三方證明他是A 。
目前已經(jīng)設(shè)計(jì)出了許多滿足這兩個(gè)條件的識(shí)別協(xié)議 。比如Schnorr身份識(shí)別協(xié)議、Okanmto身份識(shí)別協(xié)議、Guillou-Quisquater身份識(shí)別協(xié)議和基于身份的識(shí)別協(xié)議等.這些識(shí)別協(xié)議均為詢問-應(yīng)答式協(xié)議 。詢問-應(yīng)答式協(xié)議的基本觀點(diǎn)是：驗(yàn)證者提出問題(通常是隨機(jī)選擇一些隨機(jī)數(shù)，稱作口令)，由識(shí)別者回答，然后驗(yàn)證者驗(yàn)證其真實(shí)性 。另一類比較重要的識(shí)別協(xié)議是零知識(shí)身份識(shí)別協(xié)議 。零知識(shí)的基本思想是：稱為證明者的一方試圖使被稱為驗(yàn)證者的另一方相信某個(gè)論斷是正確的，卻又不向驗(yàn)證者提供任何有用的信息 。Feige、Fiat和Shamir基于零知識(shí)的思想設(shè)計(jì)了第一個(gè)零知識(shí)身份識(shí)別協(xié)議，稱為Feige-Fiat-Shamir零知識(shí)身份識(shí)別協(xié)議 。
3. 雜湊技術(shù)和消息的完整性
雜湊函數(shù)(也稱雜湊算法)就是把任意長(zhǎng)的輸入串變化成固定長(zhǎng)的輸出串的一種函數(shù) 。因?yàn)殡s湊函數(shù)是多對(duì)一的函數(shù)，所以一定將某些不同的輸入變化成相同的輸入 。這就要求給定一個(gè)雜湊值，求其逆是比較難的，但給定的輸入計(jì)算雜湊值必須是很容易的 。
一個(gè)安全的雜湊函數(shù)應(yīng)該至少滿足以下幾個(gè)條件：
1. 輸入長(zhǎng)度是任意的.
2. 輸出長(zhǎng)度是固定的，根據(jù)目前的計(jì)算技術(shù)應(yīng)至少取128比特長(zhǎng)，以便抵抗生日攻擊 。
3. 對(duì)每一個(gè)給定的輸入，計(jì)算輸出其雜湊值是很容易的 。
4. 給定雜湊函數(shù)的描述，找到兩個(gè)不同的輸入消息雜湊到同一個(gè)值在計(jì)算上是不可行的，或給定雜湊函數(shù)的描述和一個(gè)隨機(jī)選擇的消息，找到另一個(gè)與該消息不同的消息使得它們雜湊到同一個(gè)值在計(jì)算上也是不可行的 。
攻擊雜湊函數(shù)的典型方法是生日攻擊，生日攻擊的基本觀點(diǎn)來自于生日問題：在一個(gè)教室里最少有多少學(xué)生時(shí)，可使得在這個(gè)教室里至少有兩個(gè)學(xué)生的生日在同一天的概率不小于50%?這個(gè)問題的答案是23 。
目前已研制出適合于各種用途的雜湊算法，這些算法都是偽隨機(jī)函數(shù)，任何雜湊值都是等可能的 。輸出并不以可辨別的方式依賴于輸入 。任何輸入串中單個(gè)比特的變化，將會(huì)導(dǎo)致輸出比特串中大約一般的比特發(fā)生變化 。利用某些數(shù)學(xué)難題比如因子分解問題和離散對(duì)數(shù)問題等設(shè)計(jì)的雜湊函數(shù)有Davies-Price平方雜湊算法、CCITT建議、Juene man雜湊算法、Damgard平方雜湊算法、Damgard背包雜湊算法、Schnorr的FFT雜湊算法等 。這些算法中有的已不安全，而有的仍然是安全的 。利用某些私鑰密碼體制比如DES等設(shè)計(jì)的雜湊函數(shù)有Rabin雜湊算法、Winternitz雜湊算法、Quisquater-Girault雜湊算法、Merkle雜湊算法、N-Hash算法等，這種雜湊函數(shù)的安全性與所使用的基礎(chǔ)密碼算法有關(guān) 。不基于任何假設(shè)和密碼體制直接設(shè)計(jì)雜湊函數(shù)是當(dāng)今比較流行的一種設(shè)計(jì)方法 。美國的安全雜湊算法(SHA)就是這類算法，另外還有MD4、MD5、MD2、RIPE-MD、HAVAL等算法 。
美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局和美國國家安全局共同設(shè)計(jì)了一個(gè)與美國數(shù)字簽名算法(DSA)一起使用的安全雜湊算法(SHA)，標(biāo)準(zhǔn)是安全雜湊標(biāo)準(zhǔn)(SHS)，SHA是用于該標(biāo)準(zhǔn)的算法 。SHA的設(shè)計(jì)原則與MD4算法的設(shè)計(jì)原則極其相似，它很象是MD4算法的一種變形，但SHA的設(shè)計(jì)者沒有公開SHA的詳細(xì)設(shè)計(jì)決策 。SHA輸入的長(zhǎng)度限制在2比特之內(nèi)，輸出長(zhǎng)度為160比特 。
【數(shù)據(jù)加密基本概念及常見技術(shù)】消息認(rèn)證是指使意定的接收者能夠檢驗(yàn)收到的消息是否真實(shí)的方法 。檢驗(yàn)的內(nèi)容包括：證實(shí)消息的源和宿、消息的內(nèi)容是否被竄改過(即消息的完整性)、消息的序號(hào)和時(shí)間性 。可見，消息認(rèn)證可使接收者識(shí)別消息的源和內(nèi)容的真?zhèn)?、時(shí)間性和意定的信宿 。

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