第4章电子商务交易安全.ppt

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1、第4章 电子商务交易安全,主要内容,4.1 电子商务安全概述 4.2 电子商务安全技术 4.3 电子商务安全协议,学习要求,了解电子商务安全的现状、威胁，掌握电子商务安全的要素、体系； 掌握数据加密技术的基本原理和相关知识，了解数字摘要、数字签名、数字证书等相关知识； 掌握防火墙技术的基本概念； 掌握电子商务安全协议（包括SSL和SET）的基本概念，了解其他知识,4.1 电子商务安全概述,4.1.1 电子商务安全现状 4.1.2 电子商务安全威胁 4.1.3 电子商务安全要素 4.1.4 电子商务安全体系,4.1.1 电子商务安全现状,1安全漏洞 2病毒危害 3黑客袭击 4网络仿冒,1安全漏洞

2、,安全漏洞是指在硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷，从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统。,2病毒危害,计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。计算机病毒具有危害性、寄生性、传染性、潜伏性和隐蔽性等特性。,3黑客袭击,黑客是Hacker的音译，原意是指有造诣的电脑程序设计者。现在则专指那些利用自己掌握的电脑技术，偷阅、篡改或窃取他人机密数据资料，或利用网络进行犯罪的人,4网络仿冒,网络仿冒又称网络欺诈、仿冒邮件或者钓鱼攻击等，是不法分子使用欺诈邮件和虚假网页设计来诱骗收件人提供

3、信用卡帐号、用户名、密码或其他有价值的个人信息，随后利用骗得的帐号和密码窃取受骗者金钱。,4.1.2 电子商务安全威胁,1卖方面临的安全威胁 2买方面临的安全威胁 3黑客攻击电子商务系统的手段,1卖方面临的安全威胁,（1）系统中心安全性被破坏 （2）竞争者的威胁 （3）商业机密的安全 （4）假冒的威胁 （5）信用的威胁,2买方面临的安全威胁,（1）虚假订单 （2）付款后不能收到商品 （3）机密性丧失 （4）拒绝服务,3黑客攻击电子商务系统的手段,（1）中断（攻击系统的可用性）； （2）窃听（攻击系统的机密性）； （3）篡改（攻击系统的完整性）； （4）伪造（攻击系统的真实性）。,4.1.3 电

4、子商务安全要素,1可靠性 2真实性 3机密性 4匿名性 5完整性 6有效性 7不可抵赖性,4.1.4 电子商务安全体系,1通信安全 2交易安全 3电子商务安全体系的层次结构,电子商务安全体系的层次结构,4.2 电子商务安全技术,4.2.1 数据加密技术 4.2.2 数字摘要技术 4.2.3 数字签名技术 4.2.4 数字证书 4.2.5 数字信封技术 4.2.6 数字时间戳技术 4.2.7 防火墙技术,4.2.1 数据加密技术,1加密的概念与基本方法 2现代加密技术,1加密的概念与基本方法,（1）加密的概念 加密（Encryption）就是用基于数学算法的程序和加密的密钥对信息进行编码，生成别

5、人难以理解的符号，以便只有接收者和发送者才能复原信息。,原始的、被伪装的消息称作明文p（plaintext），也称信源m（message）；通过一个密钥k（key）和加密算法可将明文p变换成一种伪装的形式，称为密文c（cipher text）；这种变换过程称为加密E（Encryption）。由密文c恢复出原明文p的过程称为解密D（Decryption）。密钥k的所有可能的取值范围叫做密钥空间。对明文进行加密所采用的一组规则，即加密程序的逻辑称作加密算法。消息传送后的预定对象称作接收者，他对密文进行解密时所采用的一组规则称作解密算法。加密和解密算法的操作通常都是在一组密钥（key）的控制下进行的

6、，分别称作加密密钥和解密密钥。,加密系统运作的示意图,（2）加密的方法 1）替代密码法 单字母加密方法 多字母加密方法,单字母加密方法,这种方法是用一个字母代替另一个字母，用一组字母代替另一组字母。用来进行字母转换的方法很多。比如移位映射法、倒映射法、步长映射法等。 恺撒密码就是运用移位映射法实现加密,多字母加密方法,多字母加密方法的密钥是一个简短且便于记忆的词或短语。比如维吉尼亚密码，它设有一个含有26个凯撒字母的方阵,2）转换密码法 转换密码法不是对字母进行映射转换，而是重新安排原文字的顺序。例如先把原文顺序排列，按密钥长度分行，再按列的顺序转为一行，就为密文。,2现代加密技术,（1）对称

7、密钥密码体制 （2）非对称密钥密码体制,（1）对称密钥密码体制,1）基本概念 对称密钥密码体制是加密和解密使用单一的相同密钥的加密制度。对称密码体制的加密和解密过程使用同一算法。通信时发送方和接受方必须相互交换密钥，当发送方需要发送信息给接受方时，发送方用自己的加密密钥对明文进行加密，而接受方在接收到密文后，用发送方的密钥进行解密得到明文。,对称密钥密码体制示意图,2）数据加密标准DES DES算法的基本情况 DES算法的原理 DES算法的安全性,DES算法的基本情况,美国国家标准局于1972年开始征集满足下列条件的密码方式：密码的规定明确而严谨；能通过破译密钥所需时间与计算量来表示它的安全性

8、；安全性只依赖于密钥的安全性，不依赖算法的安全性。 征集的结果，国家标准局采用了IBM公司提出的研制方案。这个方案于1975年研制成功，是一种传统密码体制的加密算法，采用多次换位与替代相组合的处理方法。这种算法被美国国家标难局于1977年1月5日正式确定为美国的统一数据加密标难DES。国家标准局公开了DES的加密算法，批准用于非机密单位和商业上的保密通信，同时，IBM公司发布了同意免费使用该算法的声明。随后，在安全性相对要求不是太高的应用场合，DES成了被广泛使用的加密标准。,DES算法的原理,加密过程中，输入64bit的明文，首先经过初始矩阵IP置换，然后在56bit的输入密钥控制下，进行1

9、6轮迭代加密处理过程，最后通过简单的换位和逆置换算法，得到64bit的输出密文；解密的过程与加密过程基本类似，同样需要进行16轮迭代解密处理过程，具体的解密处理过程与加密处理过程顺序完全一样，只是控制每一轮迭代的密钥 与加密过程中的密钥K正好相反，即加密过程的第1轮控制密钥是解密过程的第16轮密钥；而解密处理过程的第1轮控制密钥是加密处理过程的第16轮密钥。每一轮迭代过程中使用的密钥K或者K是由56比特的原始密钥经过变换而得。,DES算法的安全性,DES在产生时的安全性是非常高的，随着计算能力的提高以及分布式计算的使用，56位的DES算法安全强度越来越低。 1997年3月，美国程序员Verse

10、利用因特网的分布式计算，使用穷举法成功找到DES密钥，就表明破解56位的DES密钥已经成为事实，显然，从计算上讲，56位密钥的DES不能再认为是安全的。,因此，人们自然而然想到通过增加DES算法密钥的长度来加强其安全性，三重DES加密算法应运而生。 3DES算法的密钥扩展到了112bit或者168bit。原则上，当前通过穷举方法破译3DES算法在计算上是不可行的。,（2）非对称密钥密码体制,1）非对称密钥密码体制的基本概念 2）RSA,1）非对称密钥密码体制的基本概念,非对称密钥密码体制与对称密钥密码体制的最大不同点就是：加密密钥和解密密钥不同。在非对称密钥密码体制中，需要将这两个不同的密钥区

11、分为公开密钥（Public Key，PK）和私有密钥（Secrete Key， SK）。,非对称密钥密码体制也称作公钥密码体制、双钥密码体制。顾名思义，公开密钥就是该密钥信息可以告诉他人，属于公开性质的；私有密钥是指属于某个用户或者实体独自享有的信息，对他人来说该信息是保密的。PK与SK是成对出现的，换句话说，存在一个PK就必然有配对的SK；反过来类似，存在一个SK就存在对应的PK。公钥密码体制用其中一个密钥进行加密，则另外一个密钥就用于解密，比如PK用作加密时，SK就用于解密。,公钥和私钥是不同的，公钥可以公开地从接收方传送到发送方。使用的时候，发送方用接收方的公钥将信息加密，然后密文通过网

12、络传送给接收方，接收方用自己的私钥将其解密，除了私钥拥有者以外，没有任何人能将其解密。,非对称密钥密码机制示意图,2）RSA,1976年Deffie和Hellman提出公钥密码学思想之后，1977年麻省理工学院的Ron Rivest、Adi Shamir和Len Adleman三位学者研制了RSA（Rivest-Shamir-Adleman）公钥密码方案。该方案于1978年首次发表，自此至今，RSA算法是被使用最多的公钥密码方案。它既可用于加密，又可用于数字签名，易懂且易于实现，是目前仍然安全并且逐步被广泛应用的一种体制。,RSA算法的基本原理,RSA算法的特点 第一，公开密钥的发布可在各种公

13、开场合，它没有特殊的发布要求； 第二，在多人之间进行保密信息传输所需的密钥组合数量很小。在N个人彼此之间传输保密信息，只需N对密钥，远远低于单钥加密系统需要的数量； 第三，双钥密码体制可用于数字签名 RSA的一个缺点是性能比较低,4.2.2 数字摘要技术,1数据的完整性 2数字摘要原理 3报文摘要算法MD5 4安全散列算法SHA-1 5数字摘要技术在电子商务中的应用,1数据的完整性,（1）什么是数据的完整性 是指数据处于“一种未受损的状态”和“保持完整或未被分割的品质或状态” （2）数据完整性被破坏会带来严重的后果 （3）保证数据完整性的方法,2数字摘要原理,数字摘要，也称报文摘要（Messa

14、ge Digest），是指根据报文推导出来的能反应报文特征、且具有固定长度的特定信息。,3报文摘要算法MD5,MD5算法输入可以是任意长度的报文，输出是固定长度的128bit报文，该输出报文就是MD5报文摘要。 填充输入报文分为长度为512bit的若干分组，每次处理一个分组时，又将512bit信息划分为16个32bit子分组，算法通过设计的4个扰乱函数，经过一系列处理，最终输出4个32bit数据块，将这四部分数据连接在一起形成128bit的结果，该结果放置在4个寄存器中，作为下一个分组进行计算的输入参数。,也就是说，各分组处理时输入参数是：512bit分组报文以及4个寄存器中存放的值。如此依次

15、进行各分组的处理。当最后一个分组处理完成后，寄存器中存放的结果就是算法的计算结果，即所得的MD5报文摘要。,4安全散列算法SHA-1,由美国国家标准和技术协会提出的安全散列算法SHA-1，基于MD4算法模型设计。SHA-1算法对输入报文长度有限制，不能超过 比特长度，输出的报文摘要是160比特。 SHA-1算法每一分组输出结果是160比特，因此需要5个寄存器，寄存器的作用与MD5一样，即处理前，存放初始化参数；处理时，存放报文摘要的中间结果；处理后存放最终报文摘要值。,5数字摘要技术在电子商务中的应用,（1）报文完整性的验证 （2）双向身份认证 （3）辅助计算报文的数字签名,4.2.3 数字签

16、名技术,1数字签名概述 2数字签名原理,1数字签名概述,电子签名起到与手工签名同等作用，目的是保证交易的安全性、真实性与不可抵赖性，电子签名需要以电子技术的手段来保证。 实现电子签名的技术手段有很多种，当前，在实际中普遍使用的是数字签名技术，数字签名是目前电子商务中技术最成熟，应用最广泛的一种电子签名方法。,2数字签名原理,数字签名是指附加在数据单元上的一些数据，或是对数据单元所做的密码变换，这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性，并保护数据，防止被人（如接收者）伪造。通俗点讲，数字签名是指信息的发送者通过某种签名方法产生的别人无法伪造的一段“特殊报文”，该“

17、特殊报文”就是签名，表明信息是由声称的发送方所发送的，且具有惟一性，他人不可仿造。,（1）数字签名功能,1）接收方能够确认报文的来源真实，即能够验证报文的确是由声称的发送方所发送的。 2）发送方对自己发送的报文不能否认。 3）验证报文在传输过程中是否保持完整性。,（2）数字签名系统构成,数字签名系统包括签名算法、验证算法、签名方、验证方和签名关键值。 签名算法对应加密算法、验证算法对应解密算法、签名方与验证方分别对应报文的发送方与接收方，签名关键值是指能够标志签名具有惟一性的关键因素，对应密码系统中的密钥。,（3）公钥密码体制实现数字签名的原理,公钥密码体制中存在两个密钥：公钥和私钥，其中私钥

18、是只为某个特定实体所拥有的，他人不可知，基于公钥密码体制的数字签名技术利用私钥的惟一特性。发送信息的签名方首先利用私钥对报文或者报文摘要进行加密，加密后得到的密文作为签名，连同相应的报文一起发送给接收方。接收方利用发送方的公钥对签名解密，并将得到结果与发送的报文或者报文摘要做比较，以确认签名的真实性。,数字签名原理,4.2.4 数字证书,1数字证书 2公钥基础设施、证书政策和证书机构,1数字证书,（1）数字证书概念 （2）数字证书的类型 （3）数字证书的内容 （4）数字证书的有效性 （5）数字证书的使用 （6）数字证书的发行,（1）数字证书概念,数字证书是标志网络用户身份信息的一系列数据，用来

19、在网络通信中识别通信对象的身份。即要在Internet上解决“我是谁”的问题，就如同现实中每一个人都要拥有一张证明个人身份的身份证一样，以表明自己的身份。,（2）数字证书的类型,1）个人证书（客户证书） 2）服务器证书（站点证书） 3）CA证书,（3）数字证书的内容,1）证书数据的组成 2）发行证书的CA签名与签名算法,（4）数字证书的有效性,1）证书没有过期。 2）密钥没有被修改。 3）CA负责回收证书，并发行无效证书清单。,（5）数字证书的使用,证书帮助证实个人身份。当把证书传送给某人，并将消息用自己的密钥加密，接收者就能用证书里的公钥来证实发送者的身份。,（6）数字证书的发行,证书由发证

20、机构CA（Certification Authority）发行。这些机构负责在发行证书前证实个人身份和密钥所有权，负责数字证书的发行，如果由于它签发的证书造成不恰当的信任关系，该组织需要负责任。,2公钥基础设施、证书政策和证书机构,（1）公钥基础设施 （2）证书的政策 （3）我国电子商务认证中心,（1）公钥基础设施,对于网络上的数字证书需要有一套完整的管理机构，这就是公钥基础设施（Public Key Infrastructure，PKI） 1）PKI的组成 2）PKI的主要功能,1）PKI的组成,一般来说，PKI系统必须具有权威认证中心CA、注册机构RA、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书

21、撤销系统等基本构成部分。,PKI各实体关系图,2）PKI的主要功能,PKI最主要的作用就是颁发证书、撤销证书、创建和发布CRL、存储和检索证书及CRL以及密钥生存周期的管理。,（2）证书的政策,证书政策由一组规定组成，用以指明证书用于特定社团或具有相同安全要求的应用类型。,（3）我国电子商务认证中心,1）中国金融认证中心（CFCA）（）。 2）北京数字证书认证中心（） 3）上海电子商务CA认证中心（） 5）北京国富安电子商务安全认证有限公司（） 6）天威诚信数字认证中心（）,4.2.5 数字信封技术,传统的对称加密方法的算法运算效率高，但是密钥不适合通过公共网络传递；而公开密钥加密算法的密钥传

22、递简单，但是公开密钥加密算法的运算效率低，并要求被加密的信息块长度要小于密钥的长度。数字信封技术将传统的对称加密方法与公钥密码系统结合起来。,信息接收方首先共享自己的非对称加密机制的公开密钥（PK）给信息发送方； 信息发送方用这个公开密钥（PK）加密对称加密机制的密钥（K），然后把关于密钥的密文传给接收方；,接收方收到密文后用自己的私有密钥（SK）解密，非对称加密/解密过程结束。接收方这次解密的结果是双方共享的对称加密机制的密钥（K）； 发送方把真正要传输的消息的明文用对称加密机制的密钥（K）加密，并把密文传给接收方； 接收方使用刚才得到的密钥（K）解密，得到的是消息的明文。,数字信封技术原理

23、,4.2.6 数字时间戳技术,数字时间戳产生的过程为：用户首先将需要加数字时间戳的文件用Hash编码加密形成消息摘要，然后将该摘要发送到DTS机构，该机构对收到的文件摘要加入日期和时间信息后，再对该文件加密 （数字签名），然后送回用户。,4.2.7 防火墙技术,1防火墙的基本概念 2防火墙的类型 3几种典型的防火墙的实现方式,1防火墙的基本概念,防火墙是位于两个（或多个）网络间，实施网络之间访问控制的一组组件集合。,图4-14 防火墙基本结构示意图,2防火墙的类型,（1）包过滤型 包过滤型防火墙（Packet Filtering）工作在OSI网络参考模型的网络层和传输层，它根据数据包的源地址、

24、目的地址、端口号和协议类型等标志确定是否允许该数据包通过。只有满足过滤条件的数据包才被转发到相应的目的地，其余数据包则被从数据流中丢弃。,（2）应用级网关型 应用级网关（Application Level Gateways）型防火墙工作在OSI七层参考模型的应用层，也有人把它称为“代理服务器”防火墙技术。应用级网关技术可对网络上任一层的数据包进行检查并经过身份认证，符合安全策略规则的通过，否则将被丢弃。,3几种典型的防火墙的实现方式,（1）包过滤技术 （2）双宿主机模式 （3）屏蔽主机模式 （4）非军事区结构模式,（1）包过滤技术,包过滤技术防火墙方案拓扑结构,（2）双宿主机模式,双宿主机网络

25、拓扑结构,（3）屏蔽主机模式,屏蔽主机防火墙模式网络拓扑结构,（4）非军事区结构模式,DMZ网络结构,4.3 电子商务安全协议,4.3.1 SSL协议 4.3.2 SET协议 4.3.3 其他协议,4.3.1 SSL协议,1SSL概述 SSL协议（Secure Sockets Layer）安全套接层协议是网景公司于1994年10月为其产品Netscape Navigator而设计的数据传输安全标准。主要是在因特网环境下为交易双方在交易的过程中提供最基本的点对点通信安全协议，以避免交易信息在通信的过程中被拦截、窃取、伪造及破坏。,SSL协议的出现，基本解决了Web通信协议的安全问题，很快引起了大

26、家的关注。1996年，Netscape公司发布了SSL3.0，它比SSL2.0更加成熟稳定。,2SSL的结构,SSL的工作位置,SSL协议包含两个层次：处于较低层的为SSL记录层协议，位于某一可靠的传输协议（例如TCP协议）之上；SSL记录层协议用来对其上层的协议进行封装。较高层的协议主要包括SSL握手协议（SSL Handshake Protocol）、修改加密约定协议（Change Cipher Spec Protocol）、报警协议（Alert Protocol）。,SSL协议的体系结构,4.3.2 SET协议,1SET支付系统的组成 2SET的安全措施 3SET与SSL协议的比较 4S

27、ET和SSL协议在我国网上银行的应用,SET（Secure E1ectronic Transaction，安全电子交易协议）是美国VISA和MasterCard两大信用卡组织等联合于1997午5月31日推出的用于电子商务的行业规范，其实质是一种应用在因特网上以信用卡为基础的电子付款系统规范，目的是为了保证网络交易的安全。 SET妥善地解决了信用卡在电子商务交易中的交易协议、信息保密、资料完整以及身份认证等问题。,1SET支付系统的组成,SET支付系统主要由持卡人（Card Holder）、商家（Merchant）、发卡行（Issuing Bank）、收单行（Acquiring Bank）、支付

28、网关（Payment Gateway）、认证中心（Certificate Authority）等六个部分组成。,SET安全协议的工作原理,2SET的安全措施,（1）通过加密保证信息的机密性。 （2）应用数字签名技术进行鉴别 （3）使用X.509v3数字证书来提供信任,3SET与SSL协议的比较,SSL协议的优点是实现简单，独立于应用层协议，大部分内置于浏览器和Web服务器中，在电子交易中应用便利。但它的缺点是一个面向链接的协议，只能提供交易中客户与服务器间的双方认证，不能实现多方的电子交易。而SET协议的最大优点是在保留对客户信用卡认证的前提下增加了对商家身份的认证，安全性进一步提高。但其缺点是实现起来比较复杂，交易过程也比较耗费时间。,SET和SSL协议在我国网上银行的应用,中国银行 招商银行,4.3.3 其他协议,1安全超文本传输协议 2SMIME协议 3IPSec技术 4安全交易技术协议,