2025年Distributed Systems笔记-Cryptographic Protocols

Distributed Systems笔记-Cryptographic ProtocolsCMU 95702 Distributed Systems 笔记 简单介绍几种加密 签名方式 AES 和 RSA 笔记 的续章 Scenario 1 Like WWII 和 TEA 双方共享一把密钥 A 用密钥对信息加密 E K A B M i E KAB Mi 发送给 B B 用 D K A

大家好,我是讯享网,很高兴认识大家。

AES 和 RSA 笔记 的续章。

Scenario 1 (Like WWII 和 TEA)

  1. 双方共享一把密钥。
  2. A 用密钥对信息加密。 E(KAB,Mi) E(KAB,Mi),发送给 B
  3. B 用  D(KAB,MiKAB) D(KAB,MiKAB) 解密读取信息。

问题是:
双方如何同步密钥?
怎么确定 B 收到的  MiKAB MiKAB 不是 replay of an old message?

Scenario 2 (Like Kerberos)

  1. A 向第三方 S 索要一张和 B 通话的 ticket。
  2. S 知道 A 的 password 所以他可以计算  KA KA
  3. S 发送给 A  { { Ticket}KB,KAB},KA { {Ticket}KB,KAB},KA
  4. A 知道自己的 password 所以可以计算  KA KA,注意 A 的 password 不会在网络中传输。
  5. A 可以计算出  KAB KAB 和  { Ticket}KB {Ticket}KB
  6. A 向 B 发送一个读的请求,发送的信息是  { Ticket}KB {Ticket}KB,Alice,Read
  7. B 用  KB KB 来读取 Ticket 的内容,Ticket 的内容是  KAB KAB,Alice
  8. A、B 可以用 session key 来交流了。


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可以防止 replay,但 问题是:

  • 难以 scale,S 必须知道  KA KA KB KB,…
  • S 是唯一可能导致失败的因素。

Kerberos 这一名词来源于希腊神话“三个头的狗——地狱之门守护者”系统设计上采用客户端/服务器结构与DES加密技术,并且能够进行相互认证,即客户端和服务器端均可对对方进行身份认证。可以用于防止窃听、防止 repla y攻击、保护数据完整性等场合,是一种应用对称密钥体制进行密钥管理的系统。

Needham-Schroeder protocol

这层协议是 Kerberos 的基础,在这之后,Alice and Bob share a secret (KAB)

Scenario 3 (Authentication)

  1. A 发送 Message+用密钥加密的 Message 的 digest。{Digest(M)} KApriv KApriv
  2. B 收到签名的文件,取出 Message,计算 Message 的 digest。
  3. B 用 A 的公钥  KApub KApub 解密 {Digest(M)} KApriv KApriv 然后和自己算的 digest 比较,如果匹配,签名验证。

问题:
如果 A 说他没有签名?说自己的私钥泄漏了?只要 A、B 互相信任,还是有用的。

Scenario 4 (Like SSL)

  1. A 和 B 想要建立一个共享的密钥
  2. A 拿到 B 的公钥,这个公钥被可信任的第三方 T 签名认证了,所以这个公钥确实是 B 的。
  3. A 确认第三方 T 对  KBpub KBpub 签名了。怎么确认?A 和 T 都有 B 的 public key,T 把  KBpub KBpub 加密后给 A,A 对其进行解密然后比对自己手上的 B 的 public key 看是不是一致。
  4. A 生成了  KAB KAB 并用  KBpub KBpub 加密。
  5. B 有很多公钥所以 A 发送公钥的名字。
  6. A 发送了 key name  { KAB}KBpub {KAB}KBpub
  7. B 用这个 key name 选择了对应的私钥并计算  { { KAB}KBpub}KBpriv==KAB { {KAB}KBpub}KBpriv==KAB

最后 A 和 B 共享了对称的钥匙  KAB KAB

问题:
在 A 第一次得到 B 的公钥时(A 认为这是 B 的公钥,然而这并不是,这是 C 也经过第三方 T 签名认证的公钥。

TLS 和这个相似

Message Authentication Codes(MACs)

用于数字签名,双方都算了一遍 MAC

JAVA 里的 keystore 和 truststore

keystore: 存了公钥、私钥、证书
truststore:存了公钥,只能存 server 发过来的东西

小讯
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