加密和解密密钥相同的系统称为对称加密系统 或者共享密钥系统
而非对称加密系统中，加密和解密使用的密钥 是不同的，但两个密钥一起构成了唯一的一对
非对称加密系统中，一个密钥是保密的，称为 私钥，另一个是公开的称为公钥。又称公钥系 统
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主要内容
概述 安全通道 访问控制 安全管理
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安全通道
通信的保护问题可以认为是在通信各方之 间建立一个安全通道的问题。安全通道保护发 送方和接收方免受对消息的窃听、修改和伪造 的攻击
实现安全通信的两个主要方面
通信双方需要验证身份 确保消息的完整性和机密性
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身份认证
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访问控制表与权力表
可以把ACM演化成一维表的形式。毫无 疑问，这种演化应该有两种不同的方案。

访问控主体制Z 表(ACL: 请求访问客体 K
A(Zc，cK)ess CAoCLntroKl List) 如果ACL[K]中有Z，
在这种方案中，(a) 基每于A一CL个客体则授都权 必须维护一张
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使用密钥发布中心的身份验证 (2)
使用票据（ticket）让 Alice 建立与 Bob 的 通道
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使用公钥加密的身份验证
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消息的完整性和机密性
完整性：保护消息免受修改
数字签名 会话密钥
机密性：确保窃听者不能截获和读取消息
Globus安全体系结构
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安全性设计
控制的焦点
数据的保护 操作的控制 用户层面的控制
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安全性设计
安全机制的分层
一般把通用服务与通信服务分离开来，通用 服务构建在高层协议上，通信服务则构建在底层 协议上
对应地，我们把信任和安全区分开来 安全机制放在哪一层，取决于客户对特定层中
会话密钥
在身份验证完成后，通信双方一般使用唯一的 共享会话密钥以实现机密性，通信完毕后丢弃
也可以使用身份验证密钥 但使用会话密钥具有以下优点：
避免经常使用一个密钥 确保通信双方免受重发攻击 会话密钥的成本低：廉价且临时性强
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主要内容
概述 安全通道 访问控制 安全管理
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保护域
保护域是一组（对象，访问权限）对，只要一 个主体对一个对象执行一个操作，访问监控程 序会找到相关联的保护域，检查是否允许执行 该请求
构造用户组：管理简单，支持很大的组；查找分布 式组成员数据代价高
使用访问监控程序：每个主体携带一个证书（通过 数字签名保护），列出所属的组。访问对象时，由 访问监控程序检查证书
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访问控制
建立安全通道后，客户就可以向服务器 发送执行的请求，该请求可能会涉及到访 问控制
访问控制矩阵 保护域 防火墙 保护移动代码
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访问控制矩阵
主体\客体 用户 1 用户 2 用户 3
文件 1 拥有 --
复制/读
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安全策略与机制
建立一个安全可靠的系统前提
首先需要一个安全策略 然后在安全策略基础上考虑其安全机制
安全策略是指系统安全需求的描述。 安全策略实施的机制称为安全机制
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安全策略与机制
几种重要的安全机制：
加密 身份验证 授权 审计
身份认证和消息完整性相互之间不能脱离 要确保进行身份认证后交换数据的完整性，常
见的方法是依靠会话密钥使用密钥加密 会话密钥
会话密钥是一个共享密钥，常用于为完整 性和可能的机密性而对消息进行加密
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基于共享密钥的身份验证（1）
质询-响应协议：一方向另一方质询一个响 应，只有对方知道共享密钥时才能给予正 确的响应
只读状态 只追加状态 有选择地揭示状态：数据只允许特定的服务器访问
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保护移动代码
保护目标：保护主机防止恶意代理程序的 破坏
沙箱 运动场 通过身份验证
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沙箱
沙箱是一种技术，通过该技术下载的程序的每 条指令都能够被完全控制
的地址制定是否传送该包的决定
应用层网关：检查入站或出站的消息内容
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保护移动代码
保护代理：防止恶意主机盗窃或修改代理程序 所带的信息
攻击方式：
盗窃或修改代理程序所带的信息 恶意破坏代理程序 篡改代理程序以便在其返回时进行攻击或盗窃信息
至少可以检测出代理程序被修改
使用角色实现保护域：角色与一定的职能相联系
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防火墙
实际上，所发生的对分布式系统任何部分 的外部访问都通过一种称为防火墙的特殊类型 的访问监控程序来控制。
防火墙实现了将分布式系统的任意部分与外界 的分离
两种不同类型的防火墙
数据包过滤网关：基于数据包报头包含的原地址和目
行
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安全威胁
我们必须首先搞清有哪些外来的威胁然后 才能根据不同的威胁类别选择相应的对策 安全威胁一般有四种：
窃听：如包解惑、非法侵入 中断：如拒绝服务攻击（DOS） 修改：未经授权修改数据或篡改服务 伪造：产生通常不存在的附加数据或活动
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使用密钥发布中心的身份验证 (1)
共享密钥的身份验证存在可扩展性问题
N台主机，需要 N*(N-1)/2个密钥
使用 KDC（key distribution center）只需要 管理 N 个密钥
KDC与每台主机共享一个密钥；向通信的 两主机分发一个密钥通信
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基于共享密钥的身份验证（2）
基于共享密钥的身份验证，用三个消息代 替五个
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基于共享密钥的身份验证（3）
反射攻击
原因：协议的双方在两个不同方向都使用相同的质询 解决：协议的双方永远使用不同的质询
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合的法一列主主请C体求，体L访Z 问但的客体其访K中问的权空限(Z项表， K都，，C已即L) 被一如删个果C除ALC中。L有相K，则当K授 于ACM中 权
权力表(CL：Cap(ab)b基于iClLity List)
以ACM的一行为单位，代表一个主体对客体的 访问权限。
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消息加密
采用共享密钥进行加密 使用接收者的公钥加密
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数字签名
如果消息签名检验为真，发送者不能否认消息 签名这一事实
消息与其签名的唯一关联防止了对消息进行修 改而未发现的可能
使用公钥加密对消息进行数字签名
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数字签名
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访问控制
在开放型分布式系统中，尽管我们允许信息在 系统结点间自由流动，但必须对信息的访问权 力施加控制。
理主论体 上，访问控制和访问授管理权器 是两个概念。访客体问控 制一般在被访问的客体一方进行，用来检验访 问的合法性访；问请而求 授权指得是主访体问授一权 方被赋予的 权力，用来代表主体的合法权限。然而，这两 个术语又是密切相关的，在没有二义性的场合 下可以交替使用。
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分Байду номын сангаас式系统安全
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通过身份验证
要求每个下载的程序能通过身份验证，然 后基于该程序的来源执行制定的安全策略
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主要内容
概述 安全通道 访问控制 安全管理
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安全管理
密钥管理
密钥建立 密钥分发 证书的生存期
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加密
最基本的安全措施 加密和解密是通过以密钥为参数的加密算法实
现，发送的消息的原始格式叫明文，已加密的 格式叫密文 三种针对密文的攻击：
窃听 修改消息 插入消息
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加密
对加密系统的分类是基于加密解密密钥是否相 同
文件 2 读/写
读 拥有
文件 3 执行 拥有 --
文件 4 拥有 读/写 --
访问控制矩阵(ACM: Access Control Matrix) 。在一个 ACM中，每一行代表一个主体z，每一列代表一个客体k， 而矩阵元素ACM[z, k] 列举出z对k的合法操作。
ACM的实现直截了当，而且效率很高。但如果一个系统需 要管理成千上万的主体(客户)以及数百万计的客体(资源) ，ACM就可能是一个非常稀疏的矩阵，绝大多数矩阵单元 都被浪费了。