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免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息安全工程师 > 2020年下半年 信息安全工程师 上午试卷 综合知识
  第32题      
  知识点:   国产密码算法   密码管理   密码算法   数据加密   加密
  关键词:   分组长度   分组密码   密码算法   密钥长度   数据加密   加密   密钥   数据   算法        章/节:   常用密码算法       

 
SM4算法是国家密码管理局于2012年3月21日发布的一种分组密码算法,在我国商用密码体系中,SM4主要用于数据加密。SM4算法的分组长度和密钥长度分别为(32)。
 
 
  A.  128位和64位
 
  B.  128位和128位
 
  C.  256位和128位
 
  D.  256位和256位
 
 
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  第65题    2019年上半年  
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  第2题    2020年下半年  
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  第58题    2020年下半年  
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密码工作是党和国家的一项特殊重要工作,直接关系国家政治安全、经济安全、国防安全和信息安全。密码法的通过对全面提升密码工作..
   知识点讲解    
   · 国产密码算法    · 密码管理    · 密码算法    · 数据加密    · 加密
 
       国产密码算法
        国产密码算法是指由国家密码研究相关机构自主研发,具有相关知识产权的商用密码算法。1999年国务院发布实施的《商用密码管理条例》第一章第二条规定:“本条例所称商用密码,是指对不涉及国家秘密内容的信息进行加密保护或者安全认证所使用的密码技术和密码产品。”目前,已经公布的国产密码算法主要有SM1分组密码算法、SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组算法、SM9标识密码算法。各国产商用密码算法的特性统计如下表所示。
        
        国产商用密码算法特性统计表
        其中,SM1算法是一种对称加密算法,分组长度为128比特,密钥长度为128比特。
        SM2算法基于椭圆曲线,应用于公钥密码系统。对于一般椭圆曲线的离散对数问题,目前只存在指数级计算复杂度的求解方法。与大数分解问题及有限域上离散对数问题相比,椭圆曲线离散对数问题的求解难度要大得多。因此,在相同安全程度的要求下,椭圆曲线密码较其他公钥密码所需的密钥规模要小得多。SM2算法可以用于数字签名、密钥交换、公钥加密。详见GM/T 0009—2012《SM2密码算法使用规范》。
        SM3杂凑算法对长度为ll<264)比特的消息m,经过填充、迭代压缩,生成杂凑值,杂凑值输出长度为256比特。详见GM/T0004—2012《SM3密码杂凑算法》。
        SM4密码算法是一个分组算法。该算法的分组长度为128比特,密钥长度为128比特。加密算法与密钥扩展算法都采用32轮非线性迭代结构。数据解密和数据加密的算法结构相同,只是轮密钥的使用顺序相反,解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。详见GM/T0002—2012《SM4分组密码算法》。
        SM9是标识密码算法。在标识密码系统中,用户的私钥由密钥生成中心(KGC)根据主密钥和用户标识计算得出,用户的公钥由用户标识唯一确定,因而用户不需要通过第三方保证其公钥的真实性。与基于证书的公钥密码系统相比较,标识密码系统中的密钥管理环节可以得到简化。SM9可支持实现公钥加密、密钥交换、数字签名等安全功能,详见GM/T0044—2016《SM9标识密码算法》。
 
       密码管理
        密码系统的安全性依赖于密码管理。密码管理主要可以分成三个方面的内容,即密钥管理、密码管理政策、密码测评。
               密钥管理
               密钥管理主要围绕密钥的生命周期进行,包括密钥生成、密钥存储、密钥分发、密钥使用、密钥更新、密钥撤销、密钥备份、密钥恢复、密钥销毁、密钥审计。
               (1)密钥生成。密钥应由密码相关产品或工具按照一定标准产生,通常包括密码算法选择、密钥长度等。密钥生成时要同步记录密钥的关联信息,如拥有者、密钥使用起始时间、密钥使用终止时间等。
               (2)密钥存储。一般来说密钥不应以明文方式存储保管,应采取严格的安全防护措施,防止密钥被非授权的访问或篡改。
               (3)密钥分发。密钥分发工作是指通过安全通道,把密钥安全地传递给相关接收者,防止密钥遭受截取、篡改、假冒等攻击,保证密钥机密性、完整性以及分发者、接收者身份的真实性。目前,密钥分发的方式主要有人工、自动化和半自动化。其中,自动化主要通过密钥交换协议进行。
               (4)密钥使用。密钥使用要根据不同的用途而选择正确的使用方式。密钥使用和密码产品保持一致性,密码算法、密钥长度、密码产品都要符合相关管理政策,即安全合规。使用密钥前,要验证密钥的有效性,如公钥证书是否有效。密钥使用过程中要防止密钥的泄露和替换,按照密钥安全策略及时更换密钥。建立密钥应急响应处理机制,以应对突发事件,如密钥丢失事件、密钥泄密事件、密钥算法缺陷公布等。
               (5)密钥更新。当密钥超过使用期限、密钥信息泄露、密码算法存在安全缺陷等情况发生时,相关密钥应根据相应的安全策略进行更新操作,以保障密码系统的有效性。
               (6)密钥撤销。当密钥到期、密钥长度增强或密码安全应急事件出现的时候,则需要进行撤销密钥,更换密码系统参数。撤销后的密钥一般不重复使用,以免密码系统的安全性受到损害。
               (7)密钥备份。密钥备份应按照密钥安全策略,采用安全可靠的密钥备份机制对密钥进行备份。备份的密钥与密钥存储要求一致,其安全措施要求保障备份的密钥的机密性、完整性、可用性。
               (8)密钥恢复。密钥恢复是在密钥丢失或损毁的情形下,通过密钥备份机制,能够恢复密码系统的正常运行。
               (9)密钥销毁。根据密钥管理策略,可以对密钥进行销毁。一般来说销毁过程应不可逆,无法从销毁结果中恢复原密钥。特殊的情况下,密钥管理支持用户密钥恢复和司法密钥恢复。
               (10)密钥审计。密钥审计是对密钥生命周期的相关活动进行记录,以确保密钥安全合规,违规情况可查可追溯。
               密码管理政策
               密码管理政策是指国家对密码进行管理的有关法律政策文件、标准规范、安全质量测评等。目前,国家已经颁布了《商用密码管理条例》,内容主要有商用密码的科研生产管理、销售管理、使用管理、安全保密管理。《中华人民共和国密码法》也已颁布实施,相关工作正在推进。《中华人民共和国密码法》明确规定,密码分为核心密码、普通密码和商用密码,实行分类管理。核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,属于国家秘密,由密码管理部门依法实行严格统一管理。商用密码用于保护不属于国家秘密的信息,公民、法人和其他组织均可依法使用商用密码保护网络与信息安全。
               为规范商用密码产品的设计、实现和应用,国家密码管理局发布了一系列密码行业标准,主要有《电子政务电子认证服务管理办法》《电子政务电子认证服务业务规则规范》《密码模块安全检测要求》《安全数据库产品密码检测准则》《安全隔离与信息交换产品密码检测指南》《安全操作系统产品密码检测准则》《防火墙产品密码检测准则》等。
               密码测评
               密码测评是指对相关密码产品及系统进行安全性、合规性评估,以确保相关对象的密码安全有效,保障密码系统的安全运行。目前,国家设立了商用密码检测中心,其主要职责包括:商用密码产品密码检测、信息安全产品认证密码检测、含有密码技术的产品密码检测、信息安全等级保护商用密码测评、商用密码行政执法密码鉴定、国家电子认证根CA建设和运行维护、密码技术服务、商用密码检测标准规范制订等。
 
       密码算法
        VPN的核心技术是密码算法,VPN利用密码算法,对需要传递的信息进行加密变换,从而确保网络上未授权的用户无法读取该信息。目前,除了国外的DES、AES、IDE、RSA等密码算法外,国产商用密码算法SM1、SM4分组密码算法、SM3杂凑算法等也都可应用到VPN。
 
       数据加密
        网络攻击者常常采用数据加密技术来逃避网络安全管理人员的追踪。加密使网络攻击者的数据得到有效保护,即使网络安全管理人员得到这些加密的数据,没有密钥也无法读懂,这样就实现了攻击者的自身保护。攻击者的安全原则是,任何与攻击有关的内容都必须加密或者立刻销毁。
 
       加密
               保密与加密
               保密就是保证敏感信息不被非授权的人知道。加密是指通过将信息进行编码而使得侵入者不能够阅读或理解的方法,目的是保护数据和信息。解密是将加密的过程反过来,即将编码信息转化为原来的形式。古时候的人就已经发明了密码技术,而现今的密码技术已经从外交和军事领域走向了公开,并结合了数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科而成为了一门交叉学科。现今的密码技术不仅具有保证信息机密性的信息加密功能,而且还具有数字签名、身份验证、秘密分存、系统安全等功能,来鉴别信息的来源以防止信息被篡改、伪造和假冒,保证信息的完整性和确定性。
               加密与解密机制
               加密的基本过程包括对原来的可读信息(称为明文或平文)进行翻译,译成的代码称为密码或密文,加密算法中使用的参数称为加密密钥。密文经解密算法作用后形成明文,解密算法也有一个密钥,这两个密钥可以相同也可以不相同。信息编码的和解码方法可以很简单也可以很复杂,需要一些加密算法和解密算法来完成。
               从破译者的角度来看,密码分析所面对的问题有三种主要的变型:①“只有密文”问题(仅有密文而无明文);②“已知明文”问题(已有了一批相匹配的明文与密文);③“选择明文”(能够加密自己所选的明文)。如果密码系统仅能经得起第一种类型的攻击,那么它还不能算是真正的安全,因为破译者完全可能从统计学的角度与一般的通信规律中猜测出一部分的明文,而得到一些相匹配的明文与密文,进而全部解密。因此,真正安全的密码机制应使破译者即使拥有了一些匹配的明文与密文也无法破译其他的密文。
               如果加密算法是可能公开的,那么真正的秘密就在于密钥了,密钥长度越长,密钥空间就越大,破译密钥所花的时间就越长,破译的可能性就越小。所以应该采用尽量长的密钥,并对密钥进行保密和实施密钥管理。
               国家明确规定严格禁止直接使用国外的密码算法和安全产品,原因主要有两点:①国外禁止出口密码算法和产品,目前所出口的密码算法都有破译手段,②国外的算法和产品中可能存在“后门”,要防止其在关键时刻危害我国安全。
               密码算法
               密码技术用来进行鉴别和保密,选择一个强壮的加密算法是至关重要的。密码算法一般分为传统密码算法(又称为对称密码算法)和公开密钥密码算法(又称为非对称密码算法)两类,对称密钥密码技术要求加密解密双方拥有相同的密钥。而非对称密钥密码技术是加密解密双方拥有不相同的密钥。
               对称密钥密码体制从加密模式上可分为序列密码和分组密码两大类(这两种体制之间还有许多中间类型)。
               序列密码是军事和外交场合中主要使用的一种密码技术。其主要原理是:通过有限状态机产生性能优良的伪随机序列,使用该序列将信息流逐比特加密从而得到密文序列。可以看出,序列密码算法的安全强度由它产生的伪随机序列的好坏而决定。分组密码的工作方式是将明文分成固定长度的组(如64比特一组),对每一组明文用同一个密钥和同一种算法来加密,输出的密文也是固定长度的。在序列密码体制中,密文不仅与最初给定的密码算法和密钥有关,同时也是被处理的数据段在明文中所处的位置的函数;而在分组密码体制中,经过加密所得到的密文仅与给定的密码算法和密钥有关,而与被处理的明数据段在整个明文中所处的位置无关。
               不同于传统的对称密钥密码体制,非对称密码算法要求密钥成对出现,一个为加密密钥(可以公开),另一个为解密密钥(用户要保护好),并且不可能从其中一个推导出另一个。公共密钥与专用密钥是有紧密关系的,用公共密钥加密的信息只能用专用密钥解密,反之亦然。另外,公钥加密也用来对专用密钥进行加密。
               公钥算法不需要联机密钥服务器,只在通信双方之间传送专用密钥,而用专用密钥来对实际传输的数据加密解密。密钥分配协议简单,所以极大简化了密钥管理,但公共密钥方案较保密密钥方案处理速度慢,因此,通常把公共密钥与专用密钥技术结合起来实现最佳性能。
               密钥及密钥管理
               密钥是密码算法中的可变参数。有时候密码算法是公开的,而密钥是保密的,而密码分析者通常通过获得密钥来破译密码体制。也就是说,密码体制的安全性建立在对密钥的依赖上。所以,保守密钥秘密是非常重要的。
               密钥管理一般包括以下8个内容。
               (1)产生密钥:密钥由随机数生成器产生,并且应该有专门的密钥管理部门或授权人员负责密钥的产生和检验。
               (2)分发密钥:密钥的分发可以采取人工、自动或者人工与自动相结合的方式。加密设备应当使用经过认证的密钥分发技术。
               (3)输入和输出密钥:密钥的输入和输出应当经由合法的密钥管理设备进行。人工分发的密钥可以用明文形式输入和输出,并将密钥分段处理;电子形式分发的密钥应以加密的形式输入和输出。输入密钥时不应显示明文密钥。
               (4)更换密钥:密钥的更换可以由人工或自动方式按照密钥输入和密钥输出的要求来实现。
               (5)存储密钥:密钥在加密设备内采用明文形式存储,但是不能被任何外部设备访问。
               (6)保存和备份密钥:密钥应当尽量分段保存,可以分成两部分并且保存在不同的地方,例如一部分存储在保密设备中,另一部分存储在IC卡上。密钥的备份也应当注意安全并且要加密保存。
               (7)密钥的寿命:密钥不可以无限期使用,密钥使用得越久风险也就越大。密钥应当定期更换。
               (8)销毁密钥:加密设备应能对设备内的所有明文密钥和其他没受到保护的重要保护参数清零。
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