第五章安全協(xié)議技術(shù)-重放攻擊計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)消息重放攻擊重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)消息重放攻擊是指攻擊者利用其消息再生能力生成誠(chéng)實(shí)用戶所期望的消息格式，并重新發(fā)送，從而達(dá)到破壞協(xié)議安全性的目的。消息重放的實(shí)質(zhì)是消息的新鮮性（Freshness）不能得到保證。消息重放攻擊是安全協(xié)議中最容易出現(xiàn)的問(wèn)題之一。消息重放攻擊重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)消息重放攻擊分類根據(jù)消息的來(lái)源：協(xié)議輪內(nèi)攻擊：一個(gè)協(xié)議輪內(nèi)消息重放協(xié)議輪外攻擊：一個(gè)協(xié)議不同輪次消息重放根據(jù)消息的去向：偏轉(zhuǎn)攻擊：改變消息的去向直接攻擊：將消息發(fā)送給意定接收方其中偏轉(zhuǎn)攻擊分為：反射攻擊：將消息返回給發(fā)送者第三方攻擊：將消息發(fā)給協(xié)議合法通信雙方之外的任一方NSSK協(xié)議中的消息重放攻擊重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)Attacker/Alice(A)Bob(B)Trent(T)A,B,RAEA(RA,B,K,EB(K,A))EB(K,A）KKEK(RB）EK(RB－1）EK(M={ILoveXXX})攻擊者如果獲知以前的一個(gè)工作密鑰，可以重放消息EB（K，A）NSSK協(xié)議中的消息重放攻擊Malice（Alice）-->Trent1Trent-->Alice（Malice）2Malice（Alice）-->Bob3Bob-->Alice（Malice）4Malice（Alice）-->Bob5重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)消息重放對(duì)策挑戰(zhàn)應(yīng)答機(jī)制挑戰(zhàn)－應(yīng)答機(jī)制通過(guò)發(fā)送挑戰(zhàn)值（Nonce：中文含義是現(xiàn)在，目前）來(lái)確保消息的新鮮性。時(shí)戳機(jī)制（Timestamp）時(shí)戳機(jī)制對(duì)消息加蓋本地時(shí)戳，只有當(dāng)消息上的時(shí)戳與當(dāng)前本地時(shí)間的差值在意定范圍之內(nèi)，才接受該消息。序列號(hào)機(jī)制（SequenceNo）序列號(hào)機(jī)制是指通信雙方通過(guò)消息中的序列號(hào)來(lái)判斷消息的新鮮性。序列號(hào)機(jī)制要求通信雙方必須事先協(xié)商一個(gè)初始序列號(hào)，并協(xié)商遞增方法。重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)含義：驗(yàn)證者（Bob）在協(xié)議消息的組合中擁有他的輸入消息：可能是一個(gè)一次性隨機(jī)數(shù)（稱之為Nonce）；聲稱者（Alice）對(duì)該消息進(jìn)行密碼操作，并返回給驗(yàn)證者Bob；Bob能夠通過(guò)他自己輸入消息的新鮮性來(lái)驗(yàn)證Alice通信的真實(shí)性。挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)分類：依據(jù)聲稱者（Alice）對(duì)該消息進(jìn)行密碼操作不同，挑戰(zhàn)－應(yīng)答機(jī)制分為：對(duì)稱密鑰加密機(jī)制篡改碼機(jī)制（完整性機(jī)制）非對(duì)稱密鑰簽名機(jī)制挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者如果Bob解密后的Nb與自己發(fā)送的相同，則接受。M1，M2，M3等為可選消息參數(shù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“ISO兩次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”問(wèn)題：這種挑戰(zhàn)應(yīng)答機(jī)制是否存在問(wèn)題？（1）對(duì)稱密鑰加密機(jī)制挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（1）對(duì)稱密鑰加密機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者加密的作用是機(jī)密性還是完整性？消息的新鮮性其實(shí)是用完整性來(lái)提供的，因此這里的加密功能主要應(yīng)該是完整性。Bob期望的Nb是機(jī)密性還是完整性？但是該對(duì)稱加密真的提供了完整性嗎？問(wèn)題：為什么加密沒有提供足夠的完整性挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（2）完整性機(jī)制采用篡改檢測(cè)碼（MDC）來(lái)實(shí)現(xiàn)完整性對(duì)稱密碼技術(shù)：Ke＝Kv公鑰密鑰技術(shù)：Ke≠KvMDC：ManipulationDetectionCode信源變換信宿驗(yàn)證密鑰源安全信道信源消息＋附加值KeKv信宿信道Ke：編碼密鑰Kv：驗(yàn)證密鑰MDC聲稱：MDC←f（Ke，Data）MDC驗(yàn)證：g（Kv，Data，MDC）＝trueorfalse挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（2）完整性機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后重構(gòu)MAC，如果相同則接受。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“使用密碼驗(yàn)證函數(shù)的ISO兩次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（2）完整性機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后重構(gòu)MAC，如果相同則接受。例：利用Hash函數(shù)實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)-應(yīng)答機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（3）非對(duì)稱密鑰簽名機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后利用Alice的公鑰驗(yàn)證簽名。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“使用公鑰的ISO兩次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”Na可以防止Alice對(duì)Bob意定消息簽名時(shí)戳機(jī)制時(shí)戳機(jī)制是指發(fā)送者在消息中嵌入發(fā)送消息的本地時(shí)刻，而接收者在消息達(dá)到后，通過(guò)對(duì)比消息中所包含的時(shí)間信息和本地時(shí)間信息的差值，來(lái)決定該消息是否為新鮮消息。與挑戰(zhàn)－應(yīng)答機(jī)制不同，對(duì)時(shí)戳的保護(hù)（或變化）只能由消息的發(fā)送者提供。重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)時(shí)戳機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（1）對(duì)稱密鑰加密機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后解密得到時(shí)戳，并與本地時(shí)間比較。如果在允許范圍內(nèi)就接受。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“ISO對(duì)稱密鑰一次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”時(shí)戳機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（2）完整性機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后重構(gòu)MAC，并比較是否相同；如果相同則接受。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“使用密碼驗(yàn)證函數(shù)的ISO一次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”時(shí)戳機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（3）非對(duì)稱密鑰簽名機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后利用Alice的公鑰驗(yàn)證簽名。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“ISO公鑰一次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”序列號(hào)機(jī)制在序列號(hào)機(jī)制中，協(xié)議主體之間首先協(xié)商一個(gè)一致的初始序列號(hào)協(xié)議過(guò)程中每條協(xié)議消息均帶上序列號(hào)。每條消息的序列號(hào)必須進(jìn)行保護(hù)。由于序列號(hào)需要協(xié)商并保持同步，因此在實(shí)際應(yīng)用中較少采用。重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)序列號(hào)機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（1）對(duì)稱密鑰加密機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后解密得到時(shí)戳，并與本地時(shí)間比較。如果在允許范圍內(nèi)就接受。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為“ISO對(duì)稱密鑰一次傳輸單向認(rèn)證協(xié)議”序列號(hào)機(jī)制重放攻擊安全協(xié)議技術(shù)（2）完整性機(jī)制Alice(A)Bob(B)聲稱者驗(yàn)證者Bob收到后重構(gòu)MAC，并比較是否相同；如果相同則接受。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）將該方式稱之為