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摘要:本文針對(duì)防火墻的三種技術(shù)方式進(jìn)行說(shuō)明，并比較各種方式的特色以及可能帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)或效能損失。并就信息交換加密技術(shù)的分類及RSA算法作以分析，針對(duì)PKI技術(shù)這一信息安全核心技術(shù)，論述了其安全體系的構(gòu)成。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)安全防火墻PKI技術(shù)

一、防火墻技術(shù)

包封過(guò)濾型：封包過(guò)濾型的控制方式會(huì)檢查所有進(jìn)出防火墻的封包標(biāo)頭內(nèi)容，如對(duì)來(lái)源及目地IP、使用協(xié)定、TCP或UDP的Port等信息進(jìn)行控制管理。現(xiàn)在的路由器、SwitchRouter以及某些操作系統(tǒng)已經(jīng)具有用PacketFilter控制的能力。封包過(guò)濾型控制方式最大的好處是效率高，但卻有幾個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)：管理復(fù)雜，無(wú)法對(duì)連線作完全的控制，規(guī)則設(shè)置的先后順序會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)果，不易維護(hù)以及記錄功能少。

封包檢驗(yàn)型：封包檢驗(yàn)型的控制機(jī)制是通過(guò)一個(gè)檢驗(yàn)?zāi)＝M對(duì)封包中的各個(gè)層次做檢驗(yàn)。封包檢驗(yàn)型可謂是封包過(guò)濾型的加強(qiáng)版，目的是增加封包過(guò)濾型的安全性，增加控制“連線”的能力。但由于封包檢驗(yàn)的主要檢查對(duì)象仍是個(gè)別的封包，不同的封包檢驗(yàn)方式可能會(huì)產(chǎn)生極大的差異。其檢查的層面越廣將會(huì)越安全，但其相對(duì)效能也越低。

封包檢驗(yàn)型防火墻在檢查不完全的情況下，可能會(huì)造成問(wèn)題。被公布的有關(guān)Firewall-1的FastModeTCPFragment的安全弱點(diǎn)就是其中一例。這個(gè)為了增加效能的設(shè)計(jì)反而成了安全弱點(diǎn)。

應(yīng)用層閘通道型：應(yīng)用層閘通道型的防火墻采用將連線動(dòng)作攔截，由一個(gè)特殊的程序來(lái)處理兩端間的連線的方式，并分析其連線內(nèi)容是否符合應(yīng)用協(xié)定的標(biāo)準(zhǔn)。這種方式的控制機(jī)制可以從頭到尾有效地控制整個(gè)連線的動(dòng)作，而不會(huì)被client端或server端欺騙，在管理上也不會(huì)像封包過(guò)濾型那么復(fù)雜。但必須針對(duì)每一種應(yīng)用寫一個(gè)專屬的程序，或用一個(gè)一般用途的程序來(lái)處理大部分連線。這種運(yùn)作方式是最安全的方式，但也是效能最低的一種方式。

防火墻是為保護(hù)安全性而設(shè)計(jì)的，安全應(yīng)是其主要考慮。因此，與其一味地要求效能，不如去思考如何在不影響效能的情況下提供最大的安全保護(hù)。

二、加密技術(shù)

信息交換加密技術(shù)分為兩類：即對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密。

1、對(duì)稱加密技術(shù)

在對(duì)稱加密技術(shù)中，對(duì)信息的加密和解密都使用相同的鑰，也就是說(shuō)一把鑰匙開一把鎖。這種加密方法可簡(jiǎn)化加密處理過(guò)程，信息交換雙方都不必彼此研究和交換專用的加密算法。如果在交換階段私有密鑰未曾泄露，那么機(jī)密性和報(bào)文完整性就可以得以保證。對(duì)稱加密技術(shù)也存在一些不足，如果交換一方有N個(gè)交換對(duì)象，那么他就要維護(hù)N個(gè)私有密鑰，對(duì)稱加密存在的另一個(gè)問(wèn)題是雙方共享一把私有密鑰，交換雙方的任何信息都是通過(guò)這把密鑰加密后傳送給對(duì)方的。如三重DES是DES（數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)）的一種變形，這種方法使用兩個(gè)獨(dú)立的56為密鑰對(duì)信息進(jìn)行3次加密，從而使有效密鑰長(zhǎng)度達(dá)到112位。

2、非對(duì)稱加密/公開密鑰加密

在非對(duì)稱加密體系中，密鑰被分解為一對(duì)（即公開密鑰和私有密鑰）。這對(duì)密鑰中任何一把都可以作為公開密鑰（加密密鑰）通過(guò)非保密方式向他人公開，而另一把作為私有密鑰（解密密鑰）加以保存。公開密鑰用于加密，私有密鑰用于解密，私有密鑰只能有生成密鑰的交換方掌握，公開密鑰可廣泛公布，但它只對(duì)應(yīng)于生成密鑰的交換方。非對(duì)稱加密方式可以使通信雙方無(wú)須事先交換密鑰就可以建立安全通信，廣泛應(yīng)用于身份認(rèn)證、數(shù)字簽名等信息交換領(lǐng)域。非對(duì)稱加密體系一般是建立在某些已知的數(shù)學(xué)難題之上，是計(jì)算機(jī)復(fù)雜性理論發(fā)展的必然結(jié)果。最具有代表性是RSA公鑰密碼體制。

三、PKI技術(shù)

PKI（PublieKeyInfrastucture）技術(shù)就是利用公鑰理論和技術(shù)建立的提供安全服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。PKI技術(shù)是信息安全技術(shù)的核心，也是電子商務(wù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)技術(shù)。由于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子事務(wù)等活動(dòng)缺少物理接觸，因此使得用電子方式驗(yàn)證信任關(guān)系變得至關(guān)重要。而PKI技術(shù)恰好是一種適合電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子事務(wù)的密碼技術(shù)，他能夠有效地解決電子商務(wù)應(yīng)用中的機(jī)密性、真實(shí)性、完整性、不可否認(rèn)性和存取控制等安全問(wèn)題。一個(gè)實(shí)用的PKI體系應(yīng)該是安全的易用的、靈活的和經(jīng)濟(jì)的。它必須充分考慮互操作性和可擴(kuò)展性。

1、認(rèn)證機(jī)構(gòu)

CA（CertificationAuthorty）就是這樣一個(gè)確保信任度的權(quán)威實(shí)體，它的主要職責(zé)是頒發(fā)證書、驗(yàn)證用戶身份的真實(shí)性。由CA簽發(fā)的網(wǎng)絡(luò)用戶電子身份證明—證書，任何相信該CA的人，按照第三方信任原則，也都應(yīng)當(dāng)相信持有證明的該用戶。CA也要采取一系列相應(yīng)的措施來(lái)防止電子證書被偽造或篡改。構(gòu)建一個(gè)具有較強(qiáng)安全性的CA是至關(guān)重要的，這不僅與密碼學(xué)有關(guān)系，而且與整個(gè)PKI系統(tǒng)的構(gòu)架和模型有關(guān)。此外，靈活也是CA能否得到市場(chǎng)認(rèn)同的一個(gè)關(guān)鍵，它不需支持各種通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，能夠很好地和其他廠家的CA產(chǎn)品兼容。

2、注冊(cè)機(jī)構(gòu)

RA（RegistrationAuthorty）是用戶和CA的接口，它所獲得的用戶標(biāo)識(shí)的準(zhǔn)確性是CA頒發(fā)證書的基礎(chǔ)。RA不僅要支持面對(duì)面的登記，也必須支持遠(yuǎn)程登記。要確保整個(gè)PKI系統(tǒng)的安全、靈活，就必須設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、安全的且易于操作的RA系統(tǒng)。

3、密鑰備份和恢復(fù)

為了保證數(shù)據(jù)的安全性，應(yīng)定期更新密鑰和恢復(fù)意外損壞的密鑰是非常重要的，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)健全的密鑰管理方案，保證安全的密鑰備份、更新、恢復(fù)，也是關(guān)系到整個(gè)PKI系統(tǒng)強(qiáng)健性、安全性、可用性的重要因素。

4、證書管理與撤消系統(tǒng)

證書是用來(lái)證明證書持有者身份的電子介質(zhì)，它是用來(lái)綁定證書持有者身份和其相應(yīng)公鑰的。通常，這種綁定在已頒發(fā)證書的整個(gè)生命周期里是有效的。但是，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)已頒發(fā)證書不再有效的情況這就需要進(jìn)行證書撤消，證書撤消的理由是各種各樣的，可能包括工作變動(dòng)到對(duì)密鑰懷疑等一系列原因。證書撤消系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是利用周期性的機(jī)制撤消證書或采用在線查詢機(jī)制，隨時(shí)查詢被撤消的證書。

四、安全技術(shù)綜合應(yīng)用研究熱點(diǎn)

1976年美國(guó)學(xué)者提出的公開密鑰密碼體制，克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理的困難，同時(shí)解決了數(shù)字簽名問(wèn)題，它是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。而電子商務(wù)的安全性已是當(dāng)前人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，目前正處于研究和發(fā)展階段，它帶動(dòng)了論證理論、密鑰管理等研究，由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的不斷提高，各種密碼算法面臨著新的密碼體制，如量子密碼、DNA密碼、混沌理論等密碼新技術(shù)正處于探索之中。因此網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)在21世紀(jì)將成為信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，21世紀(jì)人類步入信息社會(huì)后，信息這一社會(huì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源需要網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的有力保障，才能形成社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力。在我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)仍處于起步階段，仍有大量的工作需要我們?nèi)パ芯俊㈤_發(fā)和探索，以走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，趕上或超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，以此保證我國(guó)信息網(wǎng)絡(luò)的安全，推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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