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密码学的基本目标是在有攻击者存在的环境下，保证通信双方（A和B）之间能够使用不安全的通信信道实现安全通信。密码技术能够实现信息的保密性、完整性、可用性和不可否认性等安全目标。一种实用的保密通信模型往往涉及对称加密、公钥密码、Hash函数、数字签名等多种密码技术。

在以下描述中，M表示消息，H表示Hash函数，E表示加密算法，D表示解密算法，K表示密钥，SKA表示A的私钥，PKA表示A的公钥，SKB表示B的私钥，PKB表示B的公钥，||表示连接操作。

【问题1】（6分）

用户AB双方采用的保密通信的基本过程如图2-1所示。

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请问图2-1所设计的保密通信模型能实现信息的哪些安全目标?图2-1中的用户A侧的H和E能否互换计算顺序?如果不能互换请说明原因:如果能互换请说明对安全目标的影响。

【问题2】（4分）

图2-2给出了另一种保密通信的基本过程：

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请问图2-2设计的保密通信模型能实现信息安全的哪些特性?

【问题3】（5分）

为了在传输过程中能够保障信息的保密性、完整性和不可否认性,设计了一个安全通信模型结构如图2-3所示：

中级信息安全工程师,历年真题,《信息安全工程师》案例分析真题汇编请问图2-3中（1），（2）分别应该填什么内容?

正确答案及解析

正确答案

解析

【问题1】解析

通过以上保密通信方式，接收方可以相信报文未被修改。如果攻击者改变了报文，因为己假定攻击者不知道密钥K，所以他不知道如何对Ek[H（M）]作相应修改。这将使接收方计算出的 H（M）将不等于接收到的 H（M）。

如果只调整A用户的处理机制，B用户的处理方式不变，也就是说，接收方接收到H[Ek（M）]后再使用共享密钥对其解密得到的结果，与H（M）无论怎样都不可能相同，也就无法判断信息传输过程中有无被篡改，这样则不能互换计算顺序；

如果B用户的处理机制也做相应调整，接收方对接收到的明文也采用同样的方式，先用共享密钥加密，再对其进行hash运算，得到的结果与接收到的H[Ek（M）]进行对比；如此改变其计算顺序，因攻击者不知道密钥K，且hash函数的单向性和抗弱碰撞性，攻击者也很难对H[Ek（M）]作相应修改；这样则可以互换计算顺序，通过互换同样也可达到以上安全目标。

【问题2】解析

通过双方共享的密钥K对M和H（M）进行加密后，可以在保证信息完整性的基础上进一步实现信息的保密性。

【问题3】解析

其安全通信模型基本流程为：发送方先对明文M进行hash运算，对结果H（M）进行签名，即SKA(H(M)，接着用收发双方的共享密钥K对明文M和签名摘要SKA(H(M))进行加密，得到Ek[ M||SKA(H(M)) ]，将其传送给接收方；接收方接收该内容后，首先使用同样的共享密钥K进行解密，得到明文M和签名摘要SKA(H(M)，然后再使用A的公钥PKA对签名摘要SKA(H(M))进行验证，若验证成功，则得到H(M)，接着对接收到的明文M进行同样的Hash运算，将其结果与接收到的H(M)进行对比，以验证信息的完整性。