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电子商务中的混沌加密算法—单向Hash算法

更新时间:2022-10-28 15:43:57


本文简介:前面我们介绍了电子商务中的混沌加密算法可分为四种,前面我们介绍了第一种混沌序列加密算法,那么接下来我给大家介绍一下第二种:单向Hash算法。单向Hash算法随着以Internet为基础的电子商务技术的迅猛发展,以公钥密码术、数字签名等为代表的加密安全技术已成为研究的热点,单向Hash函数是数字签名中的一个关键环节。单向函数的定义:如映射f:X—y对所有的z∈X,f(x)都容易计算,但对任意的y∈f

电子商务中的混沌加密算法—单向Hash算法

前面我们介绍了电子商务中的混沌加密算法可分为四种,前面我们介绍了第一种混沌序列加密算法,那么接下来我给大家介绍一下第二种:单向Hash算法。

单向Hash算法

随着以Internet为基础的电子商务技术的迅猛发展,以公钥密码术、数字签名等为代表的加密安全技术已成为研究的热点,单向Hash函数是数字签名中的一个关键环节。

单向函数的定义:如映射f:X—y对所有的z∈X,f(x)都容易计算,但对任意的y∈f(X)找到x∈X使f(x)=y在计算上却是困难的,则该函数称为单向函数。

实验结果表明,混沌序列是遍历的,即沿着混沌轨迹对某一函数的平均等于其集平均;由于混沌系统在迭代中的信息损失,使得混沌序列的信息量渐进趋于零,因此对混沌序列进行正确的长期预测是不可能的。以上特点使混沌序列天然地拥有单向Hash函数所要求的较好的散布性、不可逆性、防伪造性和初值敏感性。

1、基于Henon映射的单向Hash构造

Henon映射是一个二维非线性映射,其一维形式为:

电子商务中的混沌加密算法—单向Hash算法
其中参数取在b=0.3,1. 07≤f≤1.09范围内,初值在士1.5之间时系统具有混沌吸引子,取b=0.3,c=1. 08。注意到这个方程在已知第n项时是无法解析解出n-1,n-2,n-3中的任何一项的,这是系统不可逆性和防伪造性的保证之一。Henon映射分布特性很适合用来构造单向Hash函数,不仅终值的分布平稳,与迭代步数无关,而且与初值无关,分布也较为均匀,这样在已知终值的情况下,初值分布的概率比较均匀,只能以穷举搜索初值,因而保证了不可逆性和防伪造性。

采用Henon映射的一维形式作为迭代方程,构造单向Hash算法如下:

1)将待处理文本按对应字节的ASCII码转换为数字,线性变换为-1.2~1.2范围内的数,这样整个文本得到一个大数组,记为S,记数组长度即文本字节数为N。

2)令电子商务中的混沌加密算法—单向Hash算法其中k=256。

3)令迭代轮数为r=R×([N/R]+1),其中[]为取整运算,R=64。

i)j从3到r计算aj= 1+0. 3(aj-2-c)-1.08a2j-1,在j≤N时,令c=1.4Sj/(k-1)-1.2,在j>N时,令c=aj-3。

ii)令bi=ar-2,b2=ar-1,b3=ar,j从4到3R计算bj= 1+0. 3(bj-2-bj-3)-1.08b2-1。

4)迭代结果序列中取出bR,b2R,b3R,将它们经线性变换和取整运算映射为两个40 bit 一个48 bit的二进制数,合起来作为最后128 bit的Hash结果。

2、基于取模运算混沌系统的单向Hash构造

将第一节迭代中的Henon映射替换为:

电子商务中的混沌加密算法—单向Hash算法
由于此混沌系统的初值敏感性更高,可以取R=15,并且初始文本按ASCII码转换为数字时,将每5个字符转换为一个0~3之间的数,其余都与前面的算法相同,这样迭代的步数减少很多,其类噪特性比Henon映射还要好。

该加密算法的单向Hash性能是很好的,初值的每bit变动,结果都以大的概率发生较大变化,具有高的初值敏感性,理想Hash的散布效果应该是初值的细微变化将导致结果的每bit都以50%的概率变化,从统计效果来看,攻击者在已知一些明文密文对,对其伪造或反推其他明文密文对没有任何帮助,从而得不到任何密文分布的有用信息。

这种新的基于混沌映射的单向Hash函数构造方法将待处理文本作为初值和调制信号加载于混沌映射的迭代中,混沌系统固有的特点使该加密算法使用简单,对初值有高度的敏感性,具有很好的单向Hash函数性能。此外,该方法迭代步数与初始文本长度成正比,并且易于并行实现,有成为一种快速实用的单向Hash算法的潜力。

小知识之ASCII

ASCII是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统,并等同于国际标准ISO/IEC 646。

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现代企业数字攻击面中的七大安全挑战

云计算(无论公有云还是私有云)为组织更新和发展数字化基础设施提供了一种快速、简单且便宜的方式。不过美国国家安全局(NSA)表示,随着组织进一步将业务和数据上云后,同时也将自己置于更大的风险环境之中。

据Randori与ESG联合开展的《2022年攻击面管理现状报告》数据显示,在过去一年中,随着远程办公人员数量、云解决方案和SaaS应用程序使用量的不断增加,企业组织的网络应用攻击面进一步扩大。从表面上看,攻击面扩大并不奇怪,因为世界一直朝着更为互联和分散的方向发展,连接到互联网的计算设备自然会持续性增加。


但值得警惕的是,很多企业的安全团队难以跟上数字环境快速扩张和不断变化的步伐,因为缺乏对其有效管理的工具和流程,结果导致了暴露给攻击者的漏洞与安全团队已知的风险之间存在巨大差异。


以下梳理总结了现代企业在数字攻击面方面最常见的7种风险和挑战:


1.脆弱的访问控制管理



虽然现代企业都在不断完善网络应用系统访问的安全性,但攻击者仍有办法找到并利用与访问控制授权相关的漏洞。此外,很多云服务商的安全措施常常不够有效,脆弱的云授权方法也难以阻止攻击者在进入云后提升权限,扩大对敏感数据的访问权。由于如今的云服务具有易用性和简单性,这样很多非专业技术人员也可以在云端配置IT应用服务,但这将不可避免地导致安全性疏忽和错误配置。


2.易受攻击的域名系统



域名系统(DNS)是互联网数据访问的基础性部分,但由于其在设计时并未考虑可能的安全风险,因此其天然就易受网络攻击。如今,几乎每家企业都在其数字供应链中使用各种DNS服务器,因此攻击者已将DNS服务器视为非常具有吸引力的攻击目标,通过漏洞利用就可以劫持系统,这样就可以获得类似“内部人员”等级的信任度,并以此轻松发动网络攻击。


3.第三方Web应用与系统



几乎所有的现代企业都需要利用Web应用程序进行关键业务运营,这意味着要在其中存储和共享大量敏感数据,包括电子邮件地址、密码和信用卡号等。这些Web应用程序会与多个第三方系统和服务交互或连接,这无疑会进一步加大了访问该服务的攻击面。攻击者正在密切关注数字供应链中的攻击途径,包括通过SQL注入攻击获得的漏洞、权限配置错误以及身份验证缺陷等,获得数据访问权限。因此,现代企业不仅需要保护自己组织的应用程序,每个相关联的Web应用程序和第三方系统也都需要受到保护。


4.不安全的邮件服务



电子邮件仍然是企业员工、客户、合作伙伴之间最流行的业务沟通方式之一。电子邮件易于访问和使用,这也让它容易受到网络攻击。每家组织使用不同的内外电子邮件服务器进行日常通信,这意味着电子邮件安全保护方面的最佳实践会因公司和服务商而不同。网络攻击者经过训练,可以识别易受攻击的电子邮件服务器,并发起企图接管的活动。一旦他们进入电子邮件服务器,就会向他们能够接触到的任何人实施基于电子邮件的钓鱼攻击。


5.失去控制的影子IT



影子IT指组织的员工在未经IT团队批准的情况下使用的信息化技术,包括系统、软件、应用程序和设备。近年来,随着员工在家中使用个人设备登录办公,影子IT大行其道。员工经常通过云存储来迁移工作负载和数据,却不了解相关的安全标准和风险,组织的安全团队也没有给予密切关注。有时,员工在创建公服务时可能配置出错,导致漏洞被利用。与此同时,由于影子IT的性质,IT和安全部门难以对这些设备漏洞进行有效的监控和管理,因此往往不能及时了解安全事件的攻击过程。


6.海量的联网资产和设备



目前,全球连接互联网的计算设备数量达到数十亿,增长速度惊人,这主要是因为现代企业数字化转型发展的速度之快前所未有。显然,管理这么多的网络连接需要一个大型的、复杂的、分布式的、专门构建的基础设施。而事实上,在许多企业的网络中,仍然存在大量长期未使用的服务器、系统和应用程序等,这些资产使用过时的软件,缺少甚至完全没有日常安全维护,并长期暴露在网络攻击者面前。


7.云计算的责任共担模式



云计算(无论公有云还是私有云)为组织更新和发展数字化基础设施提供了一种快速、简单且便宜的方式。不过美国国家安全局(NSA)表示,随着组织进一步将业务和数据上云后,同时也将自己置于更大的风险环境之中。云服务提供商都使用云安全共担责任模型,比如谷歌云、亚马逊云和微软Azure云。因此,云应用的大部分安全责任仍然需要由使用这些云的企业来承担。比较复杂的是,不同的云服务商所提供的安全承诺和服务各不相同,这就给多云应用的企业带来困扰,因为需要针对不同的云上数据和应用分别制定不同的安全策略。


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