密钥管理—密钥配送问题

目录

• 公钥机制
• Diffie-Hellman
• 密钥分配中心——KDC

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在互联网上传输共享密钥都会遇到这个问题，怎么能让对方安全地拿到密钥而不会被拦截到呢？

主要有三种解决方式：

1. 公钥机制
2. Diffie-Hellman
3. 密钥分配中心
   ...

下面将详细讲解这些解决方案，如何安全地将秘钥配送到目的地。

公钥机制

非对称加密：使用公钥加密、私钥解密，避免直接传输共享密钥。

流程：

1. 接收方生成密钥对：接收方生成公私钥对，公钥公开，私钥保密。

2. 发送方加密共享密钥：发送方用接收方的公钥加密共享密钥（如 AES 密钥）。

3. 传输加密的共享密钥：将加密后的共享密钥发送给接收方。

4. 接收方解密：接收方用自己的私钥解密，获得共享密钥。

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Diffie-Hellman

数学原理：基于离散对数问题，双方通过公开交换参数生成共享密钥，无需传输密钥本身。

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密钥分配中心——KDC

可信第三方：通过一个中心化的权威机构（密钥分配中心——Key Distribution Center, KDC）为通信双方分配临时会话密钥。

密钥分配流程（以 Kerberos 协议为例）
角色：

• 用户A：想与服务B通信。
• KDC：密钥分配中心，存储所有用户和服务的长期密钥。

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步骤1：用户A向KDC证明身份

1. 用户A登录：输入账号密码。
2. 生成临时请求：
   • 用户A向KDC发送明文请求：“我是A，想联系B”。
   • 未加密传输：此步骤仅声明意图，不含敏感信息。

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步骤2-3：KDC生成「会话密钥」和「票据」

1. 验证用户A身份：
   • KDC用A的密码生成长期密钥（如通过哈希计算），解密A的历史认证数据（若密码正确）。
2. 创建会话密钥：
   • KDC生成一个临时会话密钥 $ ( K_{AB} ) $ （仅本次通信使用）。
3. 加密并打包：
   • 用户A的包：用A的长期密钥加密 $ ( K_{AB} ) $ 和服务B的地址。
   • 服务B的票据：用服务B的长期密钥加密 $ ( K_{AB} ) $ 和用户A的信息。

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步骤4：用户A获取会话密钥和票据

1. 接收KDC的回复：
   • 用户A收到两个加密包：
     • 包1：用A的密码解密后得到 $ ( K_{AB} ) $ 和B的地址。
     • 包2（票据）：无法解密（用B的密钥加密），需直接转发给B。

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步骤5：用户A联系服务B

1. 发送票据和认证信息：
   • 用户A将票据和一条用 $ ( K_{AB} ) $ 加密的时间戳发送给B。
2. 服务B解密票据：
   • B用自己的长期密钥解密票据，获得 $ ( K_{AB} ) $ 和用户A的信息。
3. 验证时间戳：
   • B用 $ ( K_{AB} ) $ 解密时间戳，确认请求是新鲜的（防止重放攻击）。

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步骤6：双方安全通信

• 用户A和服务B 使用临时会话密钥 $ ( K_{AB} ) $ 加密后续所有通信。
• 会话结束后： $ ( K_{AB} ) $ 被丢弃，下次通信生成新密钥。