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【25软考网工】第六章(5)应用层安全协议

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  ​​​  大家好,我是christine-rr !目前《软考中级网络工程师》专栏已经更新三十篇文章了,每篇笔记都包含详细的知识点,希望能帮助到你!

 ​​​ 今天的笔记是是应用层安全协议,主要包括SSL/TLS,HTTPS和SHTTP,SET和PGP,S/MIME,Kerberos等相关安全协议。


目录

一、应用层安全协议

1.SSL/TLS

2.HTTPS和S-HTTP

1)HTTPS

2)S-HTTP

3)HTTP、HTTPS和SHTTP对比

关键区别说明

3. HTTPS协议栈与工作过程

1)例题#密钥名称

2)例题#HTTPS加密方式(网工2023年5月)

4. SSL/TLS算法总结

1)对称加密特点:

2)非对称加密特点:

3)哈希算法特点:

5. 应用案例

1)例题#SSL协议安全机制

4. SET和PGP

1)SET协议

2)PGP协议

5. S/MIME

1)基本概念

2)对比记忆

6. Kerberos

1)核心组件与流程

2)kerberos与PKI体系对比

3)例题#Kerberos防重放攻击

4)例题#Kerberos认证协议叙述判断

5)例题#Kerberos初始票据申请处

6)例题#Kerberos认证说法判断

7)例题#SSL子协议及其功能

8)例题#Kerberos认证说法判断

二、知识小结


一、应用层安全协议

1.SSL/TLS

  • SSL是传输层安全协议,主要用于实现Web安全通信
  • TLS起源:IETF基于SSL3.0版本,制定了传输层安全标准TLS
  • SSL包含三个部分
    • 记录协议:运行在传输层协议TCP上,用于封装各种上层协议
    • 警告协议
    • 握手协议:用于协商参数
  • SSL和IPSec都支持数据保密、身份认证和完整性校验
  • HTTPS协议栈:在应用层传输层中间插入SSL

HTTP 应用层

SSL

TCP 传输层

IP 网络层

  • SSL协议栈

SSL握手协议 | SSL改变密码协议 | SSL警告协议 | HTTP

SSL记录协议

TCP

IP

2.HTTPS和S-HTTP

1)HTTPS

  • 基于SSL的超文本传输协议HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer):不是一个单独的协议,是两个协议的结合,即在加密的安全套阶层或传输层安全(SSL/TLS)上进行普通的HTTP交互传输
  • 功能:提供了一种免于窃听或中间人攻击的合理保护。
  • HTTPS默认端口443,HTTP默认端口80(缝缝补补)

2)S-HTTP

  • S-HTTP安全的超文本传输协议(Security HTTP)
  • 本质:还是HTTP,基本语法和HTTP一样
  • 与HTTP区别只是报文头有所区别,进行了数据加密。(另起炉灶)
  • 端口:80

3)HTTP、HTTPS和SHTTP对比

特性HTTPHTTPSSHTTP (Secure HTTP)
协议层级应用层应用层 + 传输层加密(SSL/TLS)应用层(独立加密)
端口80(明文传输)443(加密传输)通常 80(可自定义)
加密方式无加密传输层加密(SSL/TLS)应用层加密(如 PGP、对称加密)
安全性低(明文传输,易被窃听、篡改)高(加密传输,支持身份验证)中等(端到端加密,但配置复杂)
证书机制需要 CA 颁发的数字证书可选(需手动配置密钥)
兼容性所有浏览器和服务器支持现代浏览器和服务器广泛支持兼容性差(需双方支持,已淘汰)
性能开销中等(加密/解密增加计算开销)高(应用层逐条加密)
主要用途普通网页浏览安全敏感场景(登录、支付、API)早期安全需求(现已被 HTTPS 取代)
标准化RFC 2616(HTTP/1.1)RFC 2818(HTTPS)RFC 2660(S-HTTP)

关键区别说明

加密层次:

  • HTTP:无加密,数据明文传输。
  • HTTPS:在传输层(TCP)通过 SSL/TLS 加密整个通信通道。
  • SHTTP:在应用层对单个消息或文件加密(如对 HTTP 报文内容单独加密)。

安全机制:

  • HTTPS:依赖证书颁发机构(CA)验证服务器身份,防止中间人攻击。
  • SHTTP:需手动交换密钥或使用数字签名,未普及且配置复杂。

应用现状

  • HTTP:仍用于非敏感场景(如静态页面)。
  • HTTPS:现代网站标配(Google 优先索引 HTTPS 页面)。
  • SHTTP:已被 HTTPS 取代,仅在历史或特定旧系统中存在。

3. HTTPS协议栈与工作过程

  • 建立连接:HTTPS基于TCP协议,首先需要完成三次握手建立连接
  • 证书验证:服务器返回公钥证书(非私钥),客户端需验证证书有效性(包括验证证书需使用CA公钥验证、有效期检查等)
  • 密钥交换:验证通过后,客户端生成随机数用服务器公钥加密传输,服务器用私钥解密获得随机数
  • 会话密钥:双方基于随机数R通过协商算法(如DH)生成相同的会话密钥
  • 数据加密:后续通信使用会话密钥进行对称加密(如AES),提高加密效率

1)例题#密钥名称

  • ①公钥证书:服务器返回的是包含公钥的数字证书(CA用私钥签名)
  • ②服务器公钥:客户端用服务器公钥加密随机数(来自证书)
  • ③服务器私钥:服务器用私钥解密获得随机数
  • ④会话密钥:基于随机数通过协商算法生成(如DH算法)
  • ⑤会话密钥:用于对称加密通信数据(如AES)
  • 验证要点:CA签名验证需使用CA公钥验证证书真伪

2)例题#HTTPS加密方式(网工2023年5月)

43题答案D:

  • 排除法:公钥加密会导致数据膨胀(如10T数据可能变为100T),实际采用会话密钥+对称加密
  • 原理:会话密钥通过公钥算法交换,但数据加密使用对称加密

44题答案C:

  • 证书撤销后果:客户端无法信任服务器,浏览器会显示安全警告
  • 类比:与证书过期情况相同,都会中断信任链

45题答案B:

  • 安全隐患:可能使用伪造公钥,导致会话密钥泄露,第三方可解密通信
  • 攻击场景:中间人可能替换证书中的公钥,获取加密数据

考试技巧:该题型常考核心是区分对称/非对称加密的应用场景,证书信任机制是关键考点

4. SSL/TLS算法总结

1)对称加密特点:

  • 使用相同密钥进行加解密
  • 加密速度快,适合大数据量加密
  • 不具备膨胀性(加密后数据量基本不变)
  • 典型算法:AES、DES、3DES

2)非对称加密特点:

  • 公钥公开,私钥保密(1vN关系)
  • 用于身份验证和密钥协商
  • 加密速度慢不适合大数据量加密
  • 典型算法:RSA、ECC、DH

3)哈希算法特点:

  • 不可逆运算
  • 输出长度固定
  • 具有雪崩效应(微小输入变化导致输出巨大变化)
  • 用于完整性校验
  • 典型算法:MD5、SHA系列

5. 应用案例

1)例题#SSL协议安全机制

  • SSL安全机制组成:
    • 身份验证(11空)
    • 数据加密(已给出)
    • 消息完整性验证(12空)
  • 算法应用原理
    • 非对称算法用于密钥交换:握手阶段通过公钥加密方式安全交换会话密钥
    • 对称算法用于数据加密:使用协商好的对称密钥加密传输数据
    • 记忆口诀:"非对称传密钥,对称加密数据"
  • 证书申请流程
    • 需向CA机构(14空)申请数字证书
    • 注意区分CA和RA的职能(考试中通常只需答CA)
  • 解题技巧
    • 题干中"为应用层建立安全连接"明确指向SSL而非IPsec
    • 历年考题题干常包含解题线索,需仔细阅读
    • 简答题抓住关键点即可得分,不必过度展开

典型错误

  • 混淆SSL与IPsec的应用层级
  • 将RA作为证书申请主体(除非题目明确要求)
  • 过度描述密钥交换细节(考试简答只需核心要点)
    • 核心记忆点
      • SSL安全三要素:认证、加密、完整性
      • 算法分工:非对称管密钥,对称管数据
      • 证书申请主体:CA机构

4. SET和PGP



1)SET协议

  • 安全电子交易(Secure ELectronic Transaction,SET)
  • 应用场景: 主要用于解决用户、商家和银行之间通过信用卡支付的安全交易问题,类似于支付宝的支付功能。
  • 安全目标: 保障支付信息机密性、支付过程完整性、商户及持卡人身份合法性以及系统可操作性。
  • 加密算法:
    • 对称加密: 默认使用DES算法
    • 公钥加密: 采用RSA算法
    • 散列函数: 使用SHA算法
  • 考试重点: 主要考察选择题,需牢记三种算法的组合。

2)PGP协议

  • PGP(Pretty Good Privacy)
  • 功能定位: 完整的电子邮件安全软件包,工作在应用层
  • 核心功能:
    • 数据加密
    • 数字签名
    • 数据完整性校验(虽未明确提及但实际具备)
  • 技术实现:
    • 身份验证: 使用RSA公钥证书
    • 数据加密: 采用IDEA算法
    • 完整性验证: 使用MD5算法
  • 典型考题: 曾考察PGP不包含的功能(如数据压缩),需注意虽然实际PGP支持压缩功能,但考试侧重安全功能

5. S/MIME



1)基本概念

  • 安全多用途互联网邮件拓展协议(Security/Multiplurpose Internet Mail Extensions,S/MIME),
  • SMTP、MIMIE和S/MIME对比:
    • SMTP:仅支持文本,发送ASCII码
    • MIME:支持多媒体拓展,不安全
    • S/MIMIE:保障安全
  • 协议关系: 是MIME的安全增强版本,传统MIME仅支持多媒体邮件扩展但不具备安全功能。
  • 核心功能: 提供电子邮件安全服务,包括但不限于加密和签名
  • 算法组合:
    • 数字指纹: 使用MD5生成
    • 数字签名: 采用RSA算法
    • 签名加密: 使用3DES算法
  • 区分要点: 必须注意带"S"前缀的版本才具有安全功能,普通MIME仅实现多媒体扩展。

2)对比记忆

  • 技术差异: SET、PGP和S/MIME三者的算法实现各有特点,需对比记忆:
    • SET:DES+RSA+SHA
    • PGP:RSA+IDEA+MD5
    • S/MIME:MD5+RSA+3DES
  • 考试提示: 可能通过选择题考察各协议的技术组合,需特别注意算法间的对应关系。

6. Kerberos

1)核心组件与流程

  • 作用:用于身份认证
  • 核心组件:包含密钥分发中心(KDC)、认证服务器(AS)、票据分发服务器(TGS)和应用服务器,其中KDC包含AS和TGS。关系如下
    • 密钥分发中心KDC:
      • 认证服务器AS
      • 票据分发服务器TGS
    • 应用服务器
  • 票据功能分发票据/凭证(Ticket)是Kerberos的核心功能,票据英文称为ticket。
  • 工作流程
    • 认证阶段用户向KDC的认证服务器AS提交身份认证,通过后获得初始许可凭证
    • 授权阶段用户持初始凭证向授权服务器TGS请求访问凭据,获取访问权限凭证
    • 访问阶段用户向应用服务器提交访问权限凭证,获取资源访问
  • 权限控制不同用户(如教师/学生)获得的初始票据不同,最终访问权限也不同
  • 设计目的:避免频繁传输用户名密码,防止密码泄露(类比食堂饭票机制)

2)kerberos与PKI体系对比

  • PKI核心包含RA(注册机构)、CA(证书颁发机构)、证书三大组件
  • Kerberos核心KDC、AS、TGS、票据(ticket)
  • 关键区别
    • PKI使用数字证书,Kerberos使用票据
    • PKI采用非对称加密,Kerberos采用对称加密(DES/3DES)
    • 认证服务器(AS)属于Kerberos体系,CA属于PKI体系

3)例题#Kerberos防重放攻击

  • 考点:Kerberos防止重放攻击的机制
  • 正确方法:加入时间戳或随机数(也可采用一次一密)
  • 原理:使重复的请求失效
  • 答案:B(时间戳)

4)例题#Kerberos认证协议叙述判断

  • 选项分析:
    • A错误:KDC只包含AS和TGS,不包括客户机
    • B错误:采用对称加密(DES/3DES),非公钥加密
    • C错误:用户与AS服务器需要共享长期密钥,与应用服务器使用票据不需要长期共享密钥
    • D正确:协议目的就是获取服务许可票据
  • 答案:D

5)例题#Kerberos初始票据申请处

  • 流程定位:认证流程第一步
  • 正确组件:认证服务器(AS)
  • 答案:A

6)例题#Kerberos认证说法判断



  • 选项分析:
    • B错误:公钥基础设施是PKI
    • C错误:CA属于PKI体系
    • D错误:应向AS申请票据
  • 关键记忆:Kerberos采用单密钥体制(对称加密)
  • 答案:A

7)例题#SSL子协议及其功能

  • 核心知识:
    • SSL子协议:记录协议、警告协议、握手协议
    • 握手协议功能:协商加密算法及密钥等参数
  • 排除法:AH和ESP属于IPsec协议
  • 答案:
    • (45)C(警告协议和握手协议)
    • (46)B(握手协议)

8)例题#Kerberos认证说法判断



  • 选项分析:
    • A正确:开放网络身份认证
    • B错误:CA不属于Kerberos体系
    • C正确:KDC(实际是AS)保存用户凭证
    • D正确:使用时间戳防重放
  • 关键区分:CA与AS的体系归属
  • 答案:B

二、知识小结

知识点

核心内容

考试重点/易混淆点

难度系数

SSL/TLS协议

传输层安全协议,用于网页安全通信(HTTPS)。

SSL由网景公司开发,TLS基于SSL 3.0由IETF制定。

子协议:记录协议(封装数据)、握手协议(协商参数)、警告协议(错误告警)。

功能:数据保密性、身份认证、完整性校验。

⭐⭐⭐

HTTPS协议栈

HTTP + SSL/TLS = HTTPS,端口443(HTTP为80)。

工作流程:

1. 客户端请求证书;

2. 服务器返回公钥证书;

3. 客户端验证证书;

4. 生成随机数并用服务器公钥加密;

5. 服务器解密后生成会话密钥;

6. 对称加密通信。

关键点:

- 证书验证用CA公钥。

- 会话密钥用于加密数据(对称加密)。

- 非对称加密仅用于密钥交换。

⭐⭐⭐⭐

S-HTTP

安全的HTTP协议(另起炉灶开发),端口仍为80,但未广泛应用。

与HTTPS区别

- HTTPS是HTTP+SSL补丁,S-HTTP是独立协议。

- 考试易混淆:哪种更常用?(HTTPS)

⭐⭐

PKI vs Kerberos

PKI:CA/RA/证书,用于公钥分发。

Kerberos:KDC(含AS和TGS)、票据(Ticket),用于身份认证。

易混淆点:

- PKI用证书,Kerberos用票据。

- CA≠KDC,AS/TGS属于Kerberos体系。

⭐⭐⭐⭐

Kerberos流程

1. 用户→AS认证→初始票据;

2. 用户→TGS→访问凭证;

3. 用户→应用服务器(凭票据访问)。

核心组件:AS(认证)、TGS(授权)、KDC(密钥分发中心)。

防重放攻击:时间戳/随机数。

⭐⭐⭐

PGP/SET/S-MIME

PGP:邮件安全(RSA签名、IDEA加密、MD5校验)。

SET:电子交易(DES加密、RSA公钥、SHA哈希)。

S-MIME:安全邮件扩展(MD5/RSA/3DES)。

考试重点:

- PGP功能(加密/签名/校验,不含压缩)。

- 各协议算法差异。

⭐⭐⭐

SSL/TLS算法应用

对称加密(AES/3DES)→加密数据。

非对称加密(RSA/DH)→密钥交换。

哈希算法(SHA/MD5)→完整性校验。

易错点:

- 非对称加密不用于加密大数据(速度慢/膨胀)。

⭐⭐⭐

 

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随着汽车智能驾驶技术不断完善&#xff0c;智能汽车也不断加速向全民普惠迈进&#xff0c;其中智驾“眼睛”三目视觉方案凭借低成本、高精度、强适配性成为众多汽车品牌关注的焦点。三目相机在汽车智能驾驶领域的创新应用&#xff0c;主要依托其多视角覆盖、高动态范围&#xf…...

webpack重构优化

好的&#xff0c;以下是一个关于如何通过重构 Webpack 构建策略来优化性能的示例。这个过程包括分析现有构建策略的问题、优化策略的制定以及具体的代码实现。 --- ### 项目背景 在参与公司的性能专项优化过程中&#xff0c;我发现现有的 Webpack 构建策略存在一些问题&#…...

MySQL 8.0 OCP(1Z0-908)英文题库(31-40)

目录 第31题题目分析正确答案 第32题题目分析正确答案 第33题题目分析正确答案&#xff1a; 第34题题目解析正确答案 第35题题目分析正确答案 第36题题目分析正确答案 第37题题目分析正确答案 第38题题目分析正确答案 第39题题目分析正确答案 第40题题目分析正确答案 第31题 Y…...

aardio - 虚表 —— vlistEx.listbar2 多层菜单演示

在 近我者赤 修改版的基础上&#xff0c;做了些许优化。 请升级到最新版本。 import win.ui; import godking.vlistEx.listbar2; import fonts.fontAwesome; /*DSG{{*/ mainForm win.form(text"多层折叠菜单";right1233;bottom713) mainForm.add({ custom{cls"…...

22.【.NET8 实战--孢子记账--从单体到微服务--转向微服务】--单体转微服务--增加公共代码

在拆分服务之前&#xff0c;我们需要先提取一些公共代码。本篇将重点新增日志记录、异常处理以及Redis的通用代码。这些组件将被整合到一个共享类库中&#xff0c;便于在微服务架构中高效复用。 Tip&#xff1a;在后续的教程中我们会穿插多篇提取公共代码的文章&#xff0c;帮助…...

EasyOps®5月热力焕新:三大核心模块重构效能边界

在应用系统管理中&#xff0c;我们将管理对象从「服务实例」优化为「部署实例」&#xff0c;这一改变旨在提升管理效率与数据展示清晰度。 此前&#xff0c;系统以 “IP Port” 组合定义服务实例。当同一 IP 下启用多个进程或端口时&#xff0c;会产生多个服务实例。比如一台…...

基于深度学习的工业OCR数字识别系统架构解析

一、项目场景 春晖数字识别视觉检测系统专注于工业自动化生产监控、设备运行数据记录等关键领域。系统通过高精度OCR算法&#xff0c;能够实时识别设备上显示的关键数据&#xff08;如温度、压力、计数等&#xff09;&#xff0c;并定时存储至Excel文件中。这些数据对于生产过…...

R语言绘图 | 渐变火山图

客户要求绘制类似文章中的这种颜色渐变火山图&#xff0c;感觉挺好看的。网上找了一圈&#xff0c;发现有别人已经实现的类似代码&#xff0c;拿来修改后即可使用&#xff0c;这里做下记录&#xff0c;以便后期查找。 简单实现 library(tidyverse)library(ggrepel)library(ggf…...

Go语言——docker-compose部署etcd以及go使用其服务注册

一、docker-compsoe.yml文件如下 version: "3.5"services:etcd:hostname: etcdimage: bitnami/etcd:latestdeploy:replicas: 1restart_policy:condition: on-failureprivileged: truevolumes:# 持久化 etcd 数据到宿主机- "/app/apisix/etcd/data:/bitnami/etc…...

Tomcat的调优

目录 一. JVM 1.1 JVM的组成 1.2 运行时数据区域的组成 二. 垃圾回收 2.1 如何确认垃圾 1. 引用计数法 2. 根搜索算法 2.2 垃圾回收基本算法 1. 标记-清除算法&#xff08;Mark-Sweep&#xff09; 2. 标记-压缩算法&#xff08;Mark-Compact&#xff09; 3. 复制算法…...

Tomcat和Nginx的主要区别

1、功能定位 Nginx&#xff1a;核心是高并发HTTP服务器和反向代理服务器&#xff0c;擅长处理静态资源&#xff08;如HTML、图片&#xff09;和负载均衡。Tomcat&#xff1a;是Java应用服务器&#xff0c;主要用于运行动态内容&#xff08;如JSP、Servlet&#xff09;&#xf…...

Python训练营打卡——DAY24(2025.5.13)

目录 一、元组 1. 通俗解释 2. 元组的特点 3. 元组的创建 4. 元组的常见用法 二、可迭代对象 1. 定义 2. 示例 3. 通俗解释 三、OS 模块 1. 通俗解释 2. 目录树 四、作业 1. 准备工作 2. 实战代码示例​ 3. 重要概念解析 一、元组 是什么​​&#xff1a;一种…...

【TDengine源码阅读】DLL_EXPORT

2025年5月13日&#xff0c;周二清晨 #ifdef WINDOWS #define DLL_EXPORT __declspec(dllexport) #else #define DLL_EXPORT #endif为啥Linux和MacOS平台时宏为空&#xff0c;难道Linux和mac不用定义导出函数吗&#xff1f; 这段代码是一个跨平台的宏定义&#xff0c;用于处理不…...

电子科技浪潮下的华秋电子:慕尼黑上海电子展精彩回顾

为期3天的2025慕尼黑上海电子展&#xff08;electronica China 2025&#xff09;于17日在上海新国际博览中心落下帷幕。 展会那规模&#xff0c;真不是吹的&#xff01;本届展会汇聚了1,794家国内外行业知名品牌企业的展商来 “摆摊”&#xff0c;展览面积大得像个超级大迷宫&…...

TDengine编译成功后的bin目录下的文件的作用

2025年5月13日&#xff0c;周二清晨 以下是TDengine工具集中各工具的功能说明&#xff1a; 核心工具 taosd • TDengine的核心服务进程&#xff0c;负责数据存储、查询和集群管理。 taos • 命令行客户端工具&#xff0c;用于连接TDengine服务器并执行SQL操作。 taosBenchma…...

spark sql基本操作

Spark SQL 是 Apache Spark 的一个模块&#xff0c;用于处理结构化数据。它允许用户使用标准的 SQL 语法来查询数据&#xff0c;并且可以无缝地与 Spark 的其他功能&#xff08;如 DataFrame、Dataset 和 RDD&#xff09;结合使用。以下是 Spark SQL 的基本使用方法和一些常见操…...