1.8 計算機的安全、可靠性評價

　　安全與保密

　　數據加密即是對明文(未經加密的數據)按照某種的加密算法(數據的變換算法)進行處理，而形成難以理解的密文(經加密后的數據)。這是計算機安全中最重要的技術措施之一。

　　數據加密和解密是一對可逆的過程，其關鍵在于密鑰的管理和加密/解密算法。通常加密/解密算法的設計需要滿足3個條件：

　　Ø 可逆性

　　Ø 密鑰安全

　　Ø 數據安全

　　按照加密密鑰K1和解密密鑰K2的異同，分為兩種密鑰體制，比較如下：

　　密鑰體制特點典型算法

　　秘密密鑰加密體制(K1=K2)或對稱密鑰體制1. 加密與解密采用相同密鑰

　　2. 加密速度快，通常用于加密大批量的數據1.日本NTT的快速加密標準FEAL

　　2.瑞士的國際數據加密算法IDEA

　　3.美國的數據加密標準DES

　　公開密鑰加密體制(K1≠K2)或不對稱密鑰體制1.加密和解密使用不同的密鑰，其中一個公開，另一個是保密的

　　2.加密速度較慢，往往用在少量數據的通信中1. RSA算法

　　2. NTT的ESIGN

　　數據完整性保護是數據中加入一定的冗余信息，從而能發現對數據的任何修改、增加或刪除。

　　在某些商業或金融領域經常需要一種“數字簽名”的技術，防止通信的一方否認或偽造通信內容。數字簽名是利用密碼技術進行的，其安全性取決于密碼體制的安全程度。它的目的是在保證真實的發送方和真實的接受方之間傳送真實的信息。

　　數字簽名有兩個特點：

　　Ø 動態變化，隨著密鑰和數據的不同而不同

　　Ø 簽名和數據不可分離

　　數據加密的安全性在很大程度上取決于密鑰的安全性。

　　對于密鑰的管理主要包括以下幾個方面：

　　Ø 密鑰體制的選擇

　　Ø 密鑰的分發

　　Ø 現場密鑰保護

　　Ø 密鑰的銷毀

　　例題：

　　常規的數據加密標準DES采用__(l)__位。有效密鑰對____(2)__位的數據塊進行加密。

　　(1) A. 56B. 64C. 112D. 128

　　(2) A. 32B. 64C. 128D. 256

　　1.A 2. B

　　計算機可靠性、可用性和可維護性(computer reliability、availability and serviceability ,RAS)技術和容錯技術是研究、設計、生產、評價計算機系統的重要內容。

　　計算機可靠性

　　計算機系統的可靠性是指從它開始運行(t=0)到某個時刻t這段時間內能正常運行的概率，用R(t)表示。失效率則是指單位時間內失效的元件數與元件總數的比例，以λ表示。當為λ常數時，可靠性與失效率的關系為：

　　R(t)= e-λt

　　兩次故障之間系統能正常工作的時間的平均值稱為平均無故障時間：MTBF=1/λ

　　通常用平均修復時間(MTRF)來表示計算機的可維修性，即計算機的維修效率，指從故障發生到機器修復平均所需要的時間。計算機的可用性是指計算機的使用效率，它以系統到執行任務的任意時刻能正常工作的概率A來表示：

　　A=MTBF/(MTBF+MTRF)

　　計算機的RAS技術，就是指用可靠性R、可用性A和可維修性S三個指標來衡量一個計算機系統。

　　常見的計算機系統可靠性數學模型有3種。

　　串聯系統：

　　該系統由N個子系統組成，當且僅當所有的子系統都能正常工作時，系統才能正常工作。整個系統的可靠性R和失效率λ分別為：

　　可靠性：R=R1R2…Rn

　　失效率：λ=λ1+λ2+…+λn

　　并聯系統：

　　該系統由N個子系統組成，只要有一個子系統正常工作，系統就能正常運行。整個系統的可靠性R和失效率μ分別為：

　　可靠性：R=1-(1- R1)(1-R2)…(1- Rn)

　　失效率：