以图灵奖为主线的《密码协议》教学设计.doc
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1、以图灵奖为主线的密码协议教学设计 密码协议涵盖密码协议基本概念、基本设计方法以及各类密码协议的实例三大部分内容,是密码学相关专业高年级学员的选修课。图灵奖由美国计算机协会在1966年设立,是专门为奖励那些对计算机事业做出重要贡献的个人而设立的,是计算机界最负盛名的奖项,有“计算机界的诺贝尔奖”之称。教师在密码协议的教学实践中,可以图灵奖为主线组织教学内容,并将密码故事融入课堂的教学之中,这样既可以提高学员的积极性,又可以对学员进行密码文化的熏陶,有助于取得良好的教学效果。 密码协议;图灵奖;教学设计 一、引言 随着军事信息化建设的日益发展、科学技术的不断进步,网络安全已经由个人隐私与机密性的问
2、题逐渐上升为国家安全的军事战略问题,没有网络安全,就没有国家安全。当前,各国都充分认识到网络安全的重要意义与作用,都在积极探索对网络安全问题的研究,而密码协议是解决网络安全问题的一种最直接、最有效的手段,它可以有效地解决密钥分发、身份认证、消息完整性认证等一系列重要的安全问题,为网络安全提供必要的保障。 中国人民解放军信息工程大学面向密码学相关专业高年级学员开设了密码协议这门选修课,旨在通过对该门课程的学习,使学员理解密码协议的基本概念、了解密码协议设计的基本原则与方法、了解各类密码基础协议和高级协议、培养学员密码协议设计与分析的基本能力,为网络空间安全防御提供知识储备。密码协议虽然是一门选修
3、课,但是,学校及教师对这门课程给予了充分的重视,学校及教师都积极探索这门课程的教学设计与教学方法,以期取得良好的教学效果,真正培养学生服务网络安全的能力。 密码协议涵盖密码协议基本概念、基本设计方法以及各类具体的密码协议实例三大部分内容。从密码协议与具体应用的关联性来分,内容包括基础密码协议和应用密码协议。其中,基础密码协议包括密钥交换协议、秘密共享协议、身份识别协议、承诺协议、零知识证明协议、安全多方计算协议以及数字签名协议等,而应用密码协议包括Kerberos认证协议、x.509协议、IPSec协议、TLS/SSL协议、Internet密钥交换协议、802.11i认证协议等,如下页图1所示
4、。 二、以图灵奖为主线的课程设计 图灵奖由美国计算机协会于1966年设立,是专门为奖励那些对计算机事业做出重要贡献的个人而设立的。图灵奖的名称取自计算机科学的先驱、英国科学家艾伦?麦席森?图灵(Alan M?Turing),这个奖设立的目的之一就是为了纪念这位伟大的科学家。图灵奖的获奖条件要求极高,评奖程序非常严格,也较为复杂,一般每年只奖励一名计算机科学家,只有极少数年度有两名合作者或在同一方向做出突出贡献的科学家共享此奖。因此,它是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项,有“计算机界的诺贝尔奖”之称,是广大计算机科学家们心中最神圣的愿想。 从1966年到2018年,图灵奖一共举办了50届,共有
5、64名获奖者,其中有8名密码学家获此殊荣,而这8位密码学家所研究的内容都与密码协议息息相关。因此,笔者考虑以图灵奖为主线进行密码协议的课程设计,如图2所示。经过教学实践的检验,笔者发现以图灵奖为主线而进行的密码协议的课程设计,可以提高学员对密码协议的学习兴趣,也可以对学员进行“润物细无声”的密码文化熏陶,取得了良好的教学效果。 (一)密钥交换协议 密钥交换协议使参与方在公开的信道上交换信息以建立共享的秘密,也称为会话密钥,用于以后的安全认证和保密通信。2018年3月,美国计算机协会宣布今年图灵奖的得主是前Sun公司的首席安全官菲尔德?笛菲(Whitfield?Diffie)和斯坦福大学电气工程
6、系的名誉教授马丁?赫尔曼(Martin?Hellman),两人获得今年图灵奖的原因是两人在1976年发表的论文“New directionsin cryptography(密码学的新方向)”。二人在这篇论文中首次提出密钥交换协议,同时也提出了公钥密码学的思想,在密码学历史上具有里程碑的意义。目前,他们的理念被广泛地应用于互联网通信,有重要的理论意义和现实价值,他们获得“图灵奖”实至名归。 认证协议是指一个通信过程或协议,通过这个过程,一个实体B和另一个实体A建立一种真实的通信,使得B能够验证A确实就是自己要与之通信的那个实体,而不是A的实体无法向B证明自己就是A。通信双方运行实体认证协议的目的
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