Balance Loss Is Not Overload: Homework 3 Required Reading

Homework 3required Reading Assignmentw Stallings Cryptog

平衡失去平衡不 是过剩homework 3required Reading Assignmentw Stallings Cryptog

平衡失去平衡不 是过剩homework 3required Reading Assignmentw Stallings Cryptog

请阅读W. Stallings的著作《密码学与网络安全》第八版第15章（或第14章，视版本而定），完成相关的书面作业，截止日期为九月二十九日星期二，晚上11:59（使用Blackboard提交）。

Paper For Above instruction

在本次作业中，你将分析和阐释两个安全协议中的图形攻击，以及理解证书层级结构中的证书管理问题。此外，还需要区分静态和临时密钥对的用途，并结合微观经济学的角度，讨论新冠病毒检测拭子的市场变化。

一、攻击分析题：图形演示主动攻击

首先，描述一个针对以下协议的主动攻击，并用图形表示：

1. A向B发送：A, E(PUB, M), B

2. B向A发送：B, E(PUB, M), A

该攻击应破坏协议旨在实现的安全服务：

- 机密性（Confidentiality, C）

- 接收者认证（Authentication of the Receiver, AR）

假设：

- 接收方仅根据第一步中收到的数据内容识别发件人身份

- 攻击者可以是网络中的合法用户

请用图形（流程图、通信流程图等）清楚演示攻击者如何插入自己的信息，从而破坏协议的机密性和接收者认证功能。

二、证书层级结构识别与验证策略

构建一个包含美国（USA）、州（State）、市/县（City/County）、机构（Institution）的四层证书管理层级图，示意George Mason University（GMU）、Virginia大学（UVA）及 South Florida大学（USF）在此结构中的位置。在采用严格层级的公钥基础设施（PKI）中，回答以下问题：

  1. 在以下传输中，签名消息时所需附带的证书（使用指定的符号表示）：
  • a. Jordan（GMU）向Betty（UVA）发信
  • b. Lucia（USF）向Sandeep（GMU）发信
  • 在以下情形下，用户在发送加密信息之前需要从公共仓库下载并验证哪些证书：
    • a. Jordan（GMU）向Betty（UVA）发信
    • b. Lucia（USF）向Sandeep（GMU）发信

    请根据Lecture 4中的符号，完整描述证书链的组成，以及不同场景下证书验证的区别。题目强调：中间的证书和信任路径要明确，为每个认证节点的矿数（public key encrypts/decrypts，签名签理）操作进行统计：

    • 共有多少次公钥加密
    • 共有多少次公钥解密
    • 签名生成次数
    • 签名验证次数

    总结如何最小化验证和操作次数，确保安全性与效率的平衡。

    三、静态与临时公钥对的概念与区别

    解释在认证密钥协商方案中，静态（long-term）和临时（ephemeral）公钥对的定义和区别。阐述每种密钥的角色：静态密钥提供持久身份验证基础，临时密钥增强会话的机密性和抗抵赖性。分析二者在协议中的具体应用及其安保意义。

    四、微观经济学视角的市场变化分析

    请以“微观经济学”框架分析新冠病毒检测拭子市场的变化。开始语句：“The Coronavirus has had a significant microeconomic impact on the market for testing swabs.”利用价格、供需、垄断、外部性、市场结构等核心术语，分析如下问题：

    • 供给端：仅两家公司生产所有检测拭子（Puritan Medical Products在美国，另一家公司在意大利），形成垄断或寡头市场，导致市场供给的弹性极低。
    • 需求端：疫情推动对Flocked拭子的需求激增，增加了边际需求的弹性，同时引发供不应求的市场失效问题。
    • 生产链：涉及多环节的时间滞后（生产、 sterilization、包装、运输），引入了“时间成本”和“中间成本”，影响市场调节机制。
    • 政府政策：特朗普”的严格移民政策和未应用《国防生产法》（DPA）影响劳动市场，限制了劳动力的灵活供应。
    • 外部性：市场需求推动产能扩展，但外部成本如投资不足和劳动力短缺未被充分内部化，造成供需失衡。
    • 市场结构：集中度极高（只两家公司控制全球市场），使价格形成具有垄断特征，抑制新进入者和创新。

    结合上述角度，探讨如何通过市场调节、政府干预（如DPA）、提升产能等方式改善供需匹配，减少市场失效，实现“平衡”状态，避免“失衡”。

    五、论文总结

    综上所述，此次分析不仅涉及密码学中的攻击模型、证书管理，还融入了微观经济学的市场机制，体现信息安全与经济结构的交叉关系。未来应注重技术细节与产业环境的协调，提升网络安全措施同时优化资源配置，确保经济和安全的“双赢”局面。

    参考文献

    • Stallings, W. (2017). Cryptography and Network Security (8th ed.). Pearson.
    • Diffie, W., & Hellman, M. (1976). New directions in cryptography. IEEE Transactions on Information Theory, 22(6), 644-654.
    • Rescorla, E. (2001). SSL and TLS: Designing and Building Secure Systems. Addison-Wesley.
    • Rosen, J. B. (2016). Public-Key Infrastructure (PKI) and Certificate Management. IEEE Security & Privacy.
    • Shannon, C. E. (1949). Communication theory of secrecy systems. Bell System Technical Journal, 28(4), 656–715.
    • Kim, H. K., & Bond, D. (2020). Microeconomic analysis of market disruptions during crises. Journal of Business Economics.
    • U.S. Department of Commerce. (2020). The Impact of COVID-19 on Medical Supply Chains.

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