Ⅰ 計算機網路安全的一個問題 關於加密解密的
沒學過密碼學的路過。。。。怎麼用這個我倒是知道。。。。
Ⅱ 非對稱加密演算法包括哪些
以下是幾種常見的非對稱加密演算法:
1、RSA演算法:RSA演算法是最早被廣泛使用的非對稱加密演算法之一,它利用質數分解的困難性,通過生成公鑰和私鑰來實現加密和解密。
4、ElGamal演算法:ElGamal演算法是一種基於離散對兆豎數問題的加密演算法,它被廣泛應用於數字簽名和加密通信等領域。
這些演算法都是非對稱加密演算法的代表性演算法,它們在不同的場景下談族有著各自的優缺點,應根據實際需求選擇合適的族侍大演算法來進行數據加密和解密。
Ⅲ 非對稱加密演算法 (RSA、DSA、ECC、DH)
非對稱加密需要兩個密鑰:公鑰(publickey) 和私鑰 (privatekey)。公鑰和私鑰是一對,如果用公鑰對數據加密,那麼只能用對應的私鑰解密。如果用私鑰對數據加密,只能用對應的公鑰進行解密。因為加密和解密用的是不同的密鑰,所以稱為非對稱加密。
非對稱加密演算法的保密性好,它消除了最終用戶交換密鑰的需要。但是加解密速度要遠遠慢於對稱加密,在某些極端情況下,甚至能比對稱加密慢上1000倍。
演算法強度復雜、安全性依賴於演算法與密鑰但是由於其演算法復雜,而使得加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。對稱密碼體制中只有一種密鑰,並且是非公開的,如果要解密就得讓對方知道密鑰。所以保證其安全性就是保證密鑰的安全,而非對稱密鑰體制有兩種密鑰,其中一個是公開的,這樣就可以不需要像對稱密碼那樣傳輸對方的密鑰了。這樣安全性就大了很多。
RSA、Elgamal、背包演算法、Rabin、D-H、ECC (橢圓曲線加密演算法)。使用最廣泛的是 RSA 演算法,Elgamal 是另一種常用的非對稱加密演算法。
收信者是唯一能夠解開加密信息的人,因此收信者手裡的必須是私鑰。發信者手裡的是公鑰,其它人知道公鑰沒有關系,因為其它人發來的信息對收信者沒有意義。
客戶端需要將認證標識傳送給伺服器,此認證標識 (可能是一個隨機數) 其它客戶端可以知道,因此需要用私鑰加密,客戶端保存的是私鑰。伺服器端保存的是公鑰,其它伺服器知道公鑰沒有關系,因為客戶端不需要登錄其它伺服器。
數字簽名是為了表明信息沒有受到偽造,確實是信息擁有者發出來的,附在信息原文的後面。就像手寫的簽名一樣,具有不可抵賴性和簡潔性。
簡潔性:對信息原文做哈希運算,得到消息摘要,信息越短加密的耗時越少。
不可抵賴性:信息擁有者要保證簽名的唯一性,必須是唯一能夠加密消息摘要的人,因此必須用私鑰加密 (就像字跡他人無法學會一樣),得到簽名。如果用公鑰,那每個人都可以偽造簽名了。
問題起源:對1和3,發信者怎麼知道從網上獲取的公鑰就是真的?沒有遭受中間人攻擊?
這樣就需要第三方機構來保證公鑰的合法性,這個第三方機構就是 CA (Certificate Authority),證書中心。
CA 用自己的私鑰對信息原文所有者發布的公鑰和相關信息進行加密,得出的內容就是數字證書。
信息原文的所有者以後發布信息時,除了帶上自己的簽名,還帶上數字證書,就可以保證信息不被篡改了。信息的接收者先用 CA給的公鑰解出信息所有者的公鑰,這樣可以保證信息所有者的公鑰是真正的公鑰,然後就能通過該公鑰證明數字簽名是否真實了。
RSA 是目前最有影響力的公鑰加密演算法,該演算法基於一個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密密鑰,即公鑰,而兩個大素數組合成私鑰。公鑰是可發布的供任何人使用,私鑰則為自己所有,供解密之用。
A 要把信息發給 B 為例,確定角色:A 為加密者,B 為解密者。首先由 B 隨機確定一個 KEY,稱之為私鑰,將這個 KEY 始終保存在機器 B 中而不發出來;然後,由這個 KEY 計算出另一個 KEY,稱之為公鑰。這個公鑰的特性是幾乎不可能通過它自身計算出生成它的私鑰。接下來通過網路把這個公鑰傳給 A,A 收到公鑰後,利用公鑰對信息加密,並把密文通過網路發送到 B,最後 B 利用已知的私鑰,就能對密文進行解碼了。以上就是 RSA 演算法的工作流程。
由於進行的都是大數計算,使得 RSA 最快的情況也比 DES 慢上好幾倍,無論是軟體還是硬體實現。速度一直是 RSA 的缺陷。一般來說只用於少量數據加密。RSA 的速度是對應同樣安全級別的對稱密碼演算法的1/1000左右。
比起 DES 和其它對稱演算法來說,RSA 要慢得多。實際上一般使用一種對稱演算法來加密信息,然後用 RSA 來加密比較短的公鑰,然後將用 RSA 加密的公鑰和用對稱演算法加密的消息發送給接收方。
這樣一來對隨機數的要求就更高了,尤其對產生對稱密碼的要求非常高,否則的話可以越過 RSA 來直接攻擊對稱密碼。
和其它加密過程一樣,對 RSA 來說分配公鑰的過程是非常重要的。分配公鑰的過程必須能夠抵擋中間人攻擊。假設 A 交給 B 一個公鑰,並使 B 相信這是A 的公鑰,並且 C 可以截下 A 和 B 之間的信息傳遞,那麼 C 可以將自己的公鑰傳給 B,B 以為這是 A 的公鑰。C 可以將所有 B 傳遞給 A 的消息截下來,將這個消息用自己的密鑰解密,讀這個消息,然後將這個消息再用 A 的公鑰加密後傳給 A。理論上 A 和 B 都不會發現 C 在偷聽它們的消息,今天人們一般用數字認證來防止這樣的攻擊。
(1) 針對 RSA 最流行的攻擊一般是基於大數因數分解。1999年,RSA-155 (512 bits) 被成功分解,花了五個月時間(約8000 MIPS 年)和224 CPU hours 在一台有3.2G 中央內存的 Cray C916計算機上完成。
RSA-158 表示如下:
2009年12月12日,編號為 RSA-768 (768 bits, 232 digits) 數也被成功分解。這一事件威脅了現通行的1024-bit 密鑰的安全性,普遍認為用戶應盡快升級到2048-bit 或以上。
RSA-768表示如下:
(2) 秀爾演算法
量子計算里的秀爾演算法能使窮舉的效率大大的提高。由於 RSA 演算法是基於大數分解 (無法抵抗窮舉攻擊),因此在未來量子計算能對 RSA 演算法構成較大的威脅。一個擁有 N 量子位的量子計算機,每次可進行2^N 次運算,理論上講,密鑰為1024位長的 RSA 演算法,用一台512量子比特位的量子計算機在1秒內即可破解。
DSA (Digital Signature Algorithm) 是 Schnorr 和 ElGamal 簽名演算法的變種,被美國 NIST 作為 DSS (DigitalSignature Standard)。 DSA 是基於整數有限域離散對數難題的。
簡單的說,這是一種更高級的驗證方式,用作數字簽名。不單單只有公鑰、私鑰,還有數字簽名。私鑰加密生成數字簽名,公鑰驗證數據及簽名,如果數據和簽名不匹配則認為驗證失敗。數字簽名的作用就是校驗數據在傳輸過程中不被修改,數字簽名,是單向加密的升級。
橢圓加密演算法(ECC)是一種公鑰加密演算法,最初由 Koblitz 和 Miller 兩人於1985年提出,其數學基礎是利用橢圓曲線上的有理點構成 Abel 加法群上橢圓離散對數的計算困難性。公鑰密碼體制根據其所依據的難題一般分為三類:大整數分解問題類、離散對數問題類、橢圓曲線類。有時也把橢圓曲線類歸為離散對數類。
ECC 的主要優勢是在某些情況下它比其他的方法使用更小的密鑰 (比如 RSA),提供相當的或更高等級的安全。ECC 的另一個優勢是可以定義群之間的雙線性映射,基於 Weil 對或是 Tate 對;雙線性映射已經在密碼學中發現了大量的應用,例如基於身份的加密。不過一個缺點是加密和解密操作的實現比其他機制花費的時間長。
ECC 被廣泛認為是在給定密鑰長度的情況下,最強大的非對稱演算法,因此在對帶寬要求十分緊的連接中會十分有用。
比特幣錢包公鑰的生成使用了橢圓曲線演算法,通過橢圓曲線乘法可以從私鑰計算得到公鑰, 這是不可逆轉的過程。
https://github.com/esxgx/easy-ecc
Java 中 Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey 均不支持 ECC 演算法。
https://www.jianshu.com/p/58c1750c6f22
DH,全稱為"Diffie-Hellman",它是一種確保共享 KEY 安全穿越不安全網路的方法,也就是常說的密鑰一致協議。由公開密鑰密碼體制的奠基人 Diffie 和 Hellman 所提出的一種思想。簡單的說就是允許兩名用戶在公開媒體上交換信息以生成"一致"的、可以共享的密鑰。也就是由甲方產出一對密鑰 (公鑰、私鑰),乙方依照甲方公鑰產生乙方密鑰對 (公鑰、私鑰)。
以此為基線,作為數據傳輸保密基礎,同時雙方使用同一種對稱加密演算法構建本地密鑰 (SecretKey) 對數據加密。這樣,在互通了本地密鑰 (SecretKey) 演算法後,甲乙雙方公開自己的公鑰,使用對方的公鑰和剛才產生的私鑰加密數據,同時可以使用對方的公鑰和自己的私鑰對數據解密。不單單是甲乙雙方兩方,可以擴展為多方共享數據通訊,這樣就完成了網路交互數據的安全通訊。
具體例子可以移步到這篇文章: 非對稱密碼之DH密鑰交換演算法
參考:
https://blog.csdn.net/u014294681/article/details/86705999
https://www.cnblogs.com/wangzxblog/p/13667634.html
https://www.cnblogs.com/taoxw/p/15837729.html
https://www.cnblogs.com/fangfan/p/4086662.html
https://www.cnblogs.com/utank/p/7877761.html
https://blog.csdn.net/m0_59133441/article/details/122686815
https://www.cnblogs.com/muliu/p/10875633.html
https://www.cnblogs.com/wf-zhang/p/14923279.html
https://www.jianshu.com/p/7a927db713e4
https://blog.csdn.net/ljx1400052550/article/details/79587133
https://blog.csdn.net/yuanjian0814/article/details/109815473