公钥私钥非对称加密实录

Ⅰ 公钥、私钥、哈希、加密算法基础概念

生活中我们对文件要签名，签名的字迹每个人不一样，确保了独特性，当然这还会有模仿，那么对于重要文件再加盖个手印，指纹是独一无二的，保证了这份文件是我们个人所签署的。

那么在区块链世界里，对应的就是数字签名，数字签名涉及到公钥、私钥、哈希、加密算法这些基础概念。

首先加密算法分为对称加密算法、非对称加密算法、哈希函数加密算法三类。

所谓非对称加密算法，是指加密和解密用到的公钥和私钥是不同的，非对称加密算法依赖于求解一数学问题困难而验证一数学问题简单。

非对称加密系统，加密的称为公钥，解密的称为私钥，公钥加密，私钥解密、私钥签名，公钥验证。

比特币加密算法一共有两类：非对称加密算法（椭圆曲线加密算法）和哈希算法（SHA256，RIMPED160算法）

举一个例子来说明这个加密的过程：A给B发一个文件，B怎么知道他接收的文件是A发的原始文件？

A可以这样做，先对文件进行摘要处理（又称Hash，常见的哈希算法有MD5、SHA等）得到一串摘要信息，然后用自己的私钥将摘要信息加密同文件发给B，B收到加密串和文件后，再用A的公钥来解密加密串，得到原始文件的摘要信息，与此同时，对接收到的文件进行摘要处理，然后两个摘要信息进行对比，如果自己算出的摘要信息与收到的摘要信息一致，说明文件是A发过来的原始文件，没有被篡改。否则，就是被改过的。

数字签名有两个作用：
一是能确定消息确实是由发送方签名并发出来的；
二是数字签名能确定消息的完整性。

私钥用来创建一个数字签名，公钥用来让其他人核对私人密钥，
而数字签名做为一个媒介，证明你拥有密码，同时并不要求你将密码展示出来。

以下为概念的定义：

哈希（Hash）:
二进制输入数据的一种数字指纹。
它是一种函数，通过它可以把任何数字或者字符串输入转化成一个固定长度的输出，它是单向输出，即非常难通过反向推导出输入值。
举一个简单的哈希函数的例子，比如数字17202的平方根是131.15639519291463，通过一个简单的哈希函数的输出，它给出这个计算结果的后面几位小数，如后几位的9291463，通过结果9291463我们几乎不可能推算出它是哪个输入值的输出。
现代加密哈希比如像SHA-256，比上面这个例子要复杂的多，相应它的安全性也更高，哈希用于指代这样一个函数的输出值。

私钥（Private key）:
用来解锁对应（钱包）地址的一串字符，例如+。

公钥（Public keycryptography）：
加密系统是一种加密手段，它的每一个私钥都有一个相对应的公钥，从公钥我们不能推算出私钥，并且被用其中一个密钥加密了的数据，可以被另外一个相对应的密钥解密。这套系统使得你可以先公布一个公钥给所有人，然后所有人就可以发送加密后的信息给你，而不需要预先交换密钥。

数字签名（Digital signature）：
Digital signature数字签名是这样一个东西，它可以被附着在一条消息后面，证明这条消息的发送者就是和某个公钥相对应的一个私钥的所有人，同时可以保证私钥的秘密性。某人在检查签名的时候，将会使用公钥来解密被加密了的哈希值（译者注：这个哈希值是数据通过哈希运算得到的），并检查结果是否和这条信息的哈希值相吻合。如果信息被改动过，或者私钥是错误的话，哈希值就不会匹配。在比特币网络以外的世界，签名常常用于验证信息发送者的身份 – 人们公布他们自己的公钥，然后发送可以被公钥所验证的，已经通过私钥加密过的信息。

加密算法（encryption algorithm）：
是一个函数，它使用一个加密钥匙，把一条信息转化成一串不可阅读的看似随机的字符串，这个流程是不可逆的，除非是知道私钥匙的人来操作。加密使得私密数据通过公共的因特网传输的时候不需要冒严重的被第三方知道传输的内容的风险。

哈希算法的大致加密流程
1、对原文进行补充和分割处理（一般分给为多个512位的文本，并进一步分割为16个32位的整数）。
2、初始化哈希值（一般分割为多个32位整数，例如SHA256就是256位的哈希值分解成8个32位整数）。
3、对哈希值进行计算（依赖于不同算法进行不同轮数的计算，每个512位文本都要经过这些轮数的计算）。

区块链中每一个数据块中包含了一次网络交易的信息，产生相关联数据块所使用的就是非对称加密技术。非对密加密技术的作用是验证信息的有效性和生成下一个区块，区块链上网络交易的信息是公开透明的，但是用户的身份信息是被高度加密的，只有经过用户授权，区块链才能得到该身份信息，从而保证了数据的安生性和个人信息的隐私性。

公钥和私钥在非对称加密机制里是成对存在的，公钥和私钥可以去相互验证对方，那么在比特币的世界里面，我们可以把地址理解为公钥，可以把签名、输密码的过程理解为私钥的签名。
每个矿工在拿到一笔转账交易时候都可以验证公钥和私钥到底是不是匹配的，如果他们是匹配的，这笔交易就是合法的，这样每一个人只需要保管好TA自己的私钥，知道自己的比特币地址和对方的比特币地址就能够安全的将比特币进行转账，不需要一个中心化的机构来验证对方发的比特币是不是真的。

Ⅱ 图文彻底搞懂非对称加密（公钥密钥）

前文详细讲解了对称加密及算法原理。那么是不是对称加密就万无一失了呢？对称加密有一个天然的缺点，就是加密方和解密方都要持有同样的密钥。你可以能会提出疑问：既然要加、解密，当然双方都要持有密钥，这有什么问题呢？别急，我们继续往下看。

我们先看一个例子，小明和小红要进行通信，但是不想被其他人知道通信的内容，所以双方决定采用对称加密的方式。他们做了下面的事情：

1、双方商定了加密和解密的算法

2、双方确定密钥

3、通信过程中采用这个密钥进行加密和解密

这是不是一个看似完美的方案？但其中有一个步骤存在漏洞！

问题出在步骤2：双方确定密钥！

你肯定会问，双方不确定密钥，后面的加、解密怎么做？

问题在于确定下来的密钥如何让双方都知道。密钥在传递过程中也是可能被盗取的！这里引出了一个经典问题：密钥配送问题。

小明和小红在商定密钥的过程中肯定会多次沟通密钥是什么。即使单方一次确定下来，也要发给对方。加密是为了保证信息传输的安全，但密钥本身也是信息，密钥的传输安全又该如何保证呢？难不成还要为密钥的传输再做一次加密？这样不就陷入了死循环？

你是不是在想，密钥即使被盗取，不还有加密算法保证信息安全吗？如果你真的有这个想法，那么赶紧复习一下上一篇文章讲的杜绝隐蔽式安全性。任何算法最终都会被破译，所以不能依赖算法的复杂度来保证安全。

小明和小红现在左右为难，想加密就要给对方发密钥，但发密钥又不能保证密钥的安全。他们应该怎么办呢？

有如下几种解决密钥配送问题的方案：

非对称加密也称为公钥密码。我更愿意用非对称加密这种叫法。因为可以体现出加密和解密使用不同的密钥。

对称加密中，我们只需要一个密钥，通信双方同时持有。而非对称加密需要4个密钥。通信双方各自准备一对公钥和私钥。其中公钥是公开的，由信息接受方提供给信息发送方。公钥用来对信息加密。私钥由信息接受方保留，用来解密。既然公钥是公开的，就不存在保密问题。也就是说非对称加密完全不存在密钥配送问题！你看，是不是完美解决了密钥配送问题？

回到刚才的例子，小明和下红经过研究发现非对称加密能解决他们通信的安全问题，于是做了下面的事情：

1、小明确定了自己的私钥 mPrivateKey，公钥 mPublicKey。自己保留私钥，将公钥mPublicKey发给了小红

2、小红确定了自己的私钥 hPrivateKey，公钥 hPublicKey。自己保留私钥，将公钥 hPublicKey 发给了小明

3、小明发送信息 “周六早10点soho T1楼下见”，并且用小红的公钥 hPublicKey 进行加密。

4、小红收到信息后用自己的私钥 hPrivateKey 进行解密。然后回复 “收到，不要迟到” 并用小明的公钥mPublicKey加密。

5、小明收到信息后用自己的私钥 mPrivateKey 进行解密。读取信息后心里暗想：还提醒我不迟到？每次迟到的都是你吧？

以上过程是一次完整的request和response。通过这个例子我们梳理出一次信息传输的非对称加、解密过程：

1、消息接收方准备好公钥和私钥

2、私钥接收方自己留存、公钥发布给消息发送方

3、消息发送方使用接收方公钥对消息进行加密

4、消息接收方用自己的私钥对消息解密

公钥只能用做数据加密。公钥加密的数据，只能用对应的私钥才能解密。这是非对称加密的核心概念。

下面我用一个更为形象的例子来帮助大家理解。

我有下图这样一个信箱。

由于我只想接收我期望与之通信的朋友信件。于是我在投递口加了一把锁，这把锁的钥匙（公钥）我可以复制n份，发给我想接受其信件的人。只有这些人可以用这把钥匙打开寄信口，把信件投入。

相信通过这个例子，可以帮助大家彻底理解公钥和私钥的概念。

RSA 是现在使用最为广泛的非对称加密算法，本节我们来简单介绍 RSA 加解密的过程。

RSA 加解密算法其实很简单：

密文=明文^E mod N

明文=密文^D mod N

RSA 算法并不会像对称加密一样，用玩魔方的方式来打乱原始信息。RSA 加、解密中使用了是同样的数 N。公钥是公开的，意味着 N 也是公开的。所以私钥也可以认为只是 D。

我们接下来看一看 N、E、D 是如何计算的。

1、求 N

首先需要准备两个很大质数 a 和 b。太小容易破解，太大计算成本太高。我们可以用 512 bit 的数字，安全性要求高的可以使用 1024，2048 bit。

N=a*b

2、求 L

L 只是生成密钥对过程中产生的数，并不参与加解密。L 是 (a-1) 和 (b-1) 的最小公倍数

3、求 E（公钥）

E 有两个限制：

1<E<

E和L的最大公约数为1

第一个条件限制了 E 的取值范围，第二个条件是为了保证有与 E 对应的解密时用到的 D。

4、求 D（私钥）

D 也有两个限制条件：

1<D<L

E*D mod L = 1

第二个条件确保密文解密时能够成功得到原来的明文。

由于原理涉及很多数学知识，这里就不展开细讲，我们只需要了解这个过程中用到这几个数字及公式。这是理解RSA 安全性的基础。

由于 N 在公钥中是公开的，那么只需要破解 D，就可以解密得到明文。

在实际使用场景中，质数 a,b 一般至少1024 bit，那么 N 的长度在 2048 bit 以上。D 的长度和 N 接近。以现在计算机的算力，暴力破解 D 是非常困难的。

公钥是公开的，也就是说 E 和 N 是公开的，那么是否可以通过 E 和 N 推断出 D 呢？

E*D mod L = 1

想要推算出 D 就需要先推算出 L。L 是 (a-1) 和 (b-1) 的最小公倍数。想知道 L 就需要知道质数 a 和 b。破解者并不知道这两个质数，想要破解也只能通过暴力破解。这和直接破解 D 的难度是一样的。

等等，N 是公开的，而 N = a*b。那么是否可以对 N 进行质因数分解求得 a 和 b 呢？好在人类还未发现高效进行质因数分解的方法，因此可以认为做质因数分解非常困难。

但是一旦某一天发现了快速做质因数分解的算法，那么 RSA 就不再安全

我们可以看出大质数 a 和 b 在 RSA 算法中的重要性。保证 a 和 b 的安全也就确保了 RSA 算法的安全性。a 和 b 是通过伪随机生成器生成的。一旦伪随机数生成器的算法有问题，导致随机性很差或者可以被推断出来。那么 RSA 的安全性将被彻底破坏。

中间人攻击指的是在通信双方的通道上，混入攻击者。他对接收方伪装成发送者，对放送放伪装成接收者。

他监听到双方发送公钥时，偷偷将消息篡改，发送自己的公钥给双方。然后自己则保存下来双方的公钥。

如此操作后，双方加密使用的都是攻击者的公钥，那么后面所有的通信，攻击者都可以在拦截后进行解密，并且篡改信息内容再用接收方公钥加密。而接收方拿到的将会是篡改后的信息。实际上，发送和接收方都是在和中间人通信。

要防范中间人，我们需要使用公钥证书。这部分内容在下一篇文章里会做介绍。

和对称加密相比较，非对称加密有如下特点：

1、非对称加密解决了密码配送问题

2、非对称加密的处理速度只有对称加密的几百分之一。不适合对很长的消息做加密。

3、1024 bit 的 RSA不应该在被新的应用使用。至少要 2048 bit 的 RSA。

RSA 解决了密码配送问题，但是效率更低。所以有些时候，根据需求可能会配合使用对称和非对称加密，形成混合密码系统，各取所长。

最后提醒大家，RSA 还可以用于签名，但要注意是私钥签名，公钥验签。发信方用自己的私钥签名，收信方用对方公钥验签。关于签名，后面的文章会再详细讲解。

Ⅲ 非对称加密算法

非对称加密算法是一种密钥的保密方法。

非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥(publickey:简称公钥)和私有密钥(privatekey:简称私钥)。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。

非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是:甲方生成一对密钥并将公钥公开，需要向甲方发送信息的其他角色(乙方)使用该密钥(甲方的公钥)对机密信息进行加密后再发送给甲方;甲方再用自己私钥对加密后的信息进行解密。甲方想要回复乙方时正好相反，使用乙方的公钥对数据进行加密，同理，乙方使用自己的私钥来进行解密。

另一方面，甲方可以使用自己的私钥对机密信息进行签名后再发送给乙方;乙方再用甲方的公钥对甲方发送回来的数据进行验签。

甲方只能用其私钥解密由其公钥加密后的任何信息。 非对称加密算法的保密性比较好，它消除了最终用户交换密钥的需要。

非对称密码体制的特点:算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥但是由于其算法复杂，而使得加密解密速度没有对称加密解密的速度快。对称密码体制中只有一种密钥，并且是非公开的，如果要解密就得让对方知道密钥。

所以保证其安全性就是保证密钥的安全，而非对称密钥体制有两种密钥，其中一个是公开的，这样就可以不需要像对称密码那样传输对方的密钥了。这样安全性就大了很多。

Ⅳ 简述对称密钥密码体制与非对称密钥密码体制

1. 对称密钥密码：对称密钥加密又称私钥加密，即信息的发送方和接收方用一个密钥去加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快， 适合于对大数据量进行加密，但密钥管理困难。

2. 非对称密钥密码：非对称密钥加密又称公钥密钥加密。它需要使用一对密钥 来分别完成加密和解密操作，一个公开发布，即公开密钥，另一 个由用户自己秘密保存，即私用密钥。信息发送者用公开密钥去 加密，而信息接收者则用私用密钥去解密。公钥机制灵活，但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。
   

Ⅳ java生成RSA非对称型加密的公钥和私钥

非对称型加密非常适合多个客户端和服务器之间的秘密通讯 客户端使用同一个公钥将明文加密 而这个公钥不能逆向的解密 密文发送到服务器后有服务器端用私钥解密 这样就做到了明文的加密传送

非对称型加密也有它先天的缺点 加密 解密速度慢制约了它的发挥 如果你有大量的文字需要加密传送 建议你通过非对称型加密来把对称型 密钥 分发到客户端 及时更新对称型 密钥

import java io *;

import java security *;

import javax crypto *;

import javax crypto spec *;

/**

* <p>Title: RSA非对称型加密的公钥和私钥</p>

* <p>Description: </p>

* <p>Copyright: Copyright (c) </p>

* <p>Company: </p>

* @author not attributable

* @version

*/

public class KeyRSA {

private KeyPairGenerator kpg = null;

private KeyPair kp = null;

private PublicKey public_key = null;

private PrivateKey private_key = null;

private FileOutputStream public_file_out = null;

private ObjectOutputStream public_object_out = null;

private FileOutputStream private_file_out = null;

private ObjectOutputStream private_object_out = null;

/**

* 构造函数

* @param in 指定密匙长度（取值范围 ～ ）

* @throws NoSuchAlgorithmException 异常

*/

public KeyRSA(int in String address) throws NoSuchAlgorithmException FileNotFoundException IOException

{

kpg = KeyPairGenerator getInstance( RSA ); //创建 密匙对 生成器

kpg initialize(in); //指定密匙长度（取值范围 ～ ）

kp = kpg genKeyPair(); //生成 密匙对 其中包含着一个公匙和一个私匙的信息

public_key = kp getPublic(); //获得公匙

private_key = kp getPrivate(); //获得私匙

//保存公匙

public_file_out = new FileOutputStream(address + /public_key dat );

public_object_out = new ObjectOutputStream(public_file_out);

public_object_out writeObject(public_key);

//保存私匙

private_file_out = new FileOutputStream(address + /private_key dat );

private_object_out = new ObjectOutputStream(private_file_out);

private_object_out writeObject(private_key);

}

public static void main(String[] args) {

try {

System out println( 私匙和公匙保存到C盘下的文件中 );

new KeyRSA( c:/ );

}

catch (IOException ex) {

}

catch (NoSuchAlgorithmException ex) {

}

}

Ⅵ 什么是非对称加密密钥为什么可以证明我的身份

公钥私钥是非对称加密的典型例子。公钥负责加密，私钥负责解密。使用非对称加密，连接方式只有一条路。浏览器使用非对称加密来验证公私钥对，以及扩展证书本身。为此，浏览器将使用随时可用的公钥来加密一小撮一次性数据。 如果服务器能够解密这个数据并以明文形式发回，那么它证明了它的私钥对应于公钥。至此，浏览器和服务器可以开始他们的加密链接了。

Ⅶ 2019-06-10 对称加密 和非对称加密

一、对称加密

AES加密

AES加密是一种高级加密标准，是一种区块加密标准。它是一个对称密码，就是说加密和解密用相同的密钥。WPA/WPA2经常用的加密方式就是AES加密算法。

二、非对称加密

RSA加密算法是一种非对称加密算法，非对称加密算法需要两个密钥：公共密钥和私有密钥。公钥和私钥是配对的，用公钥加密的数据只有配对的私钥才能解密。

RSA对加密数据的长度有限制，一般为密钥的长度值-11，要加密较长的数据，可以采用数据截取的方法，分段加密。

使用场景：

文件或数据在本地使用公钥或私钥加密，加密后的数据传送到服务器，服务器使用同一套密钥中的私钥或者公钥进行解密。

一、Https是什么？

1.HTTPS概念

HTTPS并不是一个单独的协议，而是对工作在一加密连接（SSL/TLS）上的常规HTTP协议。通过在TCP和HTTP之间加入TLS来加密。

2.SSL/TLS协议

SSL协议，是一种安全传输的协议，TLS是SSL v3.0的升级版。

4.HTTPS传输速度

1）通信慢

2）SSL必须进行加密处理，比HTTP消耗更多资源

二、TLS/SSL握手

1.密码学原理

1）对称加密

加密数据用的秘钥和解密数据用的密钥是一样的。

2）不对称加密

私有密钥：一方保管

共有密钥：双方公有

RSA算法。

2.数字证书

1）就是互联网通讯中标志通讯各方身份信息的一串数字，也是一个文件。

2）为什么有数字证书？

3）数字证书的颁发过程？

3.SSL与TLS握手的过程？

使用非对称加密，随机数不能被随便破解

Https双向认证的流程：

a. 客户端向服务端发送SSL版本等信息

b. 服务端给客户端返回SSL版本，同时也返回服务器端的证书

c.  客户端使用服务的返回的信息验证服务器的合法性，

a) 包括：证书是否过期，发型服务器证书的CA是否可靠，返回的公钥能正确解开返回证书中的数字签名，服务器证书上帝域名是否和服务器的实际域名想匹配

b) 验证通过后，将进行通信，否则终止通信

d. 客户端将自己的证书和公钥发送给服务端

e. 验证客户端的证书，通过验证后，会获得客户端的公钥

f. 客户端向服务端发送自己可以支持的对称加密方案给服务端，让服务端进行选择

g. 服务端在客户端提供的加密方案中选择加密程度高的加密方式

h. 将加密方案通过使用之前获取到的公钥进行加密，返回给客户端

i. 客户端收到服务端返回的加密方案后，使用自己的私钥进行解密，获取具体的加密方式，最后，产生加密方式的随机码，用作过程中的密钥，使用之前从客户端证书中获取到的公钥进行加密后，发送嘿服务端

j. 服务端收到客户端发来的消息后，使用私钥对加密信息进行加密，获得对称加密的密钥

k. 对称加密，确保通信安全

总结：https实际上就是在TCP层与http层之间加入了SSL/TLS来为上层的安全保驾护航，主要用到了对称加密，非对称加密，证书等技术进行客户端与服务器的数据加密传输，最终达到保证整个通信的安全性。

Ⅷ 非对称加密里面的公钥和私钥到底是什么关系 是不是互补的意思是不是公钥为+5私钥就是-5呢

你说的+5和-5那个是对称密码体系，公钥和私钥是可以通过数学运算推算出来的
非对称密码体系里，公钥和私钥是互相无法推出的
A要发消息给B的话，用B的公钥加密，这时只能用B的私钥解密，但是只有B有私钥，所以就保证了信息的保密性

Ⅸ 什么是对称加密什么是非对称加密

对称加密

在对称加密(或叫单密钥加密)中，只有一个密钥用来加密和解密信息。尽管单密钥加密是一个简单的过程，但是双方都必须完全的相信对方，并都持有这个密钥的备份。但要达到这种信任的级别并不是想象中的那么简单。当双方试图建立信任关系时可能一个安全破坏已经发生了。首先密钥的传输就是一个重要问题，如果它被截取，那么这个密钥以及相关的重要信息就没有什么安全可言了。

但是，如果用户要在公共介质 (如互联网) 上传递信息，他需要一种方法来传递密钥，当然物理的发送和接收密钥是最安全的，但有时这是不可能的。一种解决方法就是通过电子邮件来发送，但这样的信息很容易的被截取到，从而击破了加密的目的。用户不能加密包含密钥的邮件，因为他们必须共享另一个用来加密含有密钥邮件的密钥。这种困境就产生了问题：如果对称密钥用它们自己来加密，那为什么不直接用相同的方法在第一步就使用？一个解决方案就是用非对称加密，我们将在本课的后面提到。

所有类型加密的一个主题就是破解。一种减少使用对称加密所造成的威胁的反措施就是改变密钥的规律性。然而，定期改变密钥经常是困难的，尤其是你的公司里有很多用户。另外，黑客可以使用字典程序，password sniffing来危及对称密钥的安全，或者通过搜翻办公桌，钱包以及公文包。对称加密也很容易被暴力攻击的手段击败。

非对称加密

非对称加密在加密的过程中使用一对密钥，而不像对称加密只使用一个单独的密钥。一对密钥中一个用于加密，另一个用来解密。如用A加密，则用B解密；如果用B加密，则要用A解密。

重要的概念是在这对密钥中一个密钥用来公用，另一个作为私有的密钥；用来向外公布的叫做公钥，另一半需要安全保护的是私钥。非对称加密的一个缺点就是加密的速度非常慢，因为需要强烈的数学运算程序。如果一个用户需要使用非对称加密，那么即使比较少量的信息可以也要花上几个小时的时间。

非对称加密的另一个名称叫公钥加密。尽管私钥和公钥都有与数学相关的，但从公钥中确定私钥的值是非常困难的并且也是非常耗时的。在互联网上通信，非对称加密的密钥管理是容易的因为公钥可以任易的传播，私钥必须在用户手中小心保护。

HASH加密把一些不同长度的信息转化成杂乱的128位的编码里，叫做HASH值。HASH加密用于不想对信息解密或读取。使用这种方法解密在理论上是不可能的，是通过比较两上实体的值是否一样而不用告之其它信息。HASH加密别一种用途是签名文件。它还可用于当你想让别人检查但不能复制信息的时候。