① 先用发送方私钥加密再用接收方公钥加密,然后如何解密
加密算法
加密技术是对信息进行编码和解码的技术,编码是把原来可读信息(又称明文)译成代码形式(又称密文),其逆过程就是解码(解密)。加密技术的要点是加密算法,加密算法可以分为对称加密、不对称加密和不可逆加密三类算法。
对称加密算法 对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。此外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES和IDEA等。美国国家标准局倡导的AES即将作为新标准取代DES。
不对称加密算法不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。
不可逆加密算法 不可逆加密算法的特征是加密过程中不需要使用密钥,输入明文后由系统直接经过加密算法处理成密文,这种加密后的数据是无法被解密的,只有重新输入明文,并再次经过同样不可逆的加密算法处理,得到相同的加密密文并被系统重新识别后,才能真正解密。显然,在这类加密过程中,加密是自己,解密还得是自己,而所谓解密,实际上就是重新加一次密,所应用的“密码”也就是输入的明文。不可逆加密算法不存在密钥保管和分发问题,非常适合在分布式网络系统上使用,但因加密计算复杂,工作量相当繁重,通常只在数据量有限的情形下使用,如广泛应用在计算机系统中的口令加密,利用的就是不可逆加密算法。近年来,随着计算机系统性能的不断提高,不可逆加密的应用领域正在逐渐增大。在计算机网络中应用较多不可逆加密算法的有RSA公司发明的MD5算法和由美国国家标准局建议的不可逆加密标准SHS(Secure Hash Standard:安全杂乱信息标准)等。
加密技术
加密算法是加密技术的基础,任何一种成熟的加密技术都是建立多种加密算法组合,或者加密算法和其他应用软件有机结合的基础之上的。下面我们介绍几种在计算机网络应用领域广泛应用的加密技术。
非否认(Non-repudiation)技术 该技术的核心是不对称加密算法的公钥技术,通过产生一个与用户认证数据有关的数字签名来完成。当用户执行某一交易时,这种签名能够保证用户今后无法否认该交易发生的事实。由于非否认技术的操作过程简单,而且直接包含在用户的某类正常的电子交易中,因而成为当前用户进行电子商务、取得商务信任的重要保证。
PGP(Pretty Good Privacy)技术 PGP技术是一个基于不对称加密算法RSA公钥体系的邮件加密技术,也是一种操作简单、使用方便、普及程度较高的加密软件。PGP技术不但可以对电子邮件加密,防止非授权者阅读信件;还能对电子邮件附加数字签名,使收信人能明确了解发信人的真实身份;也可以在不需要通过任何保密渠道传递密钥的情况下,使人们安全地进行保密通信。PGP技术创造性地把RSA不对称加密算法的方便性和传统加密体系结合起来,在数字签名和密钥认证管理机制方面采用了无缝结合的巧妙设计,使其几乎成为最为流行的公钥加密软件包。
数字签名(Digital Signature)技术 数字签名技术是不对称加密算法的典型应用。数字签名的应用过程是,数据源发送方使用自己的私钥对数据校验和或其他与数据内容有关的变量进行加密处理,完成对数据的合法“签名”,数据接收方则利用对方的公钥来解读收到的“数字签名”,并将解读结果用于对数据完整性的检验,以确认签名的合法性。数字签名技术是在网络系统虚拟环境中确认身份的重要技术,完全可以代替现实过程中的“亲笔签字”,在技术和法律上有保证。在公钥与私钥管理方面,数字签名应用与加密邮件PGP技术正好相反。在数字签名应用中,发送者的公钥可以很方便地得到,但他的私钥则需要严格保密。
PKI(Public Key Infrastructure)技术 PKI技术是一种以不对称加密技术为核心、可以为网络提供安全服务的公钥基础设施。PKI技术最初主要应用在Internet环境中,为复杂的互联网系统提供统一的身份认证、数据加密和完整性保障机制。由于PKI技术在网络安全领域所表现出的巨大优势,因而受到银行、证券、政府等核心应用系统的青睐。PKI技术既是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务等活动缺少物理接触,因而使得利用电子方式验证信任关系变得至关重要,PKI技术恰好能够有效解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的PKI体系还必须充分考虑互操作性和可扩展性。PKI体系所包含的认证中心(CA)、注册中心(RA)、策略管理、密钥与证书管理、密钥备份与恢复、撤销系统等功能模块应该有机地结合在一起。
加密的未来趋势
尽管双钥密码体制比单钥密码体制更为可靠,但由于计算过于复杂,双钥密码体制在进行大信息量通信时,加密速率仅为单钥体制的1/100,甚至是 1/1000。正是由于不同体制的加密算法各有所长,所以在今后相当长的一段时期内,各类加密体制将会共同发展。而在由IBM等公司于1996年联合推出的用于电子商务的协议标准SET(Secure Electronic Transaction)中和1992年由多国联合开发的PGP技术中,均采用了包含单钥密码、双钥密码、单向杂凑算法和随机数生成算法在内的混合密码系统的动向来看,这似乎从一个侧面展示了今后密码技术应用的未来。
在单钥密码领域,一次一密被认为是最为可靠的机制,但是由于流密码体制中的密钥流生成器在算法上未能突破有限循环,故一直未被广泛应用。如果找到一个在算法上接近无限循环的密钥流生成器,该体制将会有一个质的飞跃。近年来,混沌学理论的研究给在这一方向产生突破带来了曙光。此外,充满生气的量子密码被认为是一个潜在的发展方向,因为它是基于光学和量子力学理论的。该理论对于在光纤通信中加强信息安全、对付拥有量子计算能力的破译无疑是一种理想的解决方法。
由于电子商务等民用系统的应用需求,认证加密算法也将有较大发展。此外,在传统密码体制中,还将会产生类似于IDEA这样的新成员,新成员的一个主要特征就是在算法上有创新和突破,而不仅仅是对传统算法进行修正或改进。密码学是一个正在不断发展的年轻学科,任何未被认识的加/解密机制都有可能在其中占有一席之地。
目前,对信息系统或电子邮件的安全问题,还没有一个非常有效的解决方案,其主要原因是由于互联网固有的异构性,没有一个单一的信任机构可以满足互联网全程异构性的所有需要,也没有一个单一的协议能够适用于互联网全程异构性的所有情况。解决的办法只有依靠软件代理了,即采用软件代理来自动管理用户所持有的证书(即用户所属的信任结构)以及用户所有的行为。每当用户要发送一则消息或一封电子邮件时,代理就会自动与对方的代理协商,找出一个共同信任的机构或一个通用协议来进行通信。在互联网环境中,下一代的安全信息系统会自动为用户发送加密邮件,同样当用户要向某人发送电子邮件时,用户的本地代理首先将与对方的代理交互,协商一个适合双方的认证机构。当然,电子邮件也需要不同的技术支持,因为电子邮件不是端到端的通信,而是通过多个中间机构把电子邮件分程传递到各自的通信机器上,最后到达目的地。
② 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。
③ 公钥加密解密体系包括什么
非对称密钥体系又称公开密钥体系(Public Key Infrastructure (PKI)),其核心是非对称密钥加密(Asymmetric Encryption)又称公开密钥加密(Public-key Encryption)。公开密钥加密包含两个密钥:公开密钥(public key)和私有密钥(private key)。公钥通常公开发布,而私钥则由用户私密保存。由公钥加密的信息,只能通过私钥解密;由私钥加密的信息,只能通过公钥解密。常用算法有RSA、Elgamal等,可以进行数字签名(私钥加密)和信息加密(公钥加密)。通俗来讲数字签名是来公开确认明文的来源和完整性,信息加密是对明文的保密。
信息加密/解密过程:
发送者使用接收者的公钥对明文进行加密,并发送
接受者使用密钥对明文进行解密
④ 使用非对称加密及解密的过程详解
前面我们知道对称加密是对一份文件进行加密,且对应的只有一个密码?例如:A有一份文件,她使用对称加密算法加密后希望发给B,那么密码肯定也要一起交给B!这中间就会出现安全隐患,如果密码被第三方L嗅探到并截取,那么加密的文件就赤裸裸的出现在L的面前。
如果A有很多文件需要加密并发送给很多人!那么就会生成很多的密钥,这么多的密钥保管就成了一个很棘手的问题,况且还要把密钥发给不同的人!这无疑增添了很多的风险!
如何能改善这种安全性不高的加密算法,数学家们发现了另一种加密方式。称之为《非对称加密》asymmetric encryption。非对称加密算法需要两个密钥【公开密钥】(publickey)和【私有密钥】(privatekey)。下面简称【公匙】、【私匙】
【公钥】与【私钥】是一对,如果使用公开密匙对数据进行加密,那么只有对应的私有密匙才能解密;相反,如果使用私有密匙对数据进行加密,那么只有对应的公开密匙进行解密。因加密解密使用的是两种不同的密匙,所以这种算法称之为【非对称加密算法】。
在使用非对称加密前,A和B先各自生成一对公匙和私匙,然后把各自的公匙交给对方,并把自己的私匙妥善保管!如图所示:
在A给B发送信息之前,首先使用B发给A的公匙对信息进行加密处理,然后发送给B,B在收到密文之后,使用自己的私匙解密;B在给A回复信息时,先使用A发来的公匙对回复信息加密,然后发出,A收到密文后使用自己的私匙解密即可!如图所示:
⑤ 什么是公钥加密和私钥解密
如果只是单方面采用非对称性加密算法,其实有两种方式,用于不同用处.
第一种是签名,使用私钥加密,公钥解密,用于让所有公钥所有者验证私钥所有者的身份并且用来防止私钥所有者发布的内容被篡改.但是不用来保证内容不被他人获得.
第二种是加密,用公钥加密,私钥解密,用于向公钥所有者发布信息,这个信息可能被他人篡改,但是无法被他人获得.
如果甲想给乙发一个安全的保密的数据,那么应该甲乙各自有一个私钥,甲先用乙的公钥加密这段数据,再用自己的私钥加密这段加密后的数据.最后再发给乙,这样确保了内容即不会被读取,也不会被篡改.
⑥ 网络安全中加密和解密的原理是什么
对数据在网络传输中的保护 加密算法 为防止劫包偷取信息而加了密码 只有知道解开的算法才能看
如hash DES