‘壹’ 怎样实现对私钥(公钥)进行解密
要实现安全登录,可以采用下面三种方法,一种基于非对称加密算法,一种基于对称加密算法,最后一种基于散列算法。下面我们来分别讨论这三种方法。
非对称加密算法中,目前最常用的是 RSA 算法和 ECC(椭圆曲线加密)算法。要采用非对称加密算法实现安全登录的话,首先需要在客户端向服务器端请求登录页面时,服务器生成公钥和私钥,然后将公钥随登录页面一起传递给客户端浏览器,当用户输入完用户名密码点击登录时,登录页面中的 JavaScript 调用非对称加密算法对用户名和密码用用公钥进行加密。然后再提交到服务器端,服务器端利用私钥进行解密,再跟数据库中的用户名密码进行比较,如果一致,则登录成功,否则登录失败。
看上去很简单,但是这里有这样几个问题。目前 RSA 算法中,1024-2048 位的密钥被认为是安全的。如果密钥长度小于这个长度,则认为可以被破解。但这样的长度超过了程序设计语言本身所允许的数字运算范围,需要通过模拟来实现大数运算。而在 Web 系统的客户端,如果通过 JavaScript 来模拟大数运行的话,效率将会是很低的,因此要在客户端采用这样的密钥来加密数据的话,许多浏览器会发出执行时间过长,停止运行的警告。然而,解密或者密钥生成的时间相对于加密来说要更长。虽然解密和密钥生成是在服务器端执行的,但是如果服务器端是 PHP、ASP 这样的脚本语言的话,它们也将很难胜任这样的工作。ECC 算法的密钥长度要求比 RSA 算法要低一些,ECC 算法中 160 位的密钥长度被认为与 RSA 算法中 1024 位的密钥长度的安全性是等价的。虽然仍然要涉及的模拟大数运算,但 ECC 算法的密钥长度的运算量还算是可以接受的,但是 ECC 算法比 RSA 算法要复杂的多,因此实现起来也很困难。
对称加密算法比非对称加密算法要快得多,但是对称加密算法需要数据发送方和接受方共用一个密钥,密钥是不能通过不安全的网络直接传递的,否则密钥和加密以后的数据如果同时监听到的话,入侵者就可以直接利用监听到的密钥来对加密后的信息进行解密了。
那是不是就不能通过对称加密算法实现安全登录呢?其实只要通过密钥交换算法就可以实现安全登录了,常用的密钥交换算法是 Diffie-Hellman 密钥交换算法。我们可以这样来实现密钥的安全传递,首先在客户端向服务器端请求登录页面时,服务器端生成一个大素数 p,它的本原根 g,另外生成一个随机数 Xa,然后计算出 Ya = gXa mod p,将 p、g、Ya 连同登录页面一起发送给客户端,然后客户端也生成一个随机数 Xb,计算 Yb = gXb mod p,然后再计算 K = YaXb mod p,现在 K 就是密钥,接下来就可以用 K 作密钥,用对称加密算法对用户输入进行加密了,然后将加密后的信息连同计算出来的 Yb 一同发送给服务器端,服务器端计算 K = YbXa mod p,这样就可以得到跟客户端相同的密钥 K 了,最后用客户端加密算法的相应解密算法,就可以在服务器端将加密信息进行解密了,信息解密以后进行比较,一致则登录成功,否则登录失败。需要注意的时候,这里服务器端生成的随机数 Xa 和 客户端生成的随机数 Xb 都不传递给对方。传递的数据只有 p、g、Ya、Yb 和加密后的数据。
但是如果我们不采用加密算法而采用散列算法对登录密码进行处理的话,可以避免被直接解密出原文,但是如果直接采用 MD5 或者 SHA1 来对登录密码进行处理后提交的话,一旦入侵者监听到散列后的密码,则不需要解密出原文,直接将监听到的数据提交给服务器,就可以实现入侵的目的了。而且,目前 MD5 算法已被破解,SHA1 算法则被证明从理论上可破解,就算采用离线碰撞,也可以找出与原密码等价的密码来。所以直接采用 MD5 或者 SHA1 来对密码进行散列处理也是不可行的。
但是如果在散列算法中加入了密钥,情况就不一样了。hmac 算法正好作了这样的事情,下面我们来看看如何用 hmac 算法实现安全登录。首先在客户端向服务器端请求登录页面时,服务器端生成一个随机字符串,连同登录页面一同发送给客户端浏览器,当用户输入完用户名密码后,将密码采用 MD5 或者 SHA1 来生成散列值作为密钥,服务器端发送来的随机字符串作为消息数据,进行 hmac 运算。然后将结果提交给服务器。之所以要对用户输入的密码进行散列后再作为密钥,而不是直接作为密钥,是为了保证密钥足够长,而又不会太长。服务器端接受到客户端提交的数据后,将保存在服务器端的随机字符串和用户密码进行相同的运算,然后进行比较,如果结果一致,则认为登录成功,否则登录失败。当然如果不用 hmac 算法,直接将密码和服务器端生成的随机数合并以后再做 MD5 或者 SHA1,应该也是可以的。
这里客户端每次请求时服务器端发送的随机字符串都是不同的,因此即使入侵者监听到了这个随机字符串和加密后的提交的数据,它也无法再次提交相同的数据通过验证。而且通过监听到的数据也无法计算出密钥,所以也就无法伪造登录信息了。
对称和非对称加密算法不仅适用于登录验证,还适合用于最初的密码设置和以后密码修改的过程中,而散列算法仅适用于登录验证。但是散列算法要比对称和非对称加密算法效率高。
‘贰’ 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。
‘叁’ 公钥密码里面,如果一方用自己的私钥加密,解密用自己的公钥,公钥不是公开的吗任何人都可以解开
信息传输有两条路径,一是信息加密,二是身份认证,你说的这种只是身法认证环节,任何人拥有了你的公钥,都能确认是“你”发出的(因为你使用自己的私钥加密的,这个环节叫电子签名)。
而具体的密文的加密是使用你的公钥加密的,只有你的私钥可解密,其它人没有你的私钥,虽然收到了消息,也知道是你发出的(即前面说的身份认证过程畅通无阻),但是没法解密,因此无法知道具体信息内容。
‘肆’ RSA的公钥和私钥到底哪个才是用来加密和哪个用来解密
其实公钥和私钥都可以用来加密或解密---只要能保证用A加密,就用B解密就行。至于A是公钥还是私钥,其实可以根据不同的用途而定。
例如说,如果你想把某个消息秘密的发给某人,那你就可以用他的公钥加密。因为只有他知道他的私钥,所以这消息也就只有他本人能解开,于是你就达到了你的目的。
但是如果你想发布一个公告,需要一个手段来证明这确实是你本人发的,而不是其他人冒名顶替的。那你可以在你的公告开头或者结尾附上一段用你的私钥加密的内容(例如说就是你公告正文的一段话),那所有其他人都可以用你的公钥来解密,看看解出来的内容是不是相符的。如果是的话,那就说明这公告确实是你发的---因为只有你的公钥才能解开你的私钥加密的内容,而其他人是拿不到你的私钥的。
最后再说一下数字签名。
数字签名无非就两个目的:
证明这消息是你发的;
证明这消息内容确实是完整的---也就是没有经过任何形式的篡改(包括替换、缺少、新增)。
其实,上面关于“公告”那段内容,已经证明了第一点:证明这消息是你发的。
那么要做到第二点,也很简单,就是把你公告的原文做一次哈希(md5或者sha1都行),然后用你的私钥加密这段哈希作为签名,并一起公布出去。当别人收到你的公告时,他可以用你的公钥解密你的签名,如果解密成功,并且解密出来的哈希值确实和你的公告原文一致,那么他就证明了两点:这消息确实是你发的,而且内容是完整的。
其实概念很简单:
小明想秘密给小英发送消息
小英手里有一个盒子(public key),这个盒子只有小英手里的钥匙(private key)才打得开
小英把盒子送给小明(分发公钥)
小明写好消息放进盒子里,锁上盒子(公钥加密)
小明把盒子寄给小英(密文传输)
小英用手里的钥匙打开盒子,得到小明的消息(私钥解密)
假设小刚劫持了盒子,因为没有小英的钥匙,他也打不开
‘伍’ JAVA公钥加密,私钥解密,该怎么解决
就是一个算法的问题算法生成公钥加密然后把用私钥解密而已
‘陆’ 含有公钥,能不能私钥加密,公钥解密
公钥是公开的没有错,但是不是每个人都知道公钥,你的公钥只给你需要的人。有了公钥确实可以解来密码,但是加密文件你只发给需要的人,除非他们把文件公开,否则没有加密文件,只知道公钥没有用的。反过来公钥加密,只有你能解开,所以如果拿公钥加密文件,你是唯一能解开密码的人,这样很安全的。
‘柒’ 什么是公钥加密和私钥解密
补充一点:讲的通俗点就是对所有的人来讲是加密的,不可任意访问的,但对于授权者和拥有者来讲是没有任何限制的。
‘捌’ 为什么公钥加密只能私钥解密而不能公钥解密
一个是签名,一个是认证。俩功能不一样。
另外,加解密一样的东西,那被人知道了还怎么保护数据。
‘玖’ 关于私钥加密 公钥解密
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.
‘拾’ 在非对称加密中如何实现公钥加密,只有私钥可以解密的原理
可以,公钥和私钥匙相对的,任何一个作为公钥,则另一个就为私钥