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非对称加密所用密钥

发布时间:2023-03-22 02:35:12

A. 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:

B. 简要说说对称加密和非对称加密的原理以及区别是什么

对称加密的原理是数据发送方将明文(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。接收方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密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。

非对称加密的原理是甲方首先生成一对密钥同时将其中的一把作为公开密钥;得到公开密钥的乙方再使用该密钥对需要加密的信息进行加密后再发送给甲方;甲方再使用哪键另一把对应的私有密钥对加密后的信息进行解密,这样就实现了机密数据传输。

对称加密和非对称加密的区别为:密钥不同、安全性不同、数字签名不同。

一、密钥不同

1、对称加密:对称加密加密和解密使用同一个密钥。

2、非对称加密:非对称加密加密和解密所使用的不是同一个密钥,需要两个密钥来进行加密和解密。

二、安全性不同

1、对基缓销称加密:对称加密如果用于通过网络传输加密文件,那么不管使用任何方法将密钥告诉对方,都有可能被窃听。

2、非对称加密:非对称加密因为它包含有两个密钥,且仅有其中的“公钥”是可以被公开的,接收方只需要使用自己已持有的私钥进行解密,这样就可以很好的避免密钥在传输过程中产生的安全问题。

三搏游、数字签名不同

1、对称加密:对称加密不可以用于数字签名和数字鉴别。

2、非对称加密:非对称加密可以用于数字签名和数字鉴别。

C. 加密那些事--非对称加密详解

“非对称加密也叫公钥密码:使用公钥 加密 ,使用私钥解密”

在对称密码中,由于加密和解密的密钥是相同的,因此必须向接收者配送密钥。用于解密的密钥必须被配送给接收者,这一问题称为密钥配送问题。如果使用非对称加密,则无需向接收者配送用于解密的密钥,这样就解决了密钥配送的问题。

 非对称加密中,密钥分为加密密钥和解密密钥两种。发送者用加密密钥对消息进行加密,接收者用解密密钥对密文进行解密。需理解公钥密码,清楚地分加密密钥和解密密钥是非常重要的。加密密钥是发送者加密时使用的,而解密密钥则是接收者解密时使用的。

加密密钥和解密密钥的区别:

a.发送者只需要加密密钥

b.接收者只需要解密密钥

c.解密密钥不可以被窃听者获取

d.加密密钥被窃听者获取也没关系

也就是说,解密密钥从一开始就是由接收者自己保管的,因此只要将加密密钥发给发送者就可以解决密钥配送问题了,而根本不需要配送解密密钥。

非对称加密中,加密密钥一般是公开的。真是由于加密密钥可以任意公开,因此该密钥被称为公钥(pulickey)。相对地解密密钥是绝对不能公开的,这个密钥只能由你自己来使用,因此称为私钥(privatekey)****。私钥不可以被别人知道,也不可以将它发送给别人。

公钥和私钥是"一一对应的",一对公钥和私钥统称为密钥对(keypair)。由公钥进行加密的密文,必须使用与该公钥配对的私钥才能解密。密钥对中的两个密钥之间具有非常密切的的关系(数学上的关系)。因此公钥和私钥不能分别单独生成。

非对称加密通讯流程

假设A要给B发一条信息,A是发送者,B是接收者,窃听者C可以窃听他们之间的通讯内容。

1.B生成一个包含公钥和私钥的密钥对  

私钥由B自行妥善保管

2.B将自己的公钥发送给A

B的公钥被C截获也没关系。将公钥发给A,表示B请A用这个公钥对消息进行加密并发送给他。

3.A用B的公钥对消息进行加密

加密后的消息只有B的私钥才能够解密。

虽然A拥有B的公钥,但用B的公钥是无法对密文进行解密的。

4.A将密文发送给B   

密文被C截获也没关系,C可能拥有B的公钥,但是B的公钥是无法进行解密的。

5.B用自己的私钥对密文进行解密。

参考下图

RSA是一种非对称加密算法,它的名字由三位开发者。即RonRivest、AdiShamir和LeonardAdleman 的姓氏的首字母组成的(Rivest-Shamir-Leonard)

RSA的加密工程可以用下来公式来表达,如下。

也就是说,RSA的密文是对代表明文的数字的E次方求modN的结果。换句话说,就是将明文自己做E次乘法,然后将其结果除以N求余数,这个余数就是密文。

RSA的加密是求明文的E次方modN,因此只要知道E和N这两个数,任何人都可以完成加密的运算。所以说E和N是RSA加密的密钥。也就是说E和N的组合就是公钥

有一个很容易引起误解的地方需要大家注意一一E和N这两个数并不是密钥对(公钥和私钥的密钥对)。E和N两个数才组成了一个公钥,因此我们一般会写成 “公钥是(E,N)” 或者 “公钥是{E, N}" 这样的形式,将E和N用括号括起来。

1.3.2 RSA解密

RSA的解密和加密一样简单,可以用下面的公式来表达:

也就是说,对表示密文的数字的D次方求modN就可以得到明文。换句话说,将密文自己做D次乘法,在对其结果除以N求余数,就可以得到明文 。

这里所使用的数字N和加密时使用的数字N是相同的。数D和数N组合起来就是RSA的解密密钥,因此D和N的组合就是私钥。只有知道D和N两个数的人才能够完成解密的运算。

大家应该已经注意到,在RSA中,加密和解密的形式是相同的。加密是求 "E次方的mod N”,而解密则是求 "D次方的modN”,这真是太美妙了。

当然,D也并不是随便什么数都可以的,作为解密密钥的D,和数字E有着相当紧密的联系。否则,用E加密的结果可以用D来解密这样的机制是无法实现的。

顺便说一句, D是解密〈Decryption)的首字母,N是数字(Number)的首字母 。

RSA加密和解密

声明该文章仅做个人学习使用,无任何商业用途。

原文链接:https://blog.csdn.net/atlansi/article/details/111144109

D. 非对称加密和对称加密的区别

非对称加密和对称加密在加密和解密过程、加密解密速度、传输的安全性上都有所不同,具体介绍如下:

1、加密和解密过程不同

对称加密过程和解密过程使用的同一个密钥,加密过程相当于用原文+密钥可以传输出密文,同时解密过程用密文-密钥可以推导出原文。但非对称加密采用了两个密钥,一般使用公钥进行加密,使用私钥进行解密。

2、首扒加密解密速度不同

对称加密解密的速度比较快,适合数据比较长时的使用。非对称加密和解密花费的时间长、速度相对较慢,只适合对少量数据的使用。

3、传输的安全性不同

对称加密的过程中无法确保密钥被安全传递,密文在传输过程中是可能被第三方滚吵截获的,如果密码本也被第三方截获,则传输的密码信息将被第三方破获,安全性相对较低。

非对称加密算法中私钥是基于不同的算法生成不同的随机数,私钥通过一定的加密算法推导出公钥,但私钥到公钥的推导过程大芹侍是单向的,也就是说公钥无法反推导出私钥。所以安全性较高。

E. 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。

F. 非对称加密算法 (RSA、DSA、ECC、DH)

非对称加密需要两个密钥:公钥(publickey) 和私钥 (privatekey)。公钥和私钥是一对,如果用公钥对数据加密,那么只能用对应的私钥解密。如果用私钥对数据加密,只能用对应的公钥进行解密。因为加密和解密用的是不同的密钥,所以称为非对称加密。

非对称加密算法的保密性好,它消除了最终用户交换密钥的需要。但是加解密速度要远远慢于对称加密,在某些极端情况下,甚至能比对称加密慢上1000倍。

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。

RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC (椭圆曲线加密算法)。使用最广泛的是 RSA 算法,Elgamal 是另一种常用的非对称加密算法。

收信者是唯一能够解开加密信息的人,因此收信者手里的必须是私钥。发信者手里的是公钥,其它人知道公钥没有关系,因为其它人发来的信息对收信者没有意义。

客户端需要将认证标识传送给服务器,此认证标识 (可能是一个随机数) 其它客户端可以知道,因此需要用私钥加密,客户端保存的是私钥。服务器端保存的是公钥,其它服务器知道公钥没有关系,因为客户端不需要登录其它服务器。

数字签名是为了表明信息没有受到伪造,确实是信息拥有者发出来的,附在信息原文的后面。就像手写的签名一样,具有不可抵赖性和简洁性。

简洁性:对信息原文做哈希运算,得到消息摘要,信息越短加密的耗时越少。

不可抵赖性:信息拥有者要保证签名的唯一性,必须是唯一能够加密消息摘要的人,因此必须用私钥加密 (就像字迹他人无法学会一样),得到签名。如果用公钥,那每个人都可以伪造签名了。

问题起源:对1和3,发信者怎么知道从网上获取的公钥就是真的?没有遭受中间人攻击?

这样就需要第三方机构来保证公钥的合法性,这个第三方机构就是 CA (Certificate Authority),证书中心。

CA 用自己的私钥对信息原文所有者发布的公钥和相关信息进行加密,得出的内容就是数字证书。

信息原文的所有者以后发布信息时,除了带上自己的签名,还带上数字证书,就可以保证信息不被篡改了。信息的接收者先用 CA给的公钥解出信息所有者的公钥,这样可以保证信息所有者的公钥是真正的公钥,然后就能通过该公钥证明数字签名是否真实了。

RSA 是目前最有影响力的公钥加密算法,该算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥,即公钥,而两个大素数组合成私钥。公钥是可发布的供任何人使用,私钥则为自己所有,供解密之用。

A 要把信息发给 B 为例,确定角色:A 为加密者,B 为解密者。首先由 B 随机确定一个 KEY,称之为私钥,将这个 KEY 始终保存在机器 B 中而不发出来;然后,由这个 KEY 计算出另一个 KEY,称之为公钥。这个公钥的特性是几乎不可能通过它自身计算出生成它的私钥。接下来通过网络把这个公钥传给 A,A 收到公钥后,利用公钥对信息加密,并把密文通过网络发送到 B,最后 B 利用已知的私钥,就能对密文进行解码了。以上就是 RSA 算法的工作流程。

由于进行的都是大数计算,使得 RSA 最快的情况也比 DES 慢上好几倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是 RSA 的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA 的速度是对应同样安全级别的对称密码算法的1/1000左右。

比起 DES 和其它对称算法来说,RSA 要慢得多。实际上一般使用一种对称算法来加密信息,然后用 RSA 来加密比较短的公钥,然后将用 RSA 加密的公钥和用对称算法加密的消息发送给接收方。

这样一来对随机数的要求就更高了,尤其对产生对称密码的要求非常高,否则的话可以越过 RSA 来直接攻击对称密码。

和其它加密过程一样,对 RSA 来说分配公钥的过程是非常重要的。分配公钥的过程必须能够抵挡中间人攻击。假设 A 交给 B 一个公钥,并使 B 相信这是A 的公钥,并且 C 可以截下 A 和 B 之间的信息传递,那么 C 可以将自己的公钥传给 B,B 以为这是 A 的公钥。C 可以将所有 B 传递给 A 的消息截下来,将这个消息用自己的密钥解密,读这个消息,然后将这个消息再用 A 的公钥加密后传给 A。理论上 A 和 B 都不会发现 C 在偷听它们的消息,今天人们一般用数字认证来防止这样的攻击。

(1) 针对 RSA 最流行的攻击一般是基于大数因数分解。1999年,RSA-155 (512 bits) 被成功分解,花了五个月时间(约8000 MIPS 年)和224 CPU hours 在一台有3.2G 中央内存的 Cray C916计算机上完成。

RSA-158 表示如下:

2009年12月12日,编号为 RSA-768 (768 bits, 232 digits) 数也被成功分解。这一事件威胁了现通行的1024-bit 密钥的安全性,普遍认为用户应尽快升级到2048-bit 或以上。

RSA-768表示如下:

(2) 秀尔算法
量子计算里的秀尔算法能使穷举的效率大大的提高。由于 RSA 算法是基于大数分解 (无法抵抗穷举攻击),因此在未来量子计算能对 RSA 算法构成较大的威胁。一个拥有 N 量子位的量子计算机,每次可进行2^N 次运算,理论上讲,密钥为1024位长的 RSA 算法,用一台512量子比特位的量子计算机在1秒内即可破解。

DSA (Digital Signature Algorithm) 是 Schnorr 和 ElGamal 签名算法的变种,被美国 NIST 作为 DSS (DigitalSignature Standard)。 DSA 是基于整数有限域离散对数难题的。

简单的说,这是一种更高级的验证方式,用作数字签名。不单单只有公钥、私钥,还有数字签名。私钥加密生成数字签名,公钥验证数据及签名,如果数据和签名不匹配则认为验证失败。数字签名的作用就是校验数据在传输过程中不被修改,数字签名,是单向加密的升级。

椭圆加密算法(ECC)是一种公钥加密算法,最初由 Koblitz 和 Miller 两人于1985年提出,其数学基础是利用椭圆曲线上的有理点构成 Abel 加法群上椭圆离散对数的计算困难性。公钥密码体制根据其所依据的难题一般分为三类:大整数分解问题类、离散对数问题类、椭圆曲线类。有时也把椭圆曲线类归为离散对数类。

ECC 的主要优势是在某些情况下它比其他的方法使用更小的密钥 (比如 RSA),提供相当的或更高等级的安全。ECC 的另一个优势是可以定义群之间的双线性映射,基于 Weil 对或是 Tate 对;双线性映射已经在密码学中发现了大量的应用,例如基于身份的加密。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制花费的时间长。

ECC 被广泛认为是在给定密钥长度的情况下,最强大的非对称算法,因此在对带宽要求十分紧的连接中会十分有用。

比特币钱包公钥的生成使用了椭圆曲线算法,通过椭圆曲线乘法可以从私钥计算得到公钥, 这是不可逆转的过程。

https://github.com/esxgx/easy-ecc

Java 中 Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey 均不支持 ECC 算法。

https://www.jianshu.com/p/58c1750c6f22

DH,全称为"Diffie-Hellman",它是一种确保共享 KEY 安全穿越不安全网络的方法,也就是常说的密钥一致协议。由公开密钥密码体制的奠基人 Diffie 和 Hellman 所提出的一种思想。简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。也就是由甲方产出一对密钥 (公钥、私钥),乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对 (公钥、私钥)。

以此为基线,作为数据传输保密基础,同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥 (SecretKey) 对数据加密。这样,在互通了本地密钥 (SecretKey) 算法后,甲乙双方公开自己的公钥,使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据,同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。不单单是甲乙双方两方,可以扩展为多方共享数据通讯,这样就完成了网络交互数据的安全通讯。

具体例子可以移步到这篇文章: 非对称密码之DH密钥交换算法

参考:
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

G. 常用的非对称密钥密码算法包括des

DES全称为DataEncryptionStandard,即数据加密标准。
是一种使用密钥加密的块算法,1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准(FIPS),并授权在非密级政府通信中使用,随后该算法在国际上广泛流传开来。
DES是对称性加密里常见的一种,是一种使用秘钥加密的块算法。秘钥长度是64位(bit),超过位数秘钥被忽略。所谓对称性加密,加密和解密秘钥相同。
对称性加密一般会按照固定长度,把待加密字符串分成块。不足一整块或者刚好最后有特殊填充字符。
常见的填充有:'pkcs5'、'pkcs7'、'iso10126'、'ansix923'、'zero'类型,包括DES-ECB、DES-CBC、DES-CTR、DES-OFB、DES-CFB。

H. 对称加密和非对称加密

采用单钥密蠢禅陆码系统的加密方法,同带顷一个密钥可以同时用作信息的加密和解密,这种加密方法称为对称加密,也称为单密钥加密。

Bob和Alice各有一把相同秘钥,Bob使用密钥将原始文件加密后Alice可以使用同一密钥将其解密。

对称加密常用算法RC4:

密钥序列 1010 、明文 0110 异或得到密钥 1100 ,同理密文 1100 、密钥序列 1010 异或可以得到明文 0110 。

非对称加密算袭或法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥(public key,简称公钥)和私有密钥(private key,简称私钥)。

同时生成两把秘钥进行加解密。

I. 入门密码学④非对称加密

公钥密码(Public-key cryptography) 也称非对称式密码(Asymmetric cryptography)是密码学的一种算法,它需要两个密钥,一个是公开密钥,另一个是私有密钥; 公钥用作加密,私钥则用作解密 。使用公钥把明文加密后所得的密文,只能用相对应的私钥才能解密并得到原本的明文,最初用来加密的公钥不能用作解密。由于加密和解密需要两个不同的密钥,故被称为非对称加密;不同于加密和解密都使用同一个密钥的对称加密。公钥可以公开,可任意向外发布;私钥不可以公开。

1976年以前,所有的加密方法都是同一种模式:加密和解密使用同样的规则。
1976年,由惠特菲尔德·迪菲(Bailey Whitfield Diffie)和马丁·赫尔曼(Martin Edward Hellman)在1976年首次发表 迪菲-赫尔曼密钥交换
1977年,Ralph Merkle和Martin Hellman 共同设计了一种具体的公钥密码算法-- Knapsack
1978年,罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)共同发表了一种公钥密码算法-- RSA
RSA 可以说是现在公钥密码的事实标准

在对称密码中,由于加密和解密的密钥是相同的,因此必须向接收者配送密钥。由于解密的密钥必须被配送给接收者,在传输中的过程中存在着被窃听的问题,这一问题称为 密钥配送问题
解决密钥配送问题的方法有以下几种:

RSA 是世界第一个广泛使用的公钥算法,可以被用于公钥密码和数字签名。RSA公开密钥密码体制的原理是:根据数论,寻求两个大素数比较简单,而将它们的乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。它的强度被认为与分解一个非常大的数字的难度有关。以现代数字计算机的当前和可预见的速度,在生成 RSA 密钥时选择足够长的素数应该使该算法无限期地安全。但是,这种信念尚未在数学上得到证明,并且可能有一种快速分解算法或一种完全不同的破解 RSA 加密的方法。

ab = 1

然而只根据 N 和 E(注意:不是p和q)要计算出 d 是不可能的。因此,任何人都可对明文进行加密,但只有授权用户(知道D)才可对密文解密。

RSA 是现在最为普及的一种公钥密码算法,但是除了 RSA之外还有其他的公钥密码,基于与 RSA 等效复杂度的不同数学,包括 ElGamal 加密 、 Rabin 方式 和 椭圆曲线加密 。

在密码学中, ElGamal 加密算法 是一个基于迪菲-赫尔曼密钥交换的非对称加密算法。它在1985年由塔希尔·盖莫尔(Taher ElGamal)提出。ElGamal加密算法利用了 求离散对数的困难数。

Rabin 利用了 下平方根的困难度

椭圆曲线密码 是通过将椭圆曲线上的特定点进行特殊的乘法运算实现,它利用了这种乘法运算的逆运算非常困难这一特性。它的特点是所需的密钥长度比 RSA 短。

J. 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。

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