文档章节

非对称加密算法(转)

hefeiuu
 hefeiuu
发布于 2017/05/04 20:27
字数 2236
阅读 0
收藏 0
和对称加密算法一样,非对称加密算法也提供两个函数:消息加密和消息解密,但该算法较对 称加密算法有两个重要的区别。首先,用于消息解密的密钥值与用于消息加密的密钥值不同;其次,非对称加密算法比对称加密算法慢数千倍,但在保护通信安全方 面,非对称加密算法却具有对称密码难以企及的优势。  
为说明这种优势,来回顾一下前面使用对称加密算法的例子。Alice使用密钥K加密消 息并将其发送给Bob,Bob收到加密的消息后,使用密钥K对其解密以恢复原始消息。这里存在一个问题,即Alice如何将用于加密消息的密钥值发送给 Bob?答案是,Alice发送密钥值给Bob时必须通过独立的安全通信信道(即没人能监听到该信道中的通信)。
这种使用独立安全信道来交换对称 加密算法密钥的需求会带来更多问题。首先,如果有独立的安全信道,为什么不直接用它发送原始消息?答案通常是安全信道的带宽有限,如安全电话线或可信的送 信人。其次,Alice和Bob能假定他们的密钥值可以保持多久而不泄露(即不被其他人知道)以及他们应在何时交换新的密钥值?对这两个问题的回答属于密 钥管理的范畴。
密钥管理是使用加密算法时最棘手的问题,它不仅涉及如何将密钥值安全地分发给所有通信方,还涉及密钥的生命周期管理、密钥被破解时 应采取什么措施等问题。Alice和Bob的密钥管理需求可能并不复杂,他们可以通过电话(如果确定没人监听)或通过挂号信来交换密码。但如果Alice 不仅需要与Bob安全通信,还需要与许多其他人安全通信,那么她就需要与每个人交换密钥(通过可靠的电话或挂号信),并管理这一系列密钥,包括记住何时交 换新密钥、如何处理密钥泄漏和密钥不匹配(由于使用的密钥不正确,接收方无法解密消息)
等。当然,这些问题不只Alice会遇到,Bob和其他每个人都会遇到,他们都需要交换密钥并处理这些令人头痛的密钥管理问题(事实上,X9.17是一项DES密钥管理ANSI标准[ANSIX9.17])。
如果Alice要给数百人发送消息,那么事情将更麻烦,她必须使用不同的密钥值来加密每条消息。例如,要给200个人发送通知,Alice需要加密消息200次,对每个接收方加密一次消息。显然,在这种情况下,使用对称加密算法来进行安全通信的开销相当大。
非 对称加密算法的主要优势是使用两个而不是一个密钥值:一个密钥值用来加密消息,另一个密钥值用来解密消息。这两个密钥值在同一个过程中生成,称为密钥对。 用来加密消息的密钥称为公钥,用来解密消息的密钥称为私钥。用公钥加密的消息只能用与之对应的私钥来解密,私钥除了持有者外无人知道,而公钥却可通过非安 全管道来发送或在目录中发布。
仍用前面的例子来说明如何使用非对称加密算法来交换消息,Alice需要通过电子邮件给Bob发送一个机密文档。首 先,Bob使用电子邮件将自己的公钥发送给Alice。然后Alice用Bob的公钥对文档加密并通过电子邮件将加密消息发送给Bob。由于任何用Bob 的公钥加密的消息只能用Bob的私钥解密,因此即使窥探者知道Bob的公钥,消息也仍是安全的。Bob在收到加密消息后,用自己的私钥进行解密从而恢复原 始文档。
图2ˉ2说明了分别使用公钥和私钥来加密和解密消息的过程。


图2ˉ2 使用非对称加密算法的加密
如果Bob需要将编辑后的文档发回给Alice,他可以让Alice先将其公钥发送给他,然后
再用该公钥对编辑后的文档加密,并通过电子邮件将加密的文档发回给Alice。由于只有Ali
ce的私钥能解密该消息,并且只有Alice才有该私钥,因此消息是安全的,不能被其他人窥探
。如图2ˉ3所示。

图2ˉ3 Bob的公钥不能解密使用它加密的消息
注 意,非对称加密算法和对称加密算法之间有一个重要的差别:Alice和Bob不需要使用独立的安全管道交换用于加密消息的密钥值,从而解决了对称加密算法 中一个重要的密钥管理问题:如何将密钥值告诉对方。在非对称加密算法中,用于加密消息的密钥值是对所有人公开的。这还解决了对称密钥管理中另一个令人头疼 的问题:必须与每个通信方交换密钥值。在非对称加密算法中,任何需要给Alice发送安全消息的人都可以使用Alice的公钥。
回想一下,非对称 加密算法和对称加密算法之间的一个差别是,非对称加密算法的速度慢得多,比对称加密算法慢数千倍[WeiDai02]。在实际应用中,这种问题可以通过如 下方式解决:用非对称加密算法来传送临时对称密钥值,然后使用对称加密算法和该临时密钥来加密消息。这种对称密钥之所以是临时的(只持续一段时间),是因 为它只使用一次,而不像传统的对称密钥机制要求的那样持续可用或可重复使用。再回到前面的例子,Alice通过电子邮件给Bob发送机密文档。Alice 首先需要生成一个临时密钥值,用于使用对称加密算法加密
文档。然后创建另一条消息,即用Bob的公钥加密该临时密钥值,再将这两条消息都发送给Bob。收到消息后,Bob首先用自己的私钥解密出临时密钥值,再使用该临时密钥值(使用对称加密算法)来解密密文文档以恢复原始文档。
图2ˉ4给出了如何结合使用非对称加密算法和对称加密算法。

图2ˉ4 结合使用非对称加密算法和对称加密算法
非 对称加密算法的例子有RSA、Elgamal和ECC(椭圆曲线加密算法)。RSA是目前最常用 的算法。Elgamal是另一种常用的非对称加密算法,由Taher Elgamal于1985年发明,其基础 是DiffieˉHellman密钥交换算法,后者使通信双方能通过公开通信来推导出只有他们知道的 秘密密钥值[DiffieˉHellman]。    
DiffieˉHellman是Whitfield Diffie和Martin Hellman于1976年发明的,被视为第一种 非对称加密算法,尽管非对称加密算法的概念于6年前就已在英国提出了。DiffieˉHellman 与RSA的不同之处在于,DiffieˉHellman不是加密算法,它只是生成可用作对称密钥的秘密 数值。在DiffieˉHellman密钥交换过程中,发送方和接收方分别生成一个秘密的随机数,并 根据随机数推导出公开值,然后,双方再交换公开值。DiffieˉHellman算法的基础是具备生 成共享密钥的能力。只要交换了公开值,双方就能使用自己的私有数和对方的公开值来生成 对称密钥,称为共享密钥,对双方来说,该对称密钥是相同的,可以用于使用对称加密算法 加密数据。与RSA相比,DiffieˉHellman的优势之一是每次交换密钥时都使用一组新值,而 使用RSA算法时,如果攻击者获得了私钥,那么他不仅能解密之前截获的消息,还能解密之后 的所有消息。然而,RSA可以通过认证(如使用X.509数字证书)来防止中间人攻击,但Diff ieˉHellman在应对中间人攻击时非常脆弱。

本文转载自:http://ufopw.iteye.com/blog/951883

共有 人打赏支持
hefeiuu
粉丝 3
博文 64
码字总数 0
作品 0
合肥
私信 提问
非对称加密(1)非对称加密原理

非对称加密(1)非对称加密原理 现在我们已经知道对称加密的一个最大的问题是如何安全地传输密钥,并且在对称加密的体系下找不到好的解决方案。1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传...

吞吞吐吐的
2017/10/12
0
0
安全随笔2:对称加密应用场景

MD5或者说HASH值是一种不可逆的算法。如果需要从密文还原成明文,那么就需要对称和非对称这两类可逆算法。 首先,简单介绍下这两类算法。图9-1是对称算法的示意图: 图9-1 对称算法 在对称算...

文艺小青年
2017/07/06
0
0
CCNP之安全加密笔记

公钥;公开出去的那个密码。 私钥:自己私有的,保密的那个密码。 对称加密算法 : 缺点:密码交换存在问题, 优点:速度快,密文紧凑。 DES:56BIT 3DES:168BIT AES:123/192/256BIT 非对称加...

日久不生情
2017/11/14
0
0
协议森林17 我和你的悄悄话 (SSL/TLS协议)

TLS名为传输层安全协议(Transport Layer Protocol),这个协议是一套加密的通信协议。它的前身是SSL协议(安全套接层协议,Secure Sockets Layer)。这两个协议的工作方式类似,但TLS协议针对S...

余凯力
2017/06/19
0
0
HTTPS协议说明

HTTPS协议说明 基本现在最安全的网络连接就是使用https了,http协议有几个不安全的地方: 传输信息是明文的。 -- http的传输信息是明文的,基本网络劫持下就束手就擒了。 不能防止篡改。 --...

王二狗子11
01/07
0
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

ElasticJob自定义注解注册任务

一,我们需要自定义个注解 @Target({ElementType.TYPE})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface ElasticSimpleJob { @AliasFor("cron") public abstract Str......

满风
18分钟前
1
0
架构师必备,带你弄清混乱的JAVA日志体系

引言 还在为弄不清 commons-logging-xx.jar 、 log4j-xx.jar 、 sl4j-api-xx.jar 等日志框架之间复杂的关系而感到烦恼吗? 还在为如何统一系统的日志输出而感到不知所措嘛? 您是否依然存在这...

微笑向暖wx
19分钟前
1
0
Excel快速入门教程1-简介

什么是Microsoft Excel? Microsoft Excel是一个电子表格程序,用于记录和分析数值数据。 Excel将电子表格视为列和行表的集合。 字母标签通常分配给列,而数字标签通常分配给行。 列和行相交...

python测试开发人工智能安全
19分钟前
1
0
设计模式

设计模式 菜鸟教程

qwergkp
21分钟前
1
0
只需五分钟-用Maven快速搭建Spring Cloud微服务

Maven安装手册 如果想学习Java工程化、高性能及分布式、深入浅出。微服务、Spring,MyBatis,Netty源码分析的朋友可以加我的Java高级交流:854630135,群里有阿里大牛直播讲解技术,以及Jav...

编程SHA
24分钟前
1
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部