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非对称加密技术的解密

keros@mark 2022-10-22 资讯中心

本篇文章给大家谈谈非对称加密技术的解密以及对应的知识点,希望对各位有所帮助。

本文目录一览

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。

简单清晰,搞懂非对称加密

最近在写网站,到了发布部署阶段,想把http升级成https,于是就从网上看有关SSL的技术贴,踩了些坑之后,就对SSL很感兴趣。但这篇先不对具体技术细节过分追究,SSL究其根本,就是对数据传输进行加密。

加密的本质又无非是用特定规则将信息转换成另一种格式,转换后,如果不用特定规则解密就会导致算力成本剧增。

世界上没有绝对的安全加密算法,但只要通过算法将解密的(算力或时间成本)增大到 「现世不可解」 就足够了。

「现世不可解」 :我编的词,举个例子。我给你发我爱你,但我用某加密算法把这句话转换成其他内容,如果我不告诉你解密算法,你想通过纯暴力破解从00 01 10 11开始尝试,得需要用太湖之光算135年,得算到我坟头草1米的时候。这就叫现世不可解,这辈子够呛了,下辈子吧。

有,只要你加密的内容其本身价值远低于解密成本,那么在所有人都是理性人的前提下,你这个加密就是绝对安全的。

说完了本质,我们再来看表象。加密又分为 对称加密 和 非对称加密 。

就一个固定的规则,加密用它,解密也用它,这个规则一般叫做 密钥 。通信双方要提前沟通好,知道密钥是什么。

但这时候就产生问题了,只看发送加密的信息,这没问题。但是我密钥咋也不能一起发吧。如果发送的密钥被人截获监听了,那不就又跟裸奔一样吗。因此对称加密的密钥,通信双方需要线下沟通好,如果不方便见面,那就弄个软盘把密钥放进去,靠硬件进行解密。

由于产生年代较早,当时对称加密的密钥一般也就56bit,随着计技术的发展,计算机越来越快。出现了暴力破解的可能,56bit,可能几天就试出来了。那咋办?

最简单的办法,增常密钥位数,例如triple-DES(最长168bit的密钥),aes(最高256bit的密钥)。最起码ASE达到了「现世不可解」的程度。但通信双方总是线下约定或者用硬件介质当密钥也不太方便,1对1还好,但我要是给1万个人,10万个人发消息。我难道还要每个人都线下约定好,或者每人给张软盘嘛?这显然太蠢了。于是解决方案出来了:非对称加密!

其实也好理解,对称加密不是一个密钥吗?非对称有两个:

一个叫 公钥,用来加密。 一个叫 私钥,用来解密。

其中核心观念就是加密和解密使用不同的规则,并且这两种规则之间存在某种对应的数学关系。感兴趣,自己去搜一下RSA算法,涉及数学的部分我觉得很无趣就不写了。你只需要理解, 公钥和私钥有数学关联,但是不能互推,并且承担了不同工作就够了。

对称加密: 加密解密速度很快,高效,但密钥传递不安全,并且面临大量的密钥管理问题。常见的算法有DES、aes。

非对称加密: 安全,但费时,慢。只适合对少量数据进行加密。常用到的领域有SSL、Bitcoin。

最后,得出如何进行高效加密的方法:二者混用。步骤如图:

密码学基础(三):非对称加密(RSA算法原理)

加密和解密使用的是两个不同的秘钥,这种算法叫做非对称加密。非对称加密又称为公钥加密,RSA只是公钥加密的一种。

现实生活中有签名,互联网中也存在签名。签名的作用有两个,一个是身份验证,一个是数据完整性验证。数字签名通过摘要算法来确保接收到的数据没有被篡改,再通过签名者的私钥加密,只能使用对应的公钥解密,以此来保证身份的一致性。

数字证书是将个人信息和数字签名放到一起,经由CA机构的私钥加密之后生成。当然,不经过CA机构,由自己完成签名的证书称为自签名证书。CA机构作为互联网密码体系中的基础机构,拥有相当高级的安全防范能力,所有的证书体系中的基本假设或者前提就是CA机构的私钥不被窃取,一旦 CA J机构出事,整个信息链将不再安全。

CA证书的生成过程如下:

证书参与信息传递完成加密和解密的过程如下:

互质关系:互质是公约数只有1的两个整数,1和1互质,13和13就不互质了。

欧拉函数:表示任意给定正整数 n,在小于等于n的正整数之中,有多少个与 n 构成互质关系,其表达式为:

其中,若P为质数,则其表达式可以简写为:

情况一:φ(1)=1

1和任何数都互质,所以φ(1)=1;

情况二:n 是质数, φ(n)=n-1

因为 n 是质数,所以和小于自己的所有数都是互质关系,所以φ(n)=n-1;

情况三:如果 n 是质数的某一个次方,即 n = p^k ( p 为质数,k 为大于等于1的整数),则φ(n)=(p-1)p^(k-1)

因为 p 为质数,所以除了 p 的倍数之外,小于 n 的所有数都是 n 的质数;

情况四:如果 n 可以分解成两个互质的整数之积,n = p1 × p2,则φ(n) = φ(p1p2) = φ(p1)φ(p2)

情况五:基于情况四,如果 p1 和 p2 都是质数,且 n=p1 × p2,则φ(n) = φ(p1p2) = φ(p1)φ(p2)=(p1-1)(p2-1)

而 RSA 算法的基本原理就是欧拉函数中的第五种情况,即: φ(n)=(p1-1)(p2-1);

如果两个正整数 a 和 n 互质,那么一定可以找到整数 b,使得 ab-1 被 n 整除,或者说ab被n除的余数是1。这时,b就叫做a的“模反元素”。欧拉定理可以用来证明模反元素必然存在。

可以看到,a的 φ(n)-1 次方,就是a对模数n的模反元素。

n=p x q = 3233,3233写成二进制是110010100001,一共有12位,所以这个密钥就是12位。

在实际使用中,一般场景下选择1024位长度的数字,更高安全要求的场景下,选择2048位的数字,这里作为演示,选取p=61和q=53;

因为n、p、q都为质数,所以φ(n) = (p-1)(q-1)=60×52= 3120

注意,这里是和φ(n) 互互质而不是n!假设选择的值是17,即 e=17;

模反元素就是指有一个整数 d,可以使得 ed 被 φ(n) 除的余数为1。表示为:(ed-1)=φ(n) y -- 17d=3120y+1,算出一组解为(2753,15),即 d=2753,y=-15,也就是(17 2753-1)/3120=15。

注意,这里不能选择3119,否则公私钥相同??

公钥:(n,e)=(3233,2753)

私钥:(n,d)=(3233,17)

公钥是公开的,也就是说m=p*q=3233是公开的,那么怎么求e被?e是通过模反函数求得,17d=3120y+1,e是公开的等于17,这时候想要求d就要知道3120,也就是φ(n),也就是φ(3233),说白了,3233是公开的,你能对3233进行因数分解,你就能知道d,也就能破解私钥。

正常情况下,3233我们可以因数分解为61*53,但是对于很大的数字,人类只能通过枚举的方法来因数分解,所以RSA安全性的本质就是:对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之,对一极大整数做因数分解愈困难,RSA算法愈可靠。

人类已经分解的最大整数是:

这个人类已经分解的最大整数为232个十进制位,768个二进制位,比它更大的因数分解,还没有被报道过,因此目前被破解的最长RSA密钥就是768位。所以实际使用中的1024位秘钥基本安全,2048位秘钥绝对安全。

网上有个段子:

已经得出公私钥的组成:

公钥:(n,e)=(3233,2753)

私钥:(n,d)=(3233,17)

加密的过程就是

解密过程如下:

其中 m 是要被加密的数字,c 是加密之后输出的结果,且 m n ,其中解密过程一定成立可以证明的,这里省略证明过程。

总而言之,RSA的加密就是使用模反函数对数字进行加密和求解过程,在实际使用中因为 m n必须成立,所以就有两种加密方法:

对称加密存在虽然快速,但是存在致命的缺点就是秘钥需要传递。非对称加密虽然不需要传递秘钥就可以完成加密和解密,但是其致命缺点是速度不够快,不能用于高频率,高容量的加密场景。所以才有了两者的互补关系,在传递对称加密的秘钥时采用非对称加密,完成秘钥传送之后采用对称加密,如此就可以完美互补。

非对称加密可以破解吗????

非对称加密理论在1976年由两个老美提出,理论核心是一种算法求得的非对称密钥对当前很难相互推倒出来,只要推到不出来……理论上这种加密体系就是安全的。但算法在理论上并没有证明这个非对称密钥对绝对无法相互推倒,所以以后说不准的

什么是非对称加密技术

非对称加密算法是一种密钥的保密方法。

在对称加密中加密和解密过程用的是同一把钥匙,而非对称加密中加密和解密过程用的是一对密钥,这对密钥分别称为“公钥”和“私钥”。因为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。

非对称加密算法有哪些

RSA:RSA 是一种目前应用非常广泛、历史也比较悠久的非对称秘钥加密技术,在1977年被麻省理工学院的罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)三位科学家提出,由于难于破解,RSA 是目前应用最广泛的数字加密和签名技术,比如国内的支付宝就是通过RSA算法来进行签名验证。它的安全程度取决于秘钥的长度,目前主流可选秘钥长度为 1024位、2048位、4096位等,理论上秘钥越长越难于破解,按照维基百科上的说法,小于等于256位的秘钥,在一台个人电脑上花几个小时就能被破解,512位的秘钥和768位的秘钥也分别在1999年和2009年被成功破解,虽然目前还没有公开资料证实有人能够成功破解1024位的秘钥,但显然距离这个节点也并不遥远,所以目前业界推荐使用 2048 位或以上的秘钥,不过目前看 2048 位的秘钥已经足够安全了,支付宝的官方文档上推荐也是2048位,当然更长的秘钥更安全,但也意味着会产生更大的性能开销。

DSA:既 Digital Signature Algorithm,数字签名算法,他是由美国国家标准与技术研究所(NIST)与1991年提出。和 RSA 不同的是 DSA 仅能用于数字签名,不能进行数据加密解密,其安全性和RSA相当,但其性能要比RSA快。

ECDSA:Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,椭圆曲线签名算法,是ECC(Elliptic curve cryptography,椭圆曲线密码学)和 DSA 的结合,椭圆曲线在密码学中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分别独立提出的,相比于RSA算法,ECC 可以使用更小的秘钥,更高的效率,提供更高的安全保障,据称256位的ECC秘钥的安全性等同于3072位的RSA秘钥,和普通DSA相比,ECDSA在计算秘钥的过程中,部分因子使用了椭圆曲线算法。

智能化时代的到来涉及了各种核心算法,保护算法就能保障开发者权益,杜绝市面上各种山寨品,加密芯片恰好能起到很好的保护作用,如何选择加密芯片呢?KEROS加密芯片专注于加密领域十余年,行业首选。
1.安全性:采用国际通用aes256算法加密并同时通过KAS传送,除基本认证之外,利用2K安全EEPROM,用户可以自己管理密钥和数据,实现双重保护。
2.唯一性:以定制的方式为每一位用户单独定制“专属型号CID”,多用户之间算法不兼容,并且采用固化的方法直接将算法固化到晶圆上而无需烧入。
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4.防抄特性:每颗芯片都有自己独特的密钥系统,破解单颗芯片只对这颗芯片对应的产品有效,对整个同类型的产品是无效的,依旧无法通过验证。而且KEROS采用ASIC方法设计,芯片内为纯逻辑电路,封装内有40多层逻辑电路整合了10万多个逻辑门,爆力刨片破解难度可想而知。
5.安全存储:用户可以将保密数据加密之后安全的存放到EEPROM中。非对称加密技术的解密的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。

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