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非对称加密公钥私钥怎么生成

keros@mark 2022-10-26 资讯中心

很高兴和大家一起分享非对称加密公钥私钥怎么生成的知识,希望对各位有所帮助。

本文目录一览

HTTPS 加密算法过程

1、HTTP 协议(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议):是客户端浏览器或其他程序与Web服务器之间的应用层通信协议 。

2、HTTPS 协议(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer):可以理解为HTTP+SSL/TLS, 即 HTTP 下加入 SSL 层,HTTPS 的安全基础是 SSL,因此加密的详细内容就需要 SSL,用于安全的 HTTP 数据传输。

3、SSL(Secure Socket Layer,安全套接字层):1994年为 Netscape 所研发,SSL 协议位于 TCP/IP 协议与各种应用层协议之间,为数据通讯提供安全支持。

4、TLS(Transport Layer Security,传输层安全):其前身是 SSL,它最初的几个版本(SSL 1.0、SSL 2.0、SSL 3.0)。

如上图所示 HTTPS 相比 HTTP 多了一层 SSL/TLS。

1、对称加密

有流式、分组两种,加密和解密都是使用的同一个密钥。

例如:DES、aes-GCM、ChaCha20-Poly1305等

2、非对称加密

加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的,分别称为:公钥、私钥,公钥和算法都是公开的,私钥是保密的。非对称加密算法性能较低,但是安全性超强,由于其加密特性,非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。

例如:RSA、DSA、ECDSA、 DH、ECDHE

3、哈希算法

将任意长度的信息转换为较短的固定长度的值,通常其长度要比信息小得多,且算法不可逆。

例如:MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-256 等

4、数字签名

签名就是在信息的后面再加上一段内容(信息经过hash后的值),可以证明信息没有被修改过。hash值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送,以保证这个hash值不被修改。

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HTTP协议在浏览器/服务器间进行数据的传输是明文的,不做任何的加密,通俗来说,就是“裸奔”,这样会产生什么样的问题那,我们来举一个例子:

在这里插入图片描述

上述我们通过两个人物模仿了服务器和客户端的交互,我们可以看出,小明和小花之间进行数据通信的时候采用的是明文传输的、那么此时很有可能被中间人获取信息、并进行数据篡改,这种行为就叫 中间人攻击。

所以 HTTP 传输面临的风险有:

(1) 窃听风险:黑客可以获知通信内容。

(2) 篡改风险:黑客可以修改通信内容。

(3) 冒充风险:黑客可以冒充他人身份参与通信。

哈哈、此时你是不是不能很愉快的上网冲浪了呀,别担心,我们此时可以对明文进行加密:

这样是不是比原来安全多了呀!但是这样就足够安全了吗?显然不是的,如果小明和小花在第一次聊天的时候,信息被中间人截取到了,那么中间人是不是也就有密钥了,同样可以对数据进行加解密和修改了那

这可怎么办那? 加密的数据还是不安全的啊? 别急,上面我们采用的是对称加密(换句话说就是我们发送的密钥技能加密、也能解密,那么中间人只要拿到密钥消息对他而言就是透明的了),我们还可以采用非对称加密方式进行加密数据(非对称加密一般都会有一个私钥和公钥组成。可以通过公钥加密,私钥解密,也可以通过私钥加密,公钥解密两种方式) ,对密钥的传送在格外加一层保护,当小明和小花在建立通信的时候,小花会把公钥KEY发送给小明,当小明拿到公钥KEY 后,会自己生成一个 密钥 KEY2 , 并用 KEY 对KEY2 进行加密(此时小明用的是公钥加密)

在通信过程中,即使中间人一开始就获取到了公钥KEY ,但是他不知道私钥,就对数据无法进行解密,仍旧是没办法获取KEY2。这样加密后,数据是不是就安全多了呀。这种情况下就可以和妹子愉快的进行聊天了吗?别急、所谓道高一尺魔高一丈,常言道:流氓不可怕,就怕流氓有文化。这种状态下我们的数据,相当来说是比较安全的,但是如果此时中间人获取公钥后,发送给小明一个伪公钥,又会产生什么问题那?

好吧,说到这里,大家是不是快恨死这个中间人了啊,哈哈~~~还有据俗话别忘记了,魔高一尺道高一丈,对于这种情况。我们可以借助与第三方证书平台,证书平台具备产生证书的功能,服务器(小花)可以去证书机构申请证书,证书机构通过小花提供的信息(网址、机构、法人等、公钥),生成公钥和私钥(证书机构的),通过私钥进行数据的非对称加密生成证书、将证书颁发给小花。那么此时小花就可以在进行数据交互的时候,传递证书了。

小明只需要知道证书的发证机构、就可以很方便的获取到证书的公钥、从而对证书进行校验并获取公钥、然后进行后续的操作。

那么此时小伙伴是不是又有疑问了,如果 中间人 获取到证书、并伪造证书给小明、怎么破???

不错不错、如果大家有这个想法的话,说明大家都在认真思考了。那么我们假设中间人获取到了证书、中间人也可以在证书机构获取公钥,并通过证书机构公钥获取 服务器发送的公钥,中间人此时也可以自己生成公钥,并向证书机构申请证书、并发送伪证书给小明,但是因为证书是经过签名认证的,包含(网址、机构、法人等、公钥)等信息,小明在拿到伪证书后,通过证书公钥很容易就发现证书是不合法的(网址、法人的信息可定不符,否则申请不到证书的)。

上述我们分享的内容就是HTTPS的主体思想,HTTPS增加了SSL安全层,上述介绍的所有认证流程都是在SSL安全层完成验证的。今天我就分享HTTPS的实现原理就说这么多了。 ﹏

HTTPS 缺点:

(1)SSL 证书费用很高,以及其在服务器上的部署、更新维护非常繁琐。

(2)HTTPS 降低用户访问速度(多次握手)。

(3)网站改用HTTPS 以后,由HTTP 跳转到 HTTPS 的方式增加了用户访问耗时(多数网站采用302跳转)。

(4)HTTPS 涉及到的安全算法会消耗 CPU 资源,需要增加大量机器(https访问过程需要加解密)。

科普:国产密码算法

密码学(cryptography): 通过将信息编码使其不可读,从而达到安全性。

算法 :取一个输入文本,产生一个输出文本。

加密算法 :发送方进行加密的算法。

解密算法 :接收方进行解密的算法。

对称密钥加密 (Symmetric Key Cryptography):加密与解密使用相同密钥。

非对称密钥加密 (Asymmetric Key Cryptography):加密与解密使用不同密钥。

密钥对 :在非对称加密技术中,有两种密钥,分为私钥和公钥,私钥是密钥对所有者持有,不可公布,公钥是密钥对持有者公布给他人的。

公钥 :公钥用来给数据加密,用公钥加密的数据只能使用私钥解密。

私钥 :如上,用来解密公钥加密的数据。

摘要 :对需要传输的文本,做一个HASH计算。

签名 :使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密,得到的密文即被称为该次传输过程的签名。

密码协议是指两个或两个以上的参与者为了达到某种特定目的而采取的一系列步骤。规定了一系列有序执行的步骤,必须依次执行。必须有两个或两个以上的参与者,有明确的目的。参与者都必须了解、同意并遵循这些步骤。

常见的密码协议包括IPSEC VPN 协议、SSL VPN 协议、密钥交换协议等。

密码是指描述密码处理过程的一组运算规则或规程,一般是指基于复杂数学问题设计的一组运算,其基本原理基于数学难题、可证明计算、计算复杂度等。主要包括:对称密码、公钥密码、杂凑算法、随机数生成。

在对称加密算法中,加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的,加密和解密都是使用同一个密钥,不区分公钥和私钥。

通信双方采用相同的密钥来加解密会话内容,即一段待加密内容,经过同一个密钥的两次对称加密后,与原来的结果一样,具有加解密速度快和安全强度高的优点。

国际算法:DES、aes。

国产算法:SM1、SM4、SM7。

非对称加解密算法又称为 公钥密码 ,其密钥是成对出现的。双方通信时,首先要将密钥对中的一个密钥传给对方,这个密钥可以在不安全的信道中传输;传输数据时,先使用自己持有的密钥做加密,对方用自己传输过去的密钥解密。

国际算法:RSA

国产算法:SM2

优点:

密钥分发数目与参与者数目相同,在有大量参与者的情况下易于密钥管理。

支持数字签名和不可否认性。

无需事先与对方建立关系,交换密钥。

缺点:

速度相对较慢。

可能比同等强度的对称密码算法慢10倍到100倍。

加密后,密文变长。

密码杂凑算法 :又称为散列算法或哈希函数,一种单向函数,要由散列函数输出的结果,回推输入的资料是什么,是非常困难的。

散列函数的输出结果,被称为讯息摘要(message digest)或是 摘要(digest) ,也被称为 数字指纹 。

杂凑函数用于验证消息的完整性, 在数字签名中,非对称算法对数据签名的速度较慢,一般会先将消息进行杂凑运算,生成较短的固定长度的摘要值。然后对摘要值进行签名,会大大提高计算效率 。

国际算法:MD5、SHA1、SHA2、SHA3

国产算法:SM3

2009年国家密码管理局发布的《信息安全等级保护商用密码技术实施要求》中明确规定,一、二、三、四级信息系统应使用商用密码技术来实施等级保护的基本要求和应用要求,一到四级的密码配用策略要求采用国家密码管理部门批准使用的算法。

2010年年底,国家密码管理局公开了SM2、SM3等国产密码算法。

2011年2月28日,国家密码管理局印发的【2011】145号文中明确指出,1024位RSA算法正在面临日益严重的安全威胁,并要求各相关企业在2012年6月30日前必须使用SM2密码算法

国家密码管理局在《关于做好公钥密码算法升级工作的函》中要求2011年7月1日以后建立并使用公钥密码的信息系统,应使用SM2算法;已经建设完成的系统,应尽快进行系统升级,使用SM2算法。

2014年底,国家密码管理局启动《重要信息系统密码应用推进总体研究课题》,确定十三五密码 科技 专项。

2017年11月底,国家密码管理局下发了《政务云密码支撑方案及应用方案设计要点》。

2017年国家密码管理局发布了42项金融和重要领域国产密码应用试点任务。

2018年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《金融和重要领域密码应用与创新发展工作规划(2018-2022年)。

2018年,为指导当时即将启动的商用密码应用安全性评估试点工作,国家密码管理局发布了密码行业标准GM/T0054-2018《信息系统密码应用 基本要求》。

2021年3月,国家市场监管总局、国家标准化管理委员会发布公告,正式发布国家标准GB/T39786-2021《信息安全技术信息系统密码应用基本要求》,该标准于2021年10月1日起实施。

SM1 算法是分组密码算法,分组长度为 128 位,密钥长度都为 128 比特,算法安全保密强度及相关软硬件实现性能与aes相当,算法不公开,仅以IP核的形式存在于芯片中。

算法集成于加密芯片、智能 IC 卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品,广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域(包括政务通、警务通等重要领域)。

SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法,是一种基于ECC算法的 非对称密钥算法, 其加密强度为256位,其安全性与目前使用的RSA1024相比具有明显的优势。

包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法,SM2-2椭圆曲线密钥交换协议,SM2-3椭圆曲线公钥加密算法,分别用于实现 数字签名密钥协商 和 数据加密 等功能。

SM3杂凑算法是我国自主设计的密码杂凑算法,属于哈希(摘要)算法的一种,杂凑值为256位,安全性要远高于MD5算法和SHA-1算法。

适用于商用密码应用中的 数字签名 和 验证消息认证码的生成与验证 以及 随机数 的生成,可满足多种密码应用的安全需求。

SM4 分组密码算法 是我国自主设计的分组对称密码算法,SM4算法与aes算法具有相同的密钥长度分组长度128比特,因此在安全性上高于3DES算法。

用于实现数据的加密/解密运算,以保证数据和信息的机密性。软件和硬件加密卡均可实现此算法。

商用密码技术框架包括 密码资源、密码支撑、密码服务、密码应用 等四个层次,以及提供管理服务的密码管理基础设施。

密码资源层: 主要是提供基础性的密码算法资源。

密码支撑层: 主要提供密码资源调用,由安全芯片、密码模块、智能IC卡、密码卡、服务器密码机、签名验签服务器、IPSCE/SSL VPN 等商密产品组成。

密码服务层: 提供密码应用接口,分为对称和公钥密码服务以及其他三大类。

密码应用层: 调用密码服务层提供的密码应用程序接口,实现数据的加解密、数字签名验签等服务。如应用 于 安全邮件、电子印章系统、安全公文传输、移动办公平台、可信时间戳等系统。

密码管理基础设施: 独立组件,为以上四层提供运维管理、信任管理、设备管理、密钥管理等功能。

完整的PKI系统必须具有权威认证机构(CA)、数字证书库、密钥备份及恢复系统(KMC)、证书作废系统(CRL)、应用接口(API)等基本构成部分,构建PKI也将围绕着这五大系统来着手构建。

CA 系统:Ca系统整个PKI的核心,负责证书的签发。CA首先产生自身的私钥和公钥(密钥长度至少为1024位),然后生成数字证书,并且将数字证书传输给安全服务器。、CA还负责为操作员、安全服务器以及注册机构服务器生成数字证书。安全服务器的数字证书和私钥也需要传输给安全服务器。

CA服务器是整个结构中最为重要的部分,存有CA的私钥以及发行证书的脚本文件,出于安全的考虑,应将CA服务器与其他服务器隔离,任何通信采用人工干预的方式,确保认证中心的安全。

(1)甲使用乙的公钥对明文进行加密,生成密文信息。

(2)甲使用HASH算法对明文进行HASH运算,生成数字指纹。

(3)甲使用自己的私钥对数字指纹进行加密,生成数字签名。

(4)甲将密文信息和数字签名一起发送给乙。

(5)乙使用甲的公钥对数字签名进行解密,得到数字指纹。

(6)乙接收到甲的加密信息后,使用自己的私钥对密文信息进行解密,得到最初的明文。

(7)乙使用HASH算法对还原出的明文用与甲所使用的相同HASH算法进行HASH运算,生成数字指纹。然后乙将生成的数字指纹与从甲得到的数字指纹进行比较,如果一致,乙接受明文;如果不一致,乙丢弃明文。

SSL 协议建立在可靠的传输协议(如 TCP)之上,为高层协议提供数据封装,压缩,加密等基本功能。

即可以协商加密算法实现加密传输,防止数据防窃听和修改,还可以实现对端设备身份验证、在这个过程中,使用国密算法进行加密、签名证书进行身份验证、加密证书用于密钥交换

SSL协商过程:

(1)客户端发出会话请求。

(2)服务端发送X.509证书(包含服务端的公钥)。

(3)客户端用已知Ca列表认证证书。

(4)客户端生成随机对称密钥,并利用服务端的公钥进行加密。

(5)双方协商完毕对称密钥,随后用其加密会话期间的用户最终数据。

利用SSL卸载技术及负载均衡机制,在保障通讯数据安全传输的同时,减少后台应用服务器的性能消耗,并实现服务器集群的冗余高可用,大幅度提升整个业务应用系统的安全性和稳定性。此外,借助多重性能优化技术更可缩短了业务访问的响应等待时间,明显提升用户的业务体验。

基于 数字证书 实现终端身份认证,给予密码运算实现本地数据的加密存储,数字证书硬件存储和密码运算由移动终端内置的密码部件提供。

移动应用管理系统服务器采用签名证书对移动应用软件安装包进行签名,移动应用管理系统客户端对签名信息进行验签,保障移动应用软件安装包的真实性和完整性。

移动办公应用系统采用签名证书对关键访问请求进行签名验证。

采用加密证书对关键传输数据和业务操作指令,以及移动终端本地存储的重要数据进行加密保护。

移动办公系统使用商用密码,基于数字证书认证系统,构建覆盖移动终端、网络、移动政务应用的安全保障体系,实现政务移动终端安全、接入安全、传输安全和移动应用安全 。

1、非对称加密技术的私钥从哪里来?

从加密软件来的。

互相交换公钥前,用软件生成一对。

包含一个私钥。一个公钥

https非对称加密:公钥和私钥

客户端发送给服务器的数据,加密后,只能被服务器解密;服务器相应给客户端的信息,加密后,可以被所有人解密(其实就是不加密);也就是单向加密

一、CA机构 和 操作系统

二、服务器 与 CA机构

三、客户端 与 服务器

非对称加密中私钥是如何得到的?

公钥密码体制的核心思想是:加密和解密采用不同的密钥。这是公钥密码体制和传统的对称密码体制最大的区别。对于传统对称密码而言,密文的安全性完全依赖于 密钥的保密性,一旦密钥泄漏,将毫无保密性可言。但是公钥密码体制彻底改变了这一状况。在公钥密码体制中,公钥是公开的,只有私钥是需要保密的。知道公钥 和密码算法要推测出私钥在计算上是不可行的。这样,只要私钥是安全的,那么加密就是可信的。

显然,对称密码和公钥密码都需要保证密钥的安全,不同之处在于密钥的管理和分发上面。在对称密码中,必须要有一种可靠的手段将加密密钥(同时也是解密密 钥)告诉给解密方;而在公钥密码体制中,这是不需要的。解密方只需要保证自己的私钥的保密性即可,对于公钥,无论是对加密方而言还是对密码分析者而言都是 公开的,故无需考虑采用可靠的通道进行密码分发。这使得密钥管理和密钥分发的难度大大降低了。

加密和解密:发送方利用接收方的公钥对要发送的明文进行加密,接受方利用自己的

私钥进行解密,其中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.但是因为非对称加密技术的速度比较慢,所以,一般采用对称

加密技术加密明文,然后用非对称加密技术加密对称密钥,即数字信封 技术.

签名和验证:发送方用特殊的hash算法,由明文中产生固定长度的摘要,然后利用

自己的私钥对形成的摘要进行加密,这个过程就叫签名。接受方利用

发送方的公钥解密被加密的摘要得到结果A,然后对明文也进行hash操

作产生摘要B.最后,把A和B作比较。此方式既可以保证发送方的身份不

可抵赖,又可以保证数据在传输过程中不会被篡改。

首先要分清它们的概念:

加密和认证

首先我们需要区分加密和认证这两个基本概念。

加密是将数据资料加密,使得非法用户即使取得加密过的资料,也无法获取正确的资料内容, 所以数据加密可以保护数据,防止监听攻击。其重点在于数据的安全性。身份认证是用来判断某个身份的真实性,确认身份后,系统才可以依不同的身份给予不同的 权限。其重点在于用户的真实性。两者的侧重点是不同的。

公钥和私钥

其次我们还要了解公钥和私钥的概念和作用。

在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥(公开密钥),也就是非对称密钥密码系统,每个通信方均需要两个密钥,即公钥和私钥,这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的,不需要保密,而私钥是由个人自己持有,并且必须妥善保管和注意保密。

公钥私钥的原则:

一个公钥对应一个私钥。

密钥对中,让大家都知道的是公钥,不告诉大家,只有自己知道的,是私钥。

如果用其中一个密钥加密数据,则只有对应的那个密钥才可以解密。

如果用其中一个密钥可以进行解密数据,则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。

非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证,而公钥加密的过程和公钥认证的过程是不一样的,下面我就详细讲解一下两者的区别。

事例说明下:

例如:比如有两个用户Alice和Bob,Alice想把一段明文通过双钥加密的技术发送给Bob,Bob有一对公钥和私钥,那么加密解密的过程如下:

Bob将他的公开密钥传送给Alice。

Alice用Bob的公开密钥加密她的消息,然后传送给Bob。

Bob用他的私人密钥解密Alice的消息。

那么Bob怎么可以辨认Alice是不是真人还是冒充的.我们只要和上面的例子方法相反就可以了.

Alice用她的私人密钥对文件加密,从而对文件签名。

Alice将签名的文件传送给Bob。

Bob用Alice的公钥解密文件,从而验证签名。

通过例子大家应该有所了解吧!

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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