rsa公鑰加密算法原理分析

時間：2020-08-04 11:09:01

關(guān)鍵字： rsa算法

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[導(dǎo)讀] 　　什么是RSA算法　　RSA公鑰加密算法是1977年由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·

　　什么是RSA算法

　　RSA公鑰加密算法是1977年由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）一起提出的。1987年7月首次在美國公布，當(dāng)時他們?nèi)硕荚诼槭±砉W(xué)院工作實習(xí)。RSA就是他們?nèi)诵帐祥_頭字母拼在一起組成的。

　　RSA是目前最有影響力和最常用的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已知的絕大多數(shù)密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。

　　今天只有短的RSA鑰匙才可能被強(qiáng)力方式解破。到2008年為止，世界上還沒有任何可靠的攻擊RSA算法的方式。只要其鑰匙的長度足夠長，用RSA加密的信息實際上是不能被解破的。但在分布式計算和量子計算機(jī)理論日趨成熟的今天，RSA加密安全性受到了挑戰(zhàn)和質(zhì)疑。

　　RSA算法基于一個十分簡單的數(shù)論事實：將兩個大質(zhì)數(shù)相乘十分容易，但是想要對其乘積進(jìn)行因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開作為加密密鑰。

　　基本含義

　　RSA公開密鑰密碼體制。所謂的公開密鑰密碼體制就是使用不同的加密密鑰與解密密鑰，是一種“由已知加密密鑰推導(dǎo)出解密密鑰在計算上是不可行的”密碼體制。

　　在公開密鑰密碼體制中，加密密鑰（即公開密鑰）PK是公開信息，而解密密鑰（即秘密密鑰）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法D也都是公開的。雖然解密密鑰SK是由公開密鑰PK決定的，但卻不能根據(jù)PK計算出SK。

　　正是基于這種理論，1978年出現(xiàn)了著名的RSA算法，它通常是先生成一對RSA 密鑰，其中之一是保密密鑰，由用戶保存；另一個為公開密鑰，可對外公開，甚至可在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中注冊。為提高保密強(qiáng)度，RSA密鑰至少為500位長，一般推薦使用1024位。這就使加密的計算量很大。為減少計算量，在傳送信息時，常采用傳統(tǒng)加密方法與公開密鑰加密方法相結(jié)合的方式，即信息采用改進(jìn)的DES或IDEA對話密鑰加密，然后使用RSA密鑰加密對話密鑰和信息摘要。對方收到信息后，用不同的密鑰解密并可核對信息摘要。

　　RSA算法是第一個能同時用于加密和數(shù)字簽名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現(xiàn)今的三十多年里，經(jīng)歷了各種攻擊的考驗，逐漸為人們接受，截止2017年被普遍認(rèn)為是最優(yōu)秀的公鑰方案之一。

　　RSA加密算法原理

　　RSA加密算法中，只用到素數(shù)、互質(zhì)數(shù)、指數(shù)運算、模運算等幾個簡單的數(shù)學(xué)知識。所以，我們也需要了解這幾個概念即可。

　　素數(shù)

　　素數(shù)又稱質(zhì)數(shù)，指在一個大于1的自然數(shù)中，除了1和此整數(shù)自身外，不能被其他自然數(shù)整除的數(shù)。這個概念，我們在上初中，甚至小學(xué)的時候都學(xué)過了，這里就不再過多解釋了。

　　互質(zhì)數(shù)

　　百度百科上的解釋是：公因數(shù)只有1的兩個數(shù)，叫做互質(zhì)數(shù)。；維基百科上的解釋是：互質(zhì)，又稱互素。若N個整數(shù)的最大公因子是1，則稱這N個整數(shù)互質(zhì)。

　　常見的互質(zhì)數(shù)判斷方法主要有以下幾種：

　　兩個不同的質(zhì)數(shù)一定是互質(zhì)數(shù)。例如，2與7、13與19。

　　一個質(zhì)數(shù)，另一個不為它的倍數(shù)，這兩個數(shù)為互質(zhì)數(shù)。例如，3與10、5與 26。

　　相鄰的兩個自然數(shù)是互質(zhì)數(shù)。如 15與 16。

　　相鄰的兩個奇數(shù)是互質(zhì)數(shù)。如 49與 51。