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ECC與RSA串聯加密

發布時間:2023-03-20 22:00:04

⑴ SSL證書是選擇ECC演算法加密好還是RSA演算法好呢

ECC演算法更安全一些。

RSA演算法相比,ECC演算法擁有哪些優勢:

  1. 更適合於移動互聯網:ECC加密演算法的密鑰長度很短(256位),意味著佔用更少的存儲空間,更低的CPU開銷和佔用更少的帶寬。隨著越來越多的用戶使用移動設備來完成各種網上活動,ECC加密演算法為移動互聯網安全提供更好的客戶體驗。
  2. 更好的安全性:ECC加密演算法提供更強的保護,比目前的其他加密演算法能更好的防止攻擊,使你的網站和基礎設施比用傳統的加密方法更安全,為移動互聯網安全提供更好的保障。

  3. 更好的性能: ECC加密演算法需要較短的密鑰長度來提供更好的安全,例如,256位的ECC密鑰加密強度等同於3072位RSA密鑰的水平(目前普通使用的RSA密鑰長度是2048位)。其結果是你以更低的計算能力代價得到了更高的安全性。經國外有關權威機構測試,在Apache和IIS伺服器採用ECC演算法,Web伺服器響應時間比RSA快十幾倍。

  4. 更大的IT投資回報:ECC可幫助保護您的基礎設施的投資,提供更高的安全性,並快速處理爆炸增長的移動設備的安全連接。 ECC的密鑰長度增加速度比其他的加密方法都慢(一般按128位增長,而 RSA則是倍數增長,如:1024 –2048--4096),將延長您現有硬體的使用壽命,讓您的投資帶來更大的回報。

應用說明:如果對瀏覽器信任沒有要求,可以選擇ECC證書,如果存在較低的瀏覽器使用那麼必須採用RSA證書。

⑵ 簡要闡述RSA與ECC演算法的異同

都是非對稱密碼體系的代表
本質上最大的區別 就是RSA基於的單向陷門函數是 大數分解
ECC基於的是橢圓曲線上的 離散對數 問題
還有一個ECC在性能方面比RSA要好點

⑶ 非對稱加密演算法 (RSA、DSA、ECC、DH)

非對稱加密需要兩個密鑰:公鑰(publickey) 和私鑰 (privatekey)。公鑰和私鑰是一對,如果用公鑰對數據加密,那麼只能用對應的私鑰解密。如果用私鑰對數據加密,只能用對應的公鑰進行解密。因為加密和解密用的是不同的密鑰,所以稱為非對稱加密。

非對稱加密演算法的保密性好,它消除了最終用戶交換密鑰的需要。但是加解密速度要遠遠慢於對稱加密,在某些極端情況下,甚至能比對稱加密慢上1000倍。

演算法強度復雜、安全性依賴於演算法與密鑰但是由於其演算法復雜,而使得加密解密速度沒有對稱加密解密的速度快。對稱密碼體制中只有一種密鑰,並且是非公開的,如果要解密就得讓對方知道密鑰。所以保證其安全性就是保證密鑰的安全,而非對稱密鑰體制有兩種密鑰,其中一個是公開的,這樣就可以不需要像對稱密碼那樣傳輸對方的密鑰了。這樣安全性就大了很多。

RSA、Elgamal、背包演算法、Rabin、D-H、ECC (橢圓曲線加密演算法)。使用最廣泛的是 RSA 演算法,Elgamal 是另一種常用的非對稱加密演算法。

收信者是唯一能夠解開加密信息的人,因此收信者手裡的必須是私鑰。發信者手裡的是公鑰,其它人知道公鑰沒有關系,因為其它人發來的信息對收信者沒有意義。

客戶端需要將認證標識傳送給伺服器,此認證標識 (可能是一個隨機數) 其它客戶端可以知道,因此需要用私鑰加密,客戶端保存的是私鑰。伺服器端保存的是公鑰,其它伺服器知道公鑰沒有關系,因為客戶端不需要登錄其它伺服器。

數字簽名是為了表明信息沒有受到偽造,確實是信息擁有者發出來的,附在信息原文的後面。就像手寫的簽名一樣,具有不可抵賴性和簡潔性。

簡潔性:對信息原文做哈希運算,得到消息摘要,信息越短加密的耗時越少。

不可抵賴性:信息擁有者要保證簽名的唯一性,必須是唯一能夠加密消息摘要的人,因此必須用私鑰加密 (就像字跡他人無法學會一樣),得到簽名。如果用公鑰,那每個人都可以偽造簽名了。

問題起源:對1和3,發信者怎麼知道從網上獲取的公鑰就是真的?沒有遭受中間人攻擊?

這樣就需要第三方機構來保證公鑰的合法性,這個第三方機構就是 CA (Certificate Authority),證書中心。

CA 用自己的私鑰對信息原文所有者發布的公鑰和相關信息進行加密,得出的內容就是數字證書。

信息原文的所有者以後發布信息時,除了帶上自己的簽名,還帶上數字證書,就可以保證信息不被篡改了。信息的接收者先用 CA給的公鑰解出信息所有者的公鑰,這樣可以保證信息所有者的公鑰是真正的公鑰,然後就能通過該公鑰證明數字簽名是否真實了。

RSA 是目前最有影響力的公鑰加密演算法,該演算法基於一個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但想要對其乘積進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,即公鑰,而兩個大素數組合成私鑰。公鑰是可發布的供任何人使用,私鑰則為自己所有,供解密之用。

A 要把信息發給 B 為例,確定角色:A 為加密者,B 為解密者。首先由 B 隨機確定一個 KEY,稱之為私鑰,將這個 KEY 始終保存在機器 B 中而不發出來;然後,由這個 KEY 計算出另一個 KEY,稱之為公鑰。這個公鑰的特性是幾乎不可能通過它自身計算出生成它的私鑰。接下來通過網路把這個公鑰傳給 A,A 收到公鑰後,利用公鑰對信息加密,並把密文通過網路發送到 B,最後 B 利用已知的私鑰,就能對密文進行解碼了。以上就是 RSA 演算法的工作流程。

由於進行的都是大數計算,使得 RSA 最快的情況也比 DES 慢上好幾倍,無論是軟體還是硬體實現。速度一直是 RSA 的缺陷。一般來說只用於少量數據加密。RSA 的速度是對應同樣安全級別的對稱密碼演算法的1/1000左右。

比起 DES 和其它對稱演算法來說,RSA 要慢得多。實際上一般使用一種對稱演算法來加密信息,然後用 RSA 來加密比較短的公鑰,然後將用 RSA 加密的公鑰和用對稱演算法加密的消息發送給接收方。

這樣一來對隨機數的要求就更高了,尤其對產生對稱密碼的要求非常高,否則的話可以越過 RSA 來直接攻擊對稱密碼。

和其它加密過程一樣,對 RSA 來說分配公鑰的過程是非常重要的。分配公鑰的過程必須能夠抵擋中間人攻擊。假設 A 交給 B 一個公鑰,並使 B 相信這是A 的公鑰,並且 C 可以截下 A 和 B 之間的信息傳遞,那麼 C 可以將自己的公鑰傳給 B,B 以為這是 A 的公鑰。C 可以將所有 B 傳遞給 A 的消息截下來,將這個消息用自己的密鑰解密,讀這個消息,然後將這個消息再用 A 的公鑰加密後傳給 A。理論上 A 和 B 都不會發現 C 在偷聽它們的消息,今天人們一般用數字認證來防止這樣的攻擊。

(1) 針對 RSA 最流行的攻擊一般是基於大數因數分解。1999年,RSA-155 (512 bits) 被成功分解,花了五個月時間(約8000 MIPS 年)和224 CPU hours 在一台有3.2G 中央內存的 Cray C916計算機上完成。

RSA-158 表示如下:

2009年12月12日,編號為 RSA-768 (768 bits, 232 digits) 數也被成功分解。這一事件威脅了現通行的1024-bit 密鑰的安全性,普遍認為用戶應盡快升級到2048-bit 或以上。

RSA-768表示如下:

(2) 秀爾演算法
量子計算里的秀爾演算法能使窮舉的效率大大的提高。由於 RSA 演算法是基於大數分解 (無法抵抗窮舉攻擊),因此在未來量子計算能對 RSA 演算法構成較大的威脅。一個擁有 N 量子位的量子計算機,每次可進行2^N 次運算,理論上講,密鑰為1024位長的 RSA 演算法,用一台512量子比特位的量子計算機在1秒內即可破解。

DSA (Digital Signature Algorithm) 是 Schnorr 和 ElGamal 簽名演算法的變種,被美國 NIST 作為 DSS (DigitalSignature Standard)。 DSA 是基於整數有限域離散對數難題的。

簡單的說,這是一種更高級的驗證方式,用作數字簽名。不單單只有公鑰、私鑰,還有數字簽名。私鑰加密生成數字簽名,公鑰驗證數據及簽名,如果數據和簽名不匹配則認為驗證失敗。數字簽名的作用就是校驗數據在傳輸過程中不被修改,數字簽名,是單向加密的升級。

橢圓加密演算法(ECC)是一種公鑰加密演算法,最初由 Koblitz 和 Miller 兩人於1985年提出,其數學基礎是利用橢圓曲線上的有理點構成 Abel 加法群上橢圓離散對數的計算困難性。公鑰密碼體制根據其所依據的難題一般分為三類:大整數分解問題類、離散對數問題類、橢圓曲線類。有時也把橢圓曲線類歸為離散對數類。

ECC 的主要優勢是在某些情況下它比其他的方法使用更小的密鑰 (比如 RSA),提供相當的或更高等級的安全。ECC 的另一個優勢是可以定義群之間的雙線性映射,基於 Weil 對或是 Tate 對;雙線性映射已經在密碼學中發現了大量的應用,例如基於身份的加密。不過一個缺點是加密和解密操作的實現比其他機制花費的時間長。

ECC 被廣泛認為是在給定密鑰長度的情況下,最強大的非對稱演算法,因此在對帶寬要求十分緊的連接中會十分有用。

比特幣錢包公鑰的生成使用了橢圓曲線演算法,通過橢圓曲線乘法可以從私鑰計算得到公鑰, 這是不可逆轉的過程。

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

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

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

DH,全稱為"Diffie-Hellman",它是一種確保共享 KEY 安全穿越不安全網路的方法,也就是常說的密鑰一致協議。由公開密鑰密碼體制的奠基人 Diffie 和 Hellman 所提出的一種思想。簡單的說就是允許兩名用戶在公開媒體上交換信息以生成"一致"的、可以共享的密鑰。也就是由甲方產出一對密鑰 (公鑰、私鑰),乙方依照甲方公鑰產生乙方密鑰對 (公鑰、私鑰)。

以此為基線,作為數據傳輸保密基礎,同時雙方使用同一種對稱加密演算法構建本地密鑰 (SecretKey) 對數據加密。這樣,在互通了本地密鑰 (SecretKey) 演算法後,甲乙雙方公開自己的公鑰,使用對方的公鑰和剛才產生的私鑰加密數據,同時可以使用對方的公鑰和自己的私鑰對數據解密。不單單是甲乙雙方兩方,可以擴展為多方共享數據通訊,這樣就完成了網路交互數據的安全通訊。

具體例子可以移步到這篇文章: 非對稱密碼之DH密鑰交換演算法

參考:
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

⑷ 什麼是RSA和ECC演算法

RSA(Rivest-Shamir-Adleman)加密演算法:它是第 一個既能用於數據加密也能用於數字簽名的演算法。比較易於理解和操作,是高強度非對稱加密系統,密鑰長度少則512位,多則2048位,非常難破解,安全系數是非常高的。ECC(Elliptic Curve Cryptosystems )加密演算法:橢圓曲線密碼體制,它同樣也是在數據位上額外的位存儲一個用數據加密的代碼。橢圓曲線其實可能比RSA更復雜。國內的老品牌CA機構-天威誠信,旗下的vTrus SSL證書,該證書支持 SHA256 with RSA 2048 演算法/ECC 256 演算法。

⑸ 誰能簡要闡述RSA與ECC演算法的異同

通信網路特別是互聯網的高速發展使得信息安全這個問題受到人們的普遍關注。在信息安全演算法中,RSA方法的優點主要是原理簡單、易於使用。但是,隨著分解大整數方法的完善、計算機速度的提高以及計算機網路的發展,作為RSA加解密安全保障的大整數要求越來越大。為保證RSA使用的安全性,密鑰的位數不斷增加,目前一般認為RSA需要1024位以上的字長才具有安全保障。但是,密鑰長度的增加導致加解密的速度大大降低,硬體實現也變得越來越復雜,這給使用RSA的應用帶來了極大的負擔(尤其是進行大量安全交易的電子商務),從而使其應用范圍日益受到制約。

ECC演算法只需採用較短的密鑰就可以達到和RSA演算法相同的加密強度,它的數論基礎是有限域上的橢圓曲線離散對數問題,現在還沒有針對這個難題的亞指數時間演算法,因此,ECC演算法具有每比特最高的安全強度。由於智能卡在CPU處理能力和RAM大小上受限,採用一種運算量小同時能提供高加密強度的公鑰密碼機制對於實現數字簽名應用非常關鍵。ECC在這方面具有明顯優勢,160位ECC演算法的安全性相當於1024位的RSA演算法,而210位的ECC則相當於2048位的RSA。相信ECC技術在信息安全領域中的應用將會越來越廣泛。

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