㈠ RSA加密、解密、簽名、驗簽的原理及方法
RSA加密是一種非對稱加密。可以在不直接傳遞密鑰的情況下，完成解密。這能夠確保信息的安全性，避免了直接傳遞密鑰所造成的被破解的風險。是由一對密鑰來進行加解密的過程，分別稱為公鑰和私鑰。兩者之間有數學相關，該加密演算法的原理就是對一極大整數做因數分解的困難性來保證安全性。通常個人保存私鑰，公鑰是公開的（可能同時多人持有）。
加密和簽名都是為了安全性考慮，但略有不同。常有人問加密和簽名是用私鑰還是公鑰？其實都是對加密和簽名的作用有所混淆。簡單的說，加密是為了防止信息被泄露，而簽名是為了防止信息被篡改。這里舉2個例子說明。
RSA的加密過程如下：
RSA簽名的過程如下：
總結：公鑰加密、私鑰解密、私鑰簽名、公鑰驗簽。
RSA加密對明文的長度有所限制，規定需加密的明文最大長度=密鑰長度-11（單位是位元組，即byte），所以在加密和解密的過程中需要分塊進行。而密鑰默認是1024位，即1024位/8位-11=128-11=117位元組。所以默認加密前的明文最大長度117位元組，解密密文最大長度為128字。那麼為啥兩者相差11位元組呢？是因為RSA加密使用到了填充模式（padding），即內容不足117位元組時會自動填滿，用到填充模式自然會佔用一定的位元組，而且這部分位元組也是參與加密的。
㈡ 非對稱加密、SSH加密演算法、數字簽名簡介
非對稱加密演算法的核心源於數學問題，它存在公鑰和私鑰的概念，要完成加解密操作，需要兩個密鑰同時參與。我們常說的「公鑰加密，私鑰加密」或「私鑰加密， 公鑰解密」都屬於非對稱加密的范疇。公鑰加密的數據必須使用私鑰才可以解密，同樣，私鑰加密的數據也 只能通過公鑰進行解密。
相比對稱加密，非對稱加密的安全性得到了提升，但是也存在明顯的缺點，非對稱加解密的效率要遠遠小於對稱加解密。所以非對稱加密往往被用在一些安全性要求比較高的應用或領域中。
RSA加密演算法是一種典型的非對稱加密演算法，它基於大數的因式分解數學難題，它也是應用最廣泛的非對稱加密演算法，於1978年由美國麻省理工學院（MIT）的三位學者：Ron Rivest、Adi Shamir 和 Leonard Adleman 共同提出。
它的原理較為簡單，我們假設有消息發送方A和消息接收方B，通過下面的幾個步驟，我們就可以完成消息的加密傳遞：
（1）消息發送方A在本地構建密鑰對，公鑰和私鑰；
（2）消息發送方A將產生的公鑰發送給消息接收方B；
（3）B向A發送數據時，通過公鑰進行加密，A接收到數據後通過私鑰進行解密，完成一次通信；
（4）反之，A向B發送數據時，通過私鑰對數據進行加密，B接收到數據後通過公鑰進行解密。
由於公鑰是消息發送方A暴露給消息接收方B的，所以這種方式也存在一定的安全隱患，如果公鑰在數據傳輸過程中泄漏，則A通過私鑰加密的數據就可能被解密。
如果要建立更安全的加密消息傳遞模型，需要消息發送方和消息接收方各構建一套密鑰對，並分別將各自的公鑰暴露給對方，在進行消息傳遞時，A通過B的公鑰對數據加密，B接收到消息通過B的私鑰進行解密，反之，B通過A的公鑰進行加密，A接收到消息後通過A的私鑰進行解密。
當然，這種方式可能存在數據傳遞被模擬的隱患，我們可以通過數字簽名等技術進行安全性的進一步提升。由於存在多次的非對稱加解密，這種方式帶來的效率問題也更加嚴重。可以詳讀這兩篇文章：RSA 演算法原理 （一） （二）
在SSH安全協議的原理中， 是一種非對稱加密與對稱加密演算法的結合，先看下圖：
這里進行一下說明：
（1）首先服務端會通過非對稱加密，產生一個 公鑰 和 私鑰
（2）在客戶端發起請求時，服務端將 公鑰 暴露給客戶端，這個 公鑰 可以被任意暴露；
（3）客戶端在獲取 公鑰 後，會先產生一個由256位隨機數字組成的會話密鑰，這里稱為口令；
（4）客戶端通過 公鑰 將這個口令加密，發送給伺服器端；
（5）伺服器端通過 私鑰 進行解密，獲取到通訊口令；
之後，客戶端和服務端的信息傳遞，都通過這個口令進行對稱的加密。
這樣的設計在一定程度上提高了加解密的效率，不過，與客戶端服務端各構建一套密鑰對的加解密方式相比，在安全性上可能有所下降。在上面所述的通過口令進行加密的過程中，數據也是可以被竊聽的，不過由於密鑰是256個隨機數字，有10的256次方中組合方式，所以破解難度也很大。相對還是比較安全的。服務端和客戶端都提前知道了密鑰，SSH的這種方式，服務端是通過解密獲取到了密鑰。
現在知道了有非對稱加密這東西，那數字簽名是怎麼回事呢？
數字簽名的作用是我對某一份數據打個標記，表示我認可了這份數據（簽了個名），然後我發送給其他人，其他人可以知道這份數據是經過我認證的，數據沒有被篡改過。
有了上述非對稱加密演算法，就可以實現這個需求：
㈢ 非對稱加密演算法有哪些
RSA：RSA 是一種目前應用非常廣泛、歷史也比較悠久的非對稱秘鑰加密技術，在1977年被麻省理工學院的羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）三位科學家提出，由於難於破解，RSA 是目前應用最廣泛的數字加密和簽名技術，比如國內的支付寶就是通過RSA演算法來進行簽名驗證。它的安全程度取決於秘鑰的長度，目前主流可選秘鑰長度為 1024位、2048位、4096位等，理論上秘鑰越長越難於破解，按照維基網路上的說法，小於等於256位的秘鑰，在一台個人電腦上花幾個小時就能被破解，512位的秘鑰和768位的秘鑰也分別在1999年和2009年被成功破解，雖然目前還沒有公開資料證實有人能夠成功破解1024位的秘鑰，但顯然距離這個節點也並不遙遠，所以目前業界推薦使用 2048 位或以上的秘鑰，不過目前看 2048 位的秘鑰已經足夠安全了，支付寶的官方文檔上推薦也是2048位，當然更長的秘鑰更安全，但也意味著會產生更大的性能開銷。
DSA：既 Digital Signature Algorithm，數字簽名演算法，他是由美國國家標准與技術研究所（NIST）與1991年提出。和 RSA 不同的是 DSA 僅能用於數字簽名，不能進行數據加密解密，其安全性和RSA相當，但其性能要比RSA快。
ECDSA：Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，橢圓曲線簽名演算法，是ECC（Elliptic curve cryptography，橢圓曲線密碼學）和 DSA 的結合，橢圓曲線在密碼學中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分別獨立提出的，相比於RSA演算法，ECC 可以使用更小的秘鑰，更高的效率，提供更高的安全保障，據稱256位的ECC秘鑰的安全性等同於3072位的RSA秘鑰，和普通DSA相比，ECDSA在計算秘鑰的過程中，部分因子使用了橢圓曲線演算法。
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㈤ 常用的非對稱加密演算法有哪些
稱加密技術的優點加密一計算量下，速度快。缺點是，加密方和解密方必須協商好秘鑰，且保證秘鑰安全，如果一方泄露了秘鑰整個通信就會被破解，加密信息就不再安全了。
和對稱加密技術只使用一個秘鑰不同，非對稱機密技術使用兩個秘鑰進行加解密，一個叫做公鑰，一個叫做私鑰，私鑰自己來保管，公鑰可以公開，使用公鑰加密的數據必須使用私鑰解密，反之亦然公鑰和私鑰是兩個不同的秘鑰，因為這種加密方法被稱為非對稱幾秒技術。相比於對稱加密技術，非對稱加密技術安全性更好，但性能更慢。
在互聯網後端技術中非對稱加密技術主要用於登錄、數字簽名、數字證書認證等場景。
常用的非對稱加密演算法有：
RSA：RSA 是一種目前應用非常廣泛、歷史也比較悠久的非對稱秘鑰加密技術，在1977年被麻省理工學院的羅納德·李維斯特（Ron Rivest）、阿迪·薩莫爾（Adi Shamir）和倫納德·阿德曼（Leonard Adleman）三位科學家提出，由於難於破解，RSA 是目前應用最廣泛的數字加密和簽名技術，比如國內的支付寶就是通過RSA演算法來進行簽名驗證。它的安全程度取決於秘鑰的長度，目前主流可選秘鑰長度為 1024位、2048位、4096位等，理論上秘鑰越長越難於破解，按照維基網路上的說法，小於等於256位的秘鑰，在一台個人電腦上花幾個小時就能被破解，512位的秘鑰和768位的秘鑰也分別在1999年和2009年被成功破解，雖然目前還沒有公開資料證實有人能夠成功破解1024位的秘鑰，但顯然距離這個節點也並不遙遠，所以目前業界推薦使用 2048 位或以上的秘鑰，不過目前看 2048 位的秘鑰已經足夠安全了，支付寶的官方文檔上推薦也是2048位，當然更長的秘鑰更安全，但也意味著會產生更大的性能開銷。
DSA：既 Digital Signature Algorithm，數字簽名演算法，他是由美國國家標准與技術研究所（NIST）與1991年提出。和 RSA 不同的是 DSA 僅能用於數字簽名，不能進行數據加密解密，其安全性和RSA相當，但其性能要比RSA快。
ECDSA：Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，橢圓曲線簽名演算法，是ECC（Elliptic curve cryptography，橢圓曲線密碼學）和 DSA 的結合，橢圓曲線在密碼學中的使用是在1985年由Neal Koblitz和Victor Miller分別獨立提出的，相比於RSA演算法，ECC 可以使用更小的秘鑰，更高的效率，提供更高的安全保障，據稱256位的ECC秘鑰的安全性等同於3072位的RSA秘鑰，和普通DSA相比，ECDSA在計算秘鑰的過程中，部分因子使用了橢圓曲線演算法。
㈥ 關於加解密、加簽驗簽的那些事
關於加解密、加簽驗簽的科普說明：
加解密技術：
加簽驗簽技術：
數據摘要演算法：
密碼學的發展：
綜上所述，加解密、加簽驗簽是數據安全領域的重要技術，它們通過不同的演算法和機制確保信息的機密性、完整性和真實性。
㈦ 圖文徹底搞懂非對稱加密（公鑰密鑰）
前文詳細講解了對稱加密及演算法原理。那麼是不是對稱加密就萬無一失了呢？對稱加密有一個天然的缺點，就是加密方和解密方都要持有同樣的密鑰。你可以能會提出疑問：既然要加、解密，當然雙方都要持有密鑰，這有什麼問題呢？別急，我們繼續往下看。
我們先看一個例子，小明和小紅要進行通信，但是不想被其他人知道通信的內容，所以雙方決定採用對稱加密的方式。他們做了下面的事情：
1、雙方商定了加密和解密的演算法
2、雙方確定密鑰
3、通信過程中採用這個密鑰進行加密和解密
這是不是一個看似完美的方案？但其中有一個步驟存在漏洞！
問題出在步驟2：雙方確定密鑰！
你肯定會問，雙方不確定密鑰，後面的加、解密怎麼做？
問題在於確定下來的密鑰如何讓雙方都知道。密鑰在傳遞過程中也是可能被盜取的！這里引出了一個經典問題：密鑰配送問題。
小明和小紅在商定密鑰的過程中肯定會多次溝通密鑰是什麼。即使單方一次確定下來，也要發給對方。加密是為了保證信息傳輸的安全，但密鑰本身也是信息，密鑰的傳輸安全又該如何保證呢？難不成還要為密鑰的傳輸再做一次加密？這樣不就陷入了死循環？
你是不是在想，密鑰即使被盜取，不還有加密演算法保證信息安全嗎？如果你真的有這個想法，那麼趕緊復習一下上一篇文章講的杜絕隱蔽式安全性。任何演算法最終都會被破譯，所以不能依賴演算法的復雜度來保證安全。
小明和小紅現在左右為難，想加密就要給對方發密鑰，但發密鑰又不能保證密鑰的安全。他們應該怎麼辦呢？
有如下幾種解決密鑰配送問題的方案：
非對稱加密也稱為公鑰密碼。我更願意用非對稱加密這種叫法。因為可以體現出加密和解密使用不同的密鑰。
對稱加密中，我們只需要一個密鑰，通信雙方同時持有。而非對稱加密需要4個密鑰。通信雙方各自准備一對公鑰和私鑰。其中公鑰是公開的，由信息接受方提供給信息發送方。公鑰用來對信息加密。私鑰由信息接受方保留，用來解密。既然公鑰是公開的，就不存在保密問題。也就是說非對稱加密完全不存在密鑰配送問題！你看，是不是完美解決了密鑰配送問題？
回到剛才的例子，小明和下紅經過研究發現非對稱加密能解決他們通信的安全問題，於是做了下面的事情：
1、小明確定了自己的私鑰 mPrivateKey，公鑰 mPublicKey。自己保留私鑰，將公鑰mPublicKey發給了小紅
2、小紅確定了自己的私鑰 hPrivateKey，公鑰 hPublicKey。自己保留私鑰，將公鑰 hPublicKey 發給了小明
3、小明發送信息 「周六早10點soho T1樓下見」，並且用小紅的公鑰 hPublicKey 進行加密。
4、小紅收到信息後用自己的私鑰 hPrivateKey 進行解密。然後回復 「收到，不要遲到」 並用小明的公鑰mPublicKey加密。
5、小明收到信息後用自己的私鑰 mPrivateKey 進行解密。讀取信息後心裡暗想：還提醒我不遲到？每次遲到的都是你吧？
以上過程是一次完整的request和response。通過這個例子我們梳理出一次信息傳輸的非對稱加、解密過程：
1、消息接收方准備好公鑰和私鑰
2、私鑰接收方自己留存、公鑰發布給消息發送方
3、消息發送方使用接收方公鑰對消息進行加密
4、消息接收方用自己的私鑰對消息解密
公鑰只能用做數據加密。公鑰加密的數據，只能用對應的私鑰才能解密。這是非對稱加密的核心概念。
下面我用一個更為形象的例子來幫助大家理解。
我有下圖這樣一個信箱。
由於我只想接收我期望與之通信的朋友信件。於是我在投遞口加了一把鎖，這把鎖的鑰匙（公鑰）我可以復制n份，發給我想接受其信件的人。只有這些人可以用這把鑰匙打開寄信口，把信件投入。
相信通過這個例子，可以幫助大家徹底理解公鑰和私鑰的概念。
RSA 是現在使用最為廣泛的非對稱加密演算法，本節我們來簡單介紹 RSA 加解密的過程。
RSA 加解密演算法其實很簡單：
密文=明文^E mod N
明文=密文^D mod N
RSA 演算法並不會像對稱加密一樣，用玩魔方的方式來打亂原始信息。RSA 加、解密中使用了是同樣的數 N。公鑰是公開的，意味著 N 也是公開的。所以私鑰也可以認為只是 D。
我們接下來看一看 N、E、D 是如何計算的。
1、求 N
首先需要准備兩個很大質數 a 和 b。太小容易破解，太大計算成本太高。我們可以用 512 bit 的數字，安全性要求高的可以使用 1024，2048 bit。
N=a*b
2、求 L
L 只是生成密鑰對過程中產生的數，並不參與加解密。L 是 (a-1) 和 (b-1) 的最小公倍數
3、求 E（公鑰）
E 有兩個限制：
1<E<
E和L的最大公約數為1
第一個條件限制了 E 的取值范圍，第二個條件是為了保證有與 E 對應的解密時用到的 D。
4、求 D（私鑰）
D 也有兩個限制條件：
1<D<L
E*D mod L = 1
第二個條件確保密文解密時能夠成功得到原來的明文。
由於原理涉及很多數學知識，這里就不展開細講，我們只需要了解這個過程中用到這幾個數字及公式。這是理解RSA 安全性的基礎。
由於 N 在公鑰中是公開的，那麼只需要破解 D，就可以解密得到明文。
在實際使用場景中，質數 a,b 一般至少1024 bit，那麼 N 的長度在 2048 bit 以上。D 的長度和 N 接近。以現在計算機的算力，暴力破解 D 是非常困難的。
公鑰是公開的，也就是說 E 和 N 是公開的，那麼是否可以通過 E 和 N 推斷出 D 呢？
E*D mod L = 1
想要推算出 D 就需要先推算出 L。L 是 (a-1) 和 (b-1) 的最小公倍數。想知道 L 就需要知道質數 a 和 b。破解者並不知道這兩個質數，想要破解也只能通過暴力破解。這和直接破解 D 的難度是一樣的。
等等，N 是公開的，而 N = a*b。那麼是否可以對 N 進行質因數分解求得 a 和 b 呢？好在人類還未發現高效進行質因數分解的方法，因此可以認為做質因數分解非常困難。
但是一旦某一天發現了快速做質因數分解的演算法，那麼 RSA 就不再安全
我們可以看出大質數 a 和 b 在 RSA 演算法中的重要性。保證 a 和 b 的安全也就確保了 RSA 演算法的安全性。a 和 b 是通過偽隨機生成器生成的。一旦偽隨機數生成器的演算法有問題，導致隨機性很差或者可以被推斷出來。那麼 RSA 的安全性將被徹底破壞。
中間人攻擊指的是在通信雙方的通道上，混入攻擊者。他對接收方偽裝成發送者，對放送放偽裝成接收者。
他監聽到雙方發送公鑰時，偷偷將消息篡改，發送自己的公鑰給雙方。然後自己則保存下來雙方的公鑰。
如此操作後，雙方加密使用的都是攻擊者的公鑰，那麼後面所有的通信，攻擊者都可以在攔截後進行解密，並且篡改信息內容再用接收方公鑰加密。而接收方拿到的將會是篡改後的信息。實際上，發送和接收方都是在和中間人通信。
要防範中間人，我們需要使用公鑰證書。這部分內容在下一篇文章里會做介紹。
和對稱加密相比較，非對稱加密有如下特點：
1、非對稱加密解決了密碼配送問題
2、非對稱加密的處理速度只有對稱加密的幾百分之一。不適合對很長的消息做加密。
3、1024 bit 的 RSA不應該在被新的應用使用。至少要 2048 bit 的 RSA。
RSA 解決了密碼配送問題，但是效率更低。所以有些時候，根據需求可能會配合使用對稱和非對稱加密，形成混合密碼系統，各取所長。
最後提醒大家，RSA 還可以用於簽名，但要注意是私鑰簽名，公鑰驗簽。發信方用自己的私鑰簽名，收信方用對方公鑰驗簽。關於簽名，後面的文章會再詳細講解。