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rsa加密演算法代碼講解

發布時間:2022-05-08 08:12:37

㈠ rsa加密解密演算法

1978年就出現了這種演算法,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。它易於理解和操作,也很流行。算
法的名字以發明者的名字命名:Ron Rivest, AdiShamir 和
Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。

RSA的安全性依賴於大數分解。公鑰和私鑰都是兩個大素數
( 大於 100個十進制位)的函數。據猜測,從一個密鑰和密文
推斷出明文的難度等同於分解兩個大素數的積。

密鑰對的產生:選擇兩個大素數,p 和q 。計算:
n = p * q
然後隨機選擇加密密鑰e,要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 )
互質。最後,利用Euclid 演算法計算解密密鑰d, 滿足

e * d = 1 ( mod ( p - 1 ) * ( q - 1 ) )

其中n和d也要互質。數e和
n是公鑰,d是私鑰。兩個素數p和q不再需要,應該丟棄,不要讓任
何人知道。 加密信息 m(二進製表示)時,首先把m分成等長數據
塊 m1 ,m2,..., mi ,塊長s,其中 2^s <= n, s 盡可能的大。對
應的密文是:

ci = mi^e ( mod n ) ( a )

解密時作如下計算:

mi = ci^d ( mod n ) ( b )

RSA 可用於數字簽名,方案是用 ( a ) 式簽名, ( b )
式驗證。具體操作時考慮到安全性和 m信息量較大等因素,一般是先
作 HASH 運算。

RSA 的安全性。
RSA的安全性依賴於大數分解,但是否等同於大數分解一直未能得到理
論上的證明,因為沒有證明破解RSA就一定需要作大數分解。假設存在
一種無須分解大數的演算法,那它肯定可以修改成為大數分解演算法。目前,
RSA的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。不管怎樣,分解n是最顯
然的攻擊方法。現在,人們已能分解140多個十進制位的大素數。因此,
模數n必須選大一些,因具體適用情況而定。

RSA的速度:
由於進行的都是大數計算,使得RSA最快的情況也比DES慢上100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的選擇密文攻擊:
RSA在選擇密文攻擊面前很脆弱。一般攻擊者是將某一信息作一下偽裝
(Blind),讓擁有私鑰的實體簽署。然後,經過計算就可得到它所想要的信
息。實際上,攻擊利用的都是同一個弱點,即存在這樣一個事實:乘冪保
留了輸入的乘法結構:

( XM )^d = X^d *M^d mod n

前面已經提到,這個固有的問題來自於公鑰密碼系統的最有用的特徵
--每個人都能使用公鑰。但從演算法上無法解決這一問題,主要措施有
兩條:一條是採用好的公鑰協議,保證工作過程中實體不對其他實體
任意產生的信息解密,不對自己一無所知的信息簽名;另一條是決不
對陌生人送來的隨機文檔簽名,簽名時首先使用One-Way HashFunction
對文檔作HASH處理,或同時使用不同的簽名演算法。在中提到了幾種不
同類型的攻擊方法。

RSA的公共模數攻擊。
若系統中共有一個模數,只是不同的人擁有不同的e和d,系統將是危險
的。最普遍的情況是同一信息用不同的公鑰加密,這些公鑰共模而且互
質,那末該信息無需私鑰就可得到恢復。設P為信息明文,兩個加密密鑰
為e1和e2,公共模數是n,則:

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密碼分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。

因為e1和e2互質,故用Euclidean演算法能找到r和s,滿足:

r * e1 + s * e2 = 1

假設r為負數,需再用Euclidean演算法計算C1^(-1),則

( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n

另外,還有其它幾種利用公共模數攻擊的方法。總之,如果知道給定模數
的一對e和d,一是有利於攻擊者分解模數,一是有利於攻擊者計算出其它
成對的e』和d』,而無需分解模數。解決辦法只有一個,那就是不要共享
模數n。

RSA的小指數攻擊。 有一種提高
RSA速度的建議是使公鑰e取較小的值,這樣會使加密變得易於實現,速度
有所提高。但這樣作是不安全的,對付辦法就是e和d都取較大的值。

RSA演算法是第一個能同時用於加密和數字簽名的演算法,也易於理解和操作。
RSA是被研究得最廣泛的公鑰演算法,從提出到現在已近二十年,經歷了各
種攻擊的考驗,逐漸為人們接受,普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。
RSA的安全性依賴於大數的因子分解,但並沒有從理論上證明破譯RSA的難
度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性
能如何,而且密碼學界多數人士傾向於因子分解不是NPC問題。

RSA的缺點主要有:
A)產生密鑰很麻煩,受到素數產生技術的限制,因而難以做到一次
一密。B)分組長度太大,為保證安全性,n 至少也要 600 bits
以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼演算法慢幾個數量級;
且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利於數據格式的標准化。
目前,SET(Secure Electronic Transaction)協議中要求CA採用2048比特長
的密鑰,其他實體使用1024比特的密鑰。

㈡ RSA演算法舉例

首先看下rsa演算法:
找兩素數p和q
計算n=p*q和
t=(p-1)*(q-1)
取小於n的一個數e,並且e與t互質,就是最大公約數是1
找一個數d,d滿足(ed-1)
mod
t
=0
公鑰取(n,e),私鑰取(n,d)
現在開始分析,
已知公鑰是(n=35,e=5),那麼
n=p*q,p與q只能是7和5
那麼t就是24
而(ed-1)%t=0
也就是(5d-1)%24=0,那麼可以取d為5
所以私鑰是
(d=5,n=35)
解密公式:m=c^d
mod
n
=10^5
mod
35
=5
所以明文m是5

㈢ 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。

㈣ RSA加密演算法的內容是怎樣的

1) 確定密鑰的寬度。
2) 隨機選擇兩個不同的素數p處q,它們的寬度是密鑰寬度的二分之一。
3) 計算出p和q的乘積n 。
4) 在2和Φ(n)之間隨機選擇一個數e , e 必須和Φ(n)互素,整數e用做加密密鑰(其中Φ(n)=(p-1)*(q-1))。
5) 從公式ed ≡ 1 mod Φ(n)中求出解密密鑰d 。
6) 得公鑰(e ,n ), 私鑰 (d , n) 。
7) 公開公鑰,但不公開私鑰。
8) 將明文P (假設P是一個小於n的整數)加密為密文C,計算方法為:
C = P^e mod n
9) 將密文C解密為明文P,計算方法為:
P = C^d mod n
然而只根據n和e(不是p和q)要計算出d是不可能的。因此,任何人都可對明文進行加密,但只有授權用戶(知道d)才可對密文解密

㈤ 一個RSA演算法的加密運算,需要完整的演算過程。

RSA演算法非常簡單,概述如下:
找兩素數p和q
取n=p*q
取t=(p-1)*(q-1)
取任何一個數e,要求滿足e<t並且e與t互素(就是最大公因數為1)
取d*e%t==1
這樣最終得到三個數:
n
d
e
設消息為數M
(M
<n)
設c=(M**d)%n就得到了加密後的消息c
設m=(c**e)%n則
m
==
M,從而完成對c的解密。
註:**表示次方,上面兩式中的d和e可以互換。
在對稱加密中:
n
d兩個數構成公鑰,可以告訴別人;
n
e兩個數構成私鑰,e自己保留,不讓任何人知道。
給別人發送的信息使用e加密,只要別人能用d解開就證明信息是由你發送的,構成了簽名機制。
別人給你發送信息時使用d加密,這樣只有擁有e的你能夠對其解密。
rsa的安全性在於對於一個大數n,沒有有效的方法能夠將其分解
從而在已知n
d的情況下無法獲得e;同樣在已知n
e的情況下無法
求得d。
rsa簡潔幽雅,但計算速度比較慢,通常加密中並不是直接使用rsa
來對所有的信息進行加密,
最常見的情況是隨機產生一個對稱加密的密鑰,然後使用對稱加密演算法對信息加密,之後用
RSA對剛才的加密密鑰進行加密。
最後需要說明的是,當前小於1024位的N已經被證明是不安全的
自己使用中不要使用小於1024位的RSA,最好使用2048位的。

㈥ 幫忙解釋crypto中的RSA演算法,分全給你

一、RSA演算法 :

首先, 找出三個數, p, q, r,
其中 p, q 是兩個相異的質數, r 是與 (p-1)(q-1) 互質的數......
p, q, r 這三個數便是 private key

接著, 找出 m, 使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....
這個 m 一定存在, 因為 r 與 (p-1)(q-1) 互質, 用輾轉相除法就可以得到了.....
再來, 計算 n = pq.......
m, n 這兩個數便是 public key

編碼過程是, 若資料為 a, 將其看成是一個大整數, 假設 a < n....
如果 a >= n 的話, 就將 a 表成 s 進位 (s <= n, 通常取 s = 2^t),
則每一位數均小於 n, 然後分段編碼......
接下來, 計算 b == a^m mod n, (0 <= b < n),
b 就是編碼後的資料......

解碼的過程是, 計算 c == b^r mod pq (0 <= c < pq),
於是乎, 解碼完畢...... 等會會證明 c 和 a 其實是相等的 :)

如果第三者進行竊聽時, 他會得到幾個數: m, n(=pq), b......
他如果要解碼的話, 必須想辦法得到 r......
所以, 他必須先對 n 作質因數分解.........
要防止他分解, 最有效的方法是找兩個非常的大質數 p, q,
使第三者作因數分解時發生困難.........

<定理>
若 p, q 是相異質數, rm == 1 mod (p-1)(q-1),
a 是任意一個正整數, b == a^m mod pq, c == b^r mod pq,
則 c == a mod pq

證明的過程, 會用到費馬小定理, 敘述如下:
m 是任一質數, n 是任一整數, 則 n^m == n mod m
(換另一句話說, 如果 n 和 m 互質, 則 n^(m-1) == 1 mod m)
運用一些基本的群論的知識, 就可以很容易地證出費馬小定理的........

<證明>
因為 rm == 1 mod (p-1)(q-1), 所以 rm = k(p-1)(q-1) + 1, 其中 k 是整數
因為在 molo 中是 preserve 乘法的
(x == y mod z and u == v mod z => xu == yv mod z),
所以, c == b^r == (a^m)^r == a^(rm) == a^(k(p-1)(q-1)+1) mod pq

1. 如果 a 不是 p 的倍數, 也不是 q 的倍數時,
則 a^(p-1) == 1 mod p (費馬小定理) => a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod p
a^(q-1) == 1 mod q (費馬小定理) => a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod q
所以 p, q 均能整除 a^(k(p-1)(q-1)) - 1 => pq | a^(k(p-1)(q-1)) - 1
即 a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod pq
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == a mod pq

2. 如果 a 是 p 的倍數, 但不是 q 的倍數時,
則 a^(q-1) == 1 mod q (費馬小定理)
=> a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod q
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == a mod q
=> q | c - a
因 p | a
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == 0 mod p
=> p | c - a
所以, pq | c - a => c == a mod pq

3. 如果 a 是 q 的倍數, 但不是 p 的倍數時, 證明同上

4. 如果 a 同時是 p 和 q 的倍數時,
則 pq | a
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == 0 mod pq
=> pq | c - a
=> c == a mod pq
Q.E.D.

這個定理說明 a 經過編碼為 b 再經過解碼為 c 時, a == c mod n (n = pq)....
但我們在做編碼解碼時, 限制 0 <= a < n, 0 <= c < n,
所以這就是說 a 等於 c, 所以這個過程確實能做到編碼解碼的功能.....

二、RSA 的安全性

RSA的安全性依賴於大數分解,但是否等同於大數分解一直未能得到理論上的證明,因為沒有證明破解 RSA就一定需要作大數分解。假設存在一種無須分解大數的演算法,那它肯定可以修改成為大數分解演算法。目前, RSA 的一些變種演算法已被證明等價於大數分解。不管怎樣,分解n是最顯然的攻擊方法。現在,人們已能分解多個十進制位的大素數。因此,模數n 必須選大一些,因具體適用情況而定。

三、RSA的速度

由於進行的都是大數計算,使得RSA最快的情況也比DES慢上倍,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。

四、RSA的選擇密文攻擊

RSA在選擇密文攻擊面前很脆弱。一般攻擊者是將某一信息作一下偽裝( Blind),讓擁有私鑰的實體簽署。然後,經過計算就可得到它所想要的信息。實際上,攻擊利用的都是同一個弱點,即存在這樣一個事實:乘冪保留了輸入的乘法結構:

( XM )^d = X^d *M^d mod n

前面已經提到,這個固有的問題來自於公鑰密碼系統的最有用的特徵--每個人都能使用公鑰。但從演算法上無法解決這一問題,主要措施有兩條:一條是採用好的公鑰協議,保證工作過程中實體不對其他實體任意產生的信息解密,不對自己一無所知的信息簽名;另一條是決不對陌生人送來的隨機文檔簽名,簽名時首先使用One-Way HashFunction 對文檔作HASH處理,或同時使用不同的簽名演算法。在中提到了幾種不同類型的攻擊方法。

五、RSA的公共模數攻擊

若系統中共有一個模數,只是不同的人擁有不同的e和d,系統將是危險的。最普遍的情況是同一信息用不同的公鑰加密,這些公鑰共模而且互質,那末該信息無需私鑰就可得到恢復。設P為信息明文,兩個加密密鑰為e1和e2,公共模數是n,則:

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密碼分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。

因為e1和e2互質,故用Euclidean演算法能找到r和s,滿足:

r * e1 + s * e2 = 1

假設r為負數,需再用Euclidean演算法計算C1^(-1),則

( C1^(-1) )^(-r) * C2^s = P mod n

另外,還有其它幾種利用公共模數攻擊的方法。總之,如果知道給定模數的一對e和d,一是有利於攻擊者分解模數,一是有利於攻擊者計算出其它成對的e』和d』,而無需分解模數。解決辦法只有一個,那就是不要共享模數n。

RSA的小指數攻擊。 有一種提高 RSA速度的建議是使公鑰e取較小的值,這樣會使加密變得易於實現,速度有
所提高。但這樣作是不安全的,對付辦法就是e和d都取較大的值。

RSA演算法是第一個能同時用於加密和數字簽名的演算法,也易於理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰演算法,從提出到現在已近二十年,經歷了各種攻擊的考驗,逐漸為人們接受,普遍認為是目前最優秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴於大數的因子分解,但並沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數分解難度等價。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何,而且密碼學界多數人士傾向於因子分解不是NPC問題。 RSA的缺點主要有:A)產生密鑰很麻煩,受到素數產生技術的限制,因而難以做到一次一密。B)分組長度太大,為保證安全性,n 至少也要 600 bits 以上,使運算代價很高,尤其是速度較慢,較對稱密碼演算法慢幾個數量級;且隨著大數分解技術的發展,這個長度還在增加,不利於數據格式的標准化。目前,SET( Secure Electronic Transaction )協議中要求CA採用比特長的密鑰,其他實體使用比特的密鑰。

㈦ 什麼是RSA演算法,求簡單解釋。

RSA公鑰加密演算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美國麻省理工學院)開發的。RSA取名來自開發他們三者的名字。RSA是目前最有影響力的公鑰加密演算法,它能夠
抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊,已被ISO推薦為公鑰數據加密標准。RSA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,但那時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。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的速度比對應同樣安全級別的對稱密碼演算法要慢1000倍左右。
基礎
大數分解和素性檢測——將兩個大素數相乘在計算上很容易實現,但將該乘積分解為兩個大素數因子的計算量是相當巨大的,以至於在實際計算中是不能實現的。
1.RSA密碼體制的建立:
(1)選擇兩個不同的大素數p和q;
(2)計算乘積n=pq和Φ(n)=(p-1)(q-1);
(3)選擇大於1小於Φ(n)的隨機整數e,使得gcd(e,Φ(n))=1;
(4)計算d使得de=1mod Φ(n);
(5)對每一個密鑰k=(n,p,q,d,e),定義加密變換為Ek(x)=xemodn,解密變換為Dk(x)=ydmodn,這里x,y∈Zn;
(6)以{e,n}為公開密鑰,{p,q,d}為私有密鑰。
2.RSA演算法實例:
下面用兩個小素數7和17來建立一個簡單的RSA演算法:
(1)選擇兩個素數p=7和q=17;
(2)計算n=pq=7 17=119,計算Φ(n)=(p-1)(q-1)=6 16=96;
(3)選擇一個隨機整數e=5,它小於Φ(n)=96並且於96互素;
(4)求出d,使得de=1mod96且d<96,此處求出d=77,因為 77 5=385=4 96+1;
(5)輸入明文M=19,計算19模119的5次冪,Me=195=66mod119,傳出密文C=66;(6)接收密文66,計算66模119的77次冪;Cd=6677≡19mod119得到明文19。

㈧ RSA加密演算法,求大神幫解答

如果用一段已經知道的明文,經過公鑰加密,得到密文。現在已知明文密文和n, 是不是就可以通過解密的公式不斷的冪運算求出私鑰d呢?

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