『壹』 公鑰密碼體制和私鑰密碼體制各有什麼優缺點
常用密鑰,加密解密用同一個Key,安全性,防偽性,鑒權性都不好。
公鑰私鑰解決了以上的問題。
『貳』 信息加密技術的加密技術分析
加密就是通過密碼算術對數據進行轉化,使之成為沒有正確密鑰任何人都無法讀懂的報文。而這些以無法讀懂的形式出現的數據一般被稱為密文。為了讀懂報文,密文必須重新轉變為它的最初形式--明文。而含有用來以數學方式轉換報文的雙重密碼就是密鑰。在這種情況下即使一則信息被截獲並閱讀,這則信息也是毫無利用價值的。而實現這種轉化的演算法標准,據不完全統計,到現在為止已經有近200多種。在這里,主要介紹幾種重要的標准。按照國際上通行的慣例,將這近200種方法按照雙方收發的密鑰是否相同的標准劃分為兩大類:一種是常規演算法(也叫私鑰加密演算法或對稱加密演算法),其特徵是收信方和發信方使用相同的密鑰,即加密密鑰和解密密鑰是相同或等價的。比較著名的常規密碼演算法有:美國的DES及其各種變形,比如3DES、GDES、New DES和DES的前身Lucifer; 歐洲的IDEA;日本的FEAL N、LOKI?91、Skipjack、RC4、RC5以及以代換密碼和轉輪密碼為代表的古典密碼等。在眾多的常規密碼中影響最大的是DES密碼,而最近美國NIST(國家標准與技術研究所)推出的AES將有取代DES的趨勢,後文將作出詳細的分析。常規密碼的優點是有很強的保密強度,且經受住時間的檢驗和攻擊,但其密鑰必須通過安全的途徑傳送。因此,其密鑰管理成為系統安全的重要因素。另外一種是公鑰加密演算法(也叫非對稱加密演算法)。其特徵是收信方和發信方使用的密鑰互不相同,而且幾乎不可能從加密密鑰推導解密密鑰。比較著名的公鑰密碼演算法有:RSA、背包密碼、McEliece密碼、Diffe Hellman、Rabin、Ong Fiat Shamir、零知識證明的演算法、橢圓曲線、EIGamal演算法等等⑷。最有影響的公鑰密碼演算法是RSA,它能抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊,而最近勢頭正勁的ECC演算法正有取代RSA的趨勢。公鑰密碼的優點是可以適應網路的開放性要求,且密鑰管理問題也較為簡單,尤其可方便的實現數字簽名和驗證。但其演算法復雜,加密數據的速率較低。盡管如此,隨著現代電子技術和密碼技術的發展,公鑰密碼演算法將是一種很有前途的網路安全加密體制。這兩種演算法各有其短處和長處,在下面將作出詳細的分析。 在私鑰加密演算法中,信息的接受者和發送者都使用相同的密鑰,所以雙方的密鑰都處於保密的狀態,因為私鑰的保密性必須基於密鑰的保密性,而非演算法上。這在硬體上增加了私鑰加密演算法的安全性。但同時我們也看到這也增加了一個挑戰:收發雙方都必須為自己的密鑰負責,這種情況在兩者在地理上分離顯得尤為重要。私鑰演算法還面臨這一個更大的困難,那就是對私鑰的管理和分發十分的困難和復雜,而且所需的費用十分的龐大。比如說,一個n個用戶的網路就需要派發n(n-1)/2個私鑰,特別是對於一些大型的並且廣域的網路來說,其管理是一個十分困難的過程,正因為這些因素從而決定了私鑰演算法的使用范圍。而且,私鑰加密演算法不支持數字簽名,這對遠距離的傳輸來說也是一個障礙。另一個影響私鑰的保密性的因素是演算法的復雜性。現今為止,國際上比較通行的是DES、3DES以及最近推廣的AES。
數據加密標准(Data Encryption Standard)是IBM公司1977年為美國政府研製的一種演算法。DES是以56 位密鑰為基礎的密碼塊加密技術。它的加密過程一般如下:
① 一次性把64位明文塊打亂置換。
② 把64位明文塊拆成兩個32位塊;
③ 用機密DES密鑰把每個32位塊打亂位置16次;
④ 使用初始置換的逆置換。
但在實際應用中,DES的保密性受到了很大的挑戰,1999年1月,EFF和分散網路用不到一天的時間,破譯了56位的DES加密信息。DES的統治地位受到了嚴重的影響,為此,美國推出DES的改進版本-- 三重加密(triple Data Encryption Standard)即在使用過程中,收發雙方都用三把密鑰進行加解密,無疑這種3*56式的加密方法大大提升了密碼的安全性,按現在的計算機的運算速度,這種破解幾乎是不可能的。但是我們在為數據提供強有力的安全保護的同時,也要化更多的時間來對信息進行三次加密和對每個密層進行解密。同時在這種前提下,使用這種密鑰的雙發都必須擁有3個密鑰,如果丟失了其中任何一把,其餘兩把都成了無用的密鑰。這樣私鑰的數量一下又提升了3倍,這顯然不是我們想看到的。於是美國國家標准與技術研究所推出了一個新的保密措施來保護金融交易。高級加密標准(Advanced Encryption Standard)美國國家技術標准委員會(NIST)在2000年10月選定了比利時的研究成果Rijndael作為AES的基礎。Rijndael是經過三年漫長的過程,最終從進入候選的五種方案中挑選出來的。
AES內部有更簡潔精確的數學演算法,而加密數據只需一次通過。AES被設計成高速,堅固的安全性能,而且能夠支持各種小型設備。AES與3DES相比,不僅是安全性能有重大差別,使用性能和資源有效利用上也有很大差別。雖然到現在為止,我還不了解AES的具體演算法但是從下表可以看出其與3DES的巨大優越性。
還有一些其他的一些演算法,如美國國家安全局使用的飛魚(Skipjack)演算法,不過它的演算法細節始終都是保密的,所以外人都無從得知其細節類容;一些私人組織開發的取代DES的方案:RC2、RC4、RC5等。 面對在執行過程中如何使用和分享密鑰及保持其機密性等問題,1975年Whitefield Diffe和Marti Hellman提出了公開的密鑰密碼技術的概念,被稱為Diffie-Hellman技術。從此公鑰加密演算法便產生了。
由於採取了公共密鑰,密鑰的管理和分發就變得簡單多了,對於一個n個用戶的網路來說,只需要2n個密鑰便可達到密度。同時使得公鑰加密法的保密性全部集中在及其復雜的數學問題上,它的安全性因而也得到了保證。但是在實際運用中,公共密鑰加密演算法並沒有完全的取代私鑰加密演算法。其重要的原因是它的實現速度遠遠趕不上私鑰加密演算法。又因為它的安全性,所以常常用來加密一些重要的文件。自公鑰加密問世以來,學者們提出了許多種公鑰加密方法,它們的安全性都是基於復雜的數學難題。根據所基於的數學難題來分類,有以下三類系統目前被認為是安全和有效的:大整數因子分解系統(代表性的有RSA)、橢圓曲線離散對數系統(ECC)和離散對數系統 (代表性的有DSA),下面就作出較為詳細的敘述。
RSA演算法是由羅納多·瑞維斯特(Rivet)、艾迪·夏彌爾(Shamir)和里奧納多·艾德拉曼(Adelman)聯合推出的,RAS演算法由此而得名。它的安全性是基於大整數素因子分解的困難性,而大整數因子分解問題是數學上的著名難題,至今沒有有效的方法予以解決,因此可以確保RSA演算法的安全性。RSA系統是公鑰系統的最具有典型意義的方法,大多數使用公鑰密碼進行加密和數字簽名的產品和標准使用的都是RSA演算法。它得具體演算法如下:
① 找兩個非常大的質數,越大越安全。把這兩個質數叫做P和Q。
② 找一個能滿足下列條件得數字E:
A. 是一個奇數。
B. 小於P×Q。
C. 與(P-1)×(Q-1)互質,只是指E和該方程的計算結果沒有相同的質數因子。
③ 計算出數值D,滿足下面性質:((D×E)-1)能被(P-1)×(Q-1)整除。
公開密鑰對是(P×Q,E)。
私人密鑰是D。
公開密鑰是E。
解密函數是:
假設T是明文,C是密文。
加密函數用公開密鑰E和模P×Q;
加密信息=(TE)模P×Q。
解密函數用私人密鑰D和模P×Q;
解密信息=(CD)模P×Q。
橢圓曲線加密技術(ECC)是建立在單向函數(橢圓曲線離散對數)得基礎上,由於它比RAS使用得離散對數要復雜得多。而且該單向函數比RSA得要難,所以與RSA相比,它有如下幾個優點:
安全性能更高 加密演算法的安全性能一般通過該演算法的抗攻擊強度來反映。ECC和其他幾種公鑰系統相比,其抗攻擊性具有絕對的優勢。如160位 ECC與1024位 RSA有相同的安全強度。而210位 ECC則與2048bit RSA具有相同的安全強度。
計算量小,處理速度快 雖然在RSA中可以通過選取較小的公鑰(可以小到3)的方法提高公鑰處理速度,即提高加密和簽名驗證的速度,使其在加密和簽名驗證速度上與ECC有可比性,但在私鑰的處理速度上(解密和簽名),ECC遠比RSA、DSA快得多。因此ECC總的速度比RSA、DSA要快得多。
存儲空間佔用小 ECC的密鑰尺寸和系統參數與RSA、DSA相比要小得多,意味著它所佔的存貯空間要小得多。這對於加密演算法在IC卡上的應用具有特別重要的意義。
帶寬要求低 當對長消息進行加解密時,三類密碼系統有相同的帶寬要求,但應用於短消息時ECC帶寬要求卻低得多。而公鑰加密系統多用於短消息,例如用於數字簽名和用於對對稱系統的會話密鑰傳遞。帶寬要求低使ECC在無線網路領域具有廣泛的應用前景。
ECC的這些特點使它必將取代RSA,成為通用的公鑰加密演算法。比如SET協議的制定者已把它作為下一代SET協議中預設的公鑰密碼演算法。
『叄』 在加密演算法中屬於公鑰密碼體制的是什麼
演算法介紹:
現有矩陣M,N和P,P=M*N。如果M(或N)的行列式為零,則由P和M(或P和N)計算N(或M)是一個多值問題,特別是M(或N)的秩越小,N(或M)的解越多。
由以上問題,假設Tom和Bob相互通信,現做如下約定:
1. 在正式通信之前,二人約定一個隨機奇異矩陣M。
2. Tom和Bob各自選取一個n*n的隨機矩陣作為他們的私有密鑰,設Tom的為A,Bob的為B。
3. 然後Tom計算矩陣Pa=A*M作為他的公鑰,Bob計算矩陣Pb=M*B作為他的公鑰。
4. 當Tom向Bob發送消息時,計算加密矩陣K=A*Pb,用K對消息加密後發送到Bob端,Bob收到消息後,計算解密矩陣K』= Pa*B,由以上代數關系可以看出,K= K』,也既加密和解密是逆過程,可以參照對稱加密標准AES。
5. Bob向Tom發送消息時,計算解密矩陣K= Pa*B,加密。Tom收到消息後計算解密矩陣K=A*Pb,原理同上。
演算法分析:
由以上介紹可容易看出,此演算法比RSA和ECC的加密效率要高4-6個數量級,且加密強度在增大n的基礎上,可獲得與以上兩演算法相當的加密強度。
該演算法仍在論證階段,歡迎此方面高手攜手參與或提出缺點.
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『肆』 公鑰加密演算法有哪些它與對稱加密演算法之間的關系是什麼
簡單來說,如果攻擊者獲得了對稱加密的加密方法或加密思路,那麼可以在短時間內破解密文。
但是對於公鑰加密,即使攻擊者獲得了加密方法,如果拿不到密鑰的話,則無法在短時間內破解密文。
最經典的公鑰加密演算法是RSA演算法,該演算法利用大數難以拆分的特性對明文進行加密。
祝你成功。
『伍』 試比較對稱加密演算法與非對稱加密演算法在應用中的優缺點傳統密碼體制與公鑰密碼體制的優缺點
1、對稱加密演算法
優點
加解密的高速度和使用長密鑰時的難破解性。
缺點
對稱加密演算法的安全性取決於加密密鑰的保存情況,但要求企業中每一個持有密鑰的人都保守秘密是不可能的,他們通常會有意無意的把密鑰泄漏出去。如果一個用戶使用的密鑰被入侵者所獲得,入侵者便可以讀取該用戶密鑰加密的所有文檔,如果整個企業共用一個加密密鑰,那整個企業文檔的保密性便無從談起。
2、非對稱加密演算法
優點
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。
缺點
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。
3、傳統密碼體制
優點
由於DES加密速度快,適合加密較長的報文。
缺點
通用密鑰密碼體制的加密密鑰和解密密鑰是通用的,即發送方和接收方使用同樣密鑰的密碼體制。
4、公鑰密碼體制
優點
RSA演算法的加密密鑰和加密演算法分開,使得密鑰分配更為方便。
RSA演算法解決了大量網路用戶密鑰管理的難題。
缺點
RSA的密鑰很長,加密速度慢。
(5)下列不屬於公鑰加密演算法特點的是擴展閱讀
W.Diffie和M.Hellman 1976年在IEEE Trans.on Information刊物上發表了「 New Direction in Cryptography」文章,提出了「非對稱密碼體制即公開密鑰密碼體制」的概念,開創了密碼學研究的新方向。
在通用密碼體制中,得到廣泛應用的典型演算法是DES演算法。DES是由「轉置」方式和「換字」方式合成的通用密鑰演算法,先將明文(或密文)按64位分組,再逐組將64位的明文(或密文),用56位(另有8位奇偶校驗位,共64位)的密鑰,經過各種復雜的計算和變換,生成64位的密文(或明文),該演算法屬於分組密碼演算法。
『陸』 不是公鑰加密演算法的是() A、DES B、Elganal C、RSA D、Knapsack
你好!
a。加密和解密是同一密鑰。
如果對你有幫助,望採納。
『柒』 公鑰和私鑰加密主要演算法有哪些,其基本思想是什麼
加密演算法nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;加密技術是對信息進行編碼和解碼的技術,編碼是把原來可讀信息(又稱明文)譯成代碼形式(又稱密文),其逆過程就是解碼(解密)。加密技術的要點是加密演算法,加密演算法可以分為對稱加密、不對稱加密和不可逆加密三類演算法。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;對稱加密演算法nbsp;nbsp;對稱加密演算法是應用較早的加密演算法,技術成熟。在對稱加密演算法中,數據發信方將明文(原始數據)和加密密鑰一起經過特殊加密演算法處理後,使其變成復雜的加密密文發送出去。收信方收到密文後,若想解讀原文,則需要使用加密用過的密鑰及相同演算法的逆演算法對密文進行解密,才能使其恢復成可讀明文。在對稱加密演算法中,使用的密鑰只有一個,發收信雙方都使用這個密鑰對數據進行加密和解密,這就要求解密方事先必須知道加密密鑰。對稱加密演算法的特點是演算法公開、計算量小、加密速度快、加密效率高。不足之處是,交易雙方都使用同樣鑰匙,安全性得不到保證。此外,每對用戶每次使用對稱加密演算法時,都需要使用其他人不知道的惟一鑰匙,這會使得發收信雙方所擁有的鑰匙數量成幾何級數增長,密鑰管理成為用戶的負擔。對稱加密演算法在分布式網路系統上使用較為困難,主要是因為密鑰管理困難,使用成本較高。在計算機專網系統中廣泛使用的對稱加密演算法有DES和IDEA等。美國國家標准局倡導的AES即將作為新標准取代DES。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;不對稱加密演算法不對稱加密演算法使用兩把完全不同但又是完全匹配的一對鑰匙—公鑰和私鑰。在使用不對稱加密演算法加密文件時,只有使用匹配的一對公鑰和私鑰,才能完成對明文的加密和解密過程。加密明文時採用公鑰加密,解密密文時使用私鑰才能完成,而且發信方(加密者)知道收信方的公鑰,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私鑰的人。不對稱加密演算法的基本原理是,如果發信方想發送只有收信方才能解讀的加密信息,發信方必須首先知道收信方的公鑰,然後利用收信方的公鑰來加密原文;收信方收到加密密文後,使用自己的私鑰才能解密密文。顯然,採用不對稱加密演算法,收發信雙方在通信之前,收信方必須將自己早已隨機生成的公鑰送給發信方,而自己保留私鑰。由於不對稱演算法擁有兩個密鑰,因而特別適用於分布式系統中的數據加密。廣泛應用的不對稱加密演算法有RSA演算法和美國國家標准局提出的DSA。以不對稱加密演算法為基礎的加密技術應用非常廣泛。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;不可逆加密演算法nbsp;nbsp;不可逆加密演算法的特徵是加密過程中不需要使用密鑰,輸入明文後由系統直接經過加密演算法處理成密文,這種加密後的數據是無法被解密的,只有重新輸入明文,並再次經過同樣不可逆的加密演算法處理,得到相同的加密密文並被系統重新識別後,才能真正解密。顯然,在這類加密過程中,加密是自己,解密還得是自己,而所謂解密,實際上就是重新加一次密,所應用的「密碼」也就是輸入的明文。不可逆加密演算法不存在密鑰保管和分發問題,非常適合在分布式網路系統上使用,但因加密計算復雜,工作量相當繁重,通常只在數據量有限的情形下使用,如廣泛應用在計算機系統中的口令加密,利用的就是不可逆加密演算法。近年來,隨著計算機系統性能的不斷提高,不可逆加密的應用領域正在逐漸增大。在計算機網路中應用較多不可逆加密演算法的有RSA公司發明的MD5演算法和由美國國家標准局建議的不可逆加密標准SHS(Securenbsp;Hashnbsp;Standard:安全雜亂信息標准)等。加密技術nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;加密演算法是加密技術的基礎,任何一種成熟的加密技術都是建立多種加密演算法組合,或者加密演算法和其他應用軟體有機結合的基礎之上的。下面我們介紹幾種在計算機網路應用領域廣泛應用的加密技術。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;非否認(Non-repudiation)技術nbsp;nbsp;該技術的核心是不對稱加密演算法的公鑰技術,通過產生一個與用戶認證數據有關的數字簽名來完成。當用戶執行某一交易時,這種簽名能夠保證用戶今後無法否認該交易發生的事實。由於非否認技術的操作過程簡單,而且直接包含在用戶的某類正常的電子交易中,因而成為當前用戶進行電子商務、取得商務信任的重要保證。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;PGP(Prettynbsp;Goodnbsp;Privacy)技術nbsp;nbsp;PGP技術是一個基於不對稱加密演算法RSA公鑰體系的郵件加密技術,也是一種操作簡單、使用方便、普及程度較高的加密軟體。PGP技術不但可以對電子郵件加密,防止非授權者閱讀信件;還能對電子郵件附加數字簽名,使收信人能明確了解發信人的真實身份;也可以在不
『捌』 公鑰加密演算法可用於下面哪些方面
公鑰密碼體制的核心思想是:加密和解密採用不同的密鑰。這是公鑰密碼體制和傳統的對稱密碼體制最大的區別。對於傳統對稱密碼而言,密文的安全性完全依賴於 密鑰的保密性,一旦密鑰泄漏,將毫無保密性可言。但是公鑰密碼體制徹底改變了這一狀況。在公鑰密碼體制中,公鑰是公開的,只有私鑰是需要保密的。知道公鑰 和密碼演算法要推測出私鑰在計算上是不可行的。這樣,只要私鑰是安全的,那麼加密就是可信的。
顯然,對稱密碼和公鑰密碼都需要保證密鑰的安全,不同之處在於密鑰的管理和分發上面。在對稱密碼中,必須要有一種可靠的手段將加密密鑰(同時也是解密密 鑰)告訴給解密方;而在公鑰密碼體制中,這是不需要的。解密方只需要保證自己的私鑰的保密性即可,對於公鑰,無論是對加密方而言還是對密碼分析者而言都是 公開的,故無需考慮採用可靠的通道進行密碼分發。這使得密鑰管理和密鑰分發的難度大大降低了。
加密和解密:發送方利用接收方的公鑰對要發送的明文進行加密,接受方利用自己的
私鑰進行解密,其中公鑰和私鑰匙相對的,任何一個作為公鑰,則另一個
就為私鑰.但是因為非對稱加密技術的速度比較慢,所以,一般採用對稱
加密技術加密明文,然後用非對稱加密技術加密對稱密鑰,即數字信封 技術.
簽名和驗證:發送方用特殊的hash演算法,由明文中產生固定長度的摘要,然後利用
自己的私鑰對形成的摘要進行加密,這個過程就叫簽名。接受方利用
發送方的公鑰解密被加密的摘要得到結果A,然後對明文也進行hash操
作產生摘要B.最後,把A和B作比較。此方式既可以保證發送方的身份不
可抵賴,又可以保證數據在傳輸過程中不會被篡改。
首先要分清它們的概念:
加密和認證
首先我們需要區分加密和認證這兩個基本概念。
加密是將數據資料加密,使得非法用戶即使取得加密過的資料,也無法獲取正確的資料內容, 所以數據加密可以保護數據,防止監聽攻擊。其重點在於數據的安全性。身份認證是用來判斷某個身份的真實性,確認身份後,系統才可以依不同的身份給予不同的 許可權。其重點在於用戶的真實性。兩者的側重點是不同的。
公鑰和私鑰
其次我們還要了解公鑰和私鑰的概念和作用。
在現代密碼體制中加密和解密是採用不同的密鑰(公開密鑰),也就是非對稱密鑰密碼系統,每個通信方均需要兩個密鑰,即公鑰和私鑰,這兩把密鑰可以互為加解密。公鑰是公開的,不需要保密,而私鑰是由個人自己持有,並且必須妥善保管和注意保密。
公鑰私鑰的原則:
一個公鑰對應一個私鑰。
密鑰對中,讓大家都知道的是公鑰,不告訴大家,只有自己知道的,是私鑰。
如果用其中一個密鑰加密數據,則只有對應的那個密鑰才可以解密。
如果用其中一個密鑰可以進行解密數據,則該數據必然是對應的那個密鑰進行的加密。
非對稱密鑰密碼的主要應用就是公鑰加密和公鑰認證,而公鑰加密的過程和公鑰認證的過程是不一樣的,下面我就詳細講解一下兩者的區別。
事例說明下:
例如:比如有兩個用戶Alice和Bob,Alice想把一段明文通過雙鑰加密的技術發送給Bob,Bob有一對公鑰和私鑰,那麼加密解密的過程如下:
Bob將他的公開密鑰傳送給Alice。
Alice用Bob的公開密鑰加密她的消息,然後傳送給Bob。
Bob用他的私人密鑰解密Alice的消息。
那麼Bob怎麼可以辨認Alice是不是真人還是冒充的.我們只要和上面的例子方法相反就可以了.
Alice用她的私人密鑰對文件加密,從而對文件簽名。
Alice將簽名的文件傳送給Bob。
Bob用Alice的公鑰解密文件,從而驗證簽名。
通過例子大家應該有所了解吧!