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rsa加密算法代码讲解

发布时间:2022-05-08 08:12:37

㈠ rsa加密解密算法

1978年就出现了这种算法,它是第一个既能用于数据加密
也能用于数字签名的算法。它易于理解和操作,也很流行。算
法的名字以发明者的名字命名:Ron Rivest, AdiShamir 和
Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理论上的证明。

RSA的安全性依赖于大数分解。公钥和私钥都是两个大素数
( 大于 100个十进制位)的函数。据猜测,从一个密钥和密文
推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。

密钥对的产生:选择两个大素数,p 和q 。计算:
n = p * q
然后随机选择加密密钥e,要求 e 和 ( p - 1 ) * ( q - 1 )
互质。最后,利用Euclid 算法计算解密密钥d, 满足

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

其中n和d也要互质。数e和
n是公钥,d是私钥。两个素数p和q不再需要,应该丢弃,不要让任
何人知道。 加密信息 m(二进制表示)时,首先把m分成等长数据
块 m1 ,m2,..., mi ,块长s,其中 2^s <= n, s 尽可能的大。对
应的密文是:

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

解密时作如下计算:

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

RSA 可用于数字签名,方案是用 ( a ) 式签名, ( b )
式验证。具体操作时考虑到安全性和 m信息量较大等因素,一般是先
作 HASH 运算。

RSA 的安全性。
RSA的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理
论上的证明,因为没有证明破解RSA就一定需要作大数分解。假设存在
一种无须分解大数的算法,那它肯定可以修改成为大数分解算法。目前,
RSA的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样,分解n是最显
然的攻击方法。现在,人们已能分解140多个十进制位的大素数。因此,
模数n必须选大一些,因具体适用情况而定。

RSA的速度:
由于进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍,无论
是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据
加密。

RSA的选择密文攻击:
RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装
(Blind),让拥有私钥的实体签署。然后,经过计算就可得到它所想要的信
息。实际上,攻击利用的都是同一个弱点,即存在这样一个事实:乘幂保
留了输入的乘法结构:

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

前面已经提到,这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征
--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题,主要措施有
两条:一条是采用好的公钥协议,保证工作过程中实体不对其他实体
任意产生的信息解密,不对自己一无所知的信息签名;另一条是决不
对陌生人送来的随机文档签名,签名时首先使用One-Way HashFunction
对文档作HASH处理,或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不
同类型的攻击方法。

RSA的公共模数攻击。
若系统中共有一个模数,只是不同的人拥有不同的e和d,系统将是危险
的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密,这些公钥共模而且互
质,那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文,两个加密密钥
为e1和e2,公共模数是n,则:

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。

因为e1和e2互质,故用Euclidean算法能找到r和s,满足:

r * e1 + s * e2 = 1

假设r为负数,需再用Euclidean算法计算C1^(-1),则

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

另外,还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之,如果知道给定模数
的一对e和d,一是有利于攻击者分解模数,一是有利于攻击者计算出其它
成对的e’和d’,而无需分解模数。解决办法只有一个,那就是不要共享
模数n。

RSA的小指数攻击。 有一种提高
RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度
有所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。
RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各
种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。
RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难
度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性
能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。

RSA的缺点主要有:
A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次
一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n 至少也要 600 bits
以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;
且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。
目前,SET(Secure Electronic Transaction)协议中要求CA采用2048比特长
的密钥,其他实体使用1024比特的密钥。

㈡ RSA算法举例

首先看下rsa算法:
找两素数p和q
计算n=p*q和
t=(p-1)*(q-1)
取小于n的一个数e,并且e与t互质,就是最大公约数是1
找一个数d,d满足(ed-1)
mod
t
=0
公钥取(n,e),私钥取(n,d)
现在开始分析,
已知公钥是(n=35,e=5),那么
n=p*q,p与q只能是7和5
那么t就是24
而(ed-1)%t=0
也就是(5d-1)%24=0,那么可以取d为5
所以私钥是
(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 什么是RSA和ECC算法

RSA(Rivest-Shamir-Adleman)加密算法:它是第 一个既能用于数据加密也能用于数字签名的算法。比较易于理解和操作,是高强度非对称加密系统,密钥长度少则512位,多则2048位,非常难破解,安全系数是非常高的。ECC(Elliptic Curve Cryptosystems )加密算法:椭圆曲线密码体制,它同样也是在数据位上额外的位存储一个用数据加密的代码。椭圆曲线其实可能比RSA更复杂。国内的老品牌CA机构-天威诚信,旗下的vTrus SSL证书,该证书支持 SHA256 with RSA 2048 算法/ECC 256 算法。

㈣ RSA加密算法的内容是怎样的

1) 确定密钥的宽度。
2) 随机选择两个不同的素数p处q,它们的宽度是密钥宽度的二分之一。
3) 计算出p和q的乘积n 。
4) 在2和Φ(n)之间随机选择一个数e , e 必须和Φ(n)互素,整数e用做加密密钥(其中Φ(n)=(p-1)*(q-1))。
5) 从公式ed ≡ 1 mod Φ(n)中求出解密密钥d 。
6) 得公钥(e ,n ), 私钥 (d , n) 。
7) 公开公钥,但不公开私钥。
8) 将明文P (假设P是一个小于n的整数)加密为密文C,计算方法为:
C = P^e mod n
9) 将密文C解密为明文P,计算方法为:
P = C^d mod n
然而只根据n和e(不是p和q)要计算出d是不可能的。因此,任何人都可对明文进行加密,但只有授权用户(知道d)才可对密文解密

㈤ 一个RSA算法的加密运算,需要完整的演算过程。

RSA算法非常简单,概述如下:
找两素数p和q
取n=p*q
取t=(p-1)*(q-1)
取任何一个数e,要求满足e<t并且e与t互素(就是最大公因数为1)
取d*e%t==1
这样最终得到三个数:
n
d
e
设消息为数M
(M
<n)
设c=(M**d)%n就得到了加密后的消息c
设m=(c**e)%n则
m
==
M,从而完成对c的解密。
注:**表示次方,上面两式中的d和e可以互换。
在对称加密中:
n
d两个数构成公钥,可以告诉别人;
n
e两个数构成私钥,e自己保留,不让任何人知道。
给别人发送的信息使用e加密,只要别人能用d解开就证明信息是由你发送的,构成了签名机制。
别人给你发送信息时使用d加密,这样只有拥有e的你能够对其解密。
rsa的安全性在于对于一个大数n,没有有效的方法能够将其分解
从而在已知n
d的情况下无法获得e;同样在已知n
e的情况下无法
求得d。
rsa简洁幽雅,但计算速度比较慢,通常加密中并不是直接使用rsa
来对所有的信息进行加密,
最常见的情况是随机产生一个对称加密的密钥,然后使用对称加密算法对信息加密,之后用
RSA对刚才的加密密钥进行加密。
最后需要说明的是,当前小于1024位的N已经被证明是不安全的
自己使用中不要使用小于1024位的RSA,最好使用2048位的。

㈥ 帮忙解释crypto中的RSA算法,分全给你

一、RSA算法 :

首先, 找出三个数, p, q, r,
其中 p, q 是两个相异的质数, r 是与 (p-1)(q-1) 互质的数......
p, q, r 这三个数便是 private key

接着, 找出 m, 使得 rm == 1 mod (p-1)(q-1).....
这个 m 一定存在, 因为 r 与 (p-1)(q-1) 互质, 用辗转相除法就可以得到了.....
再来, 计算 n = pq.......
m, n 这两个数便是 public key

编码过程是, 若资料为 a, 将其看成是一个大整数, 假设 a < n....
如果 a >= n 的话, 就将 a 表成 s 进位 (s <= n, 通常取 s = 2^t),
则每一位数均小于 n, 然后分段编码......
接下来, 计算 b == a^m mod n, (0 <= b < n),
b 就是编码后的资料......

解码的过程是, 计算 c == b^r mod pq (0 <= c < pq),
于是乎, 解码完毕...... 等会会证明 c 和 a 其实是相等的 :)

如果第三者进行窃听时, 他会得到几个数: m, n(=pq), b......
他如果要解码的话, 必须想办法得到 r......
所以, 他必须先对 n 作质因数分解.........
要防止他分解, 最有效的方法是找两个非常的大质数 p, q,
使第三者作因数分解时发生困难.........

<定理>
若 p, q 是相异质数, rm == 1 mod (p-1)(q-1),
a 是任意一个正整数, b == a^m mod pq, c == b^r mod pq,
则 c == a mod pq

证明的过程, 会用到费马小定理, 叙述如下:
m 是任一质数, n 是任一整数, 则 n^m == n mod m
(换另一句话说, 如果 n 和 m 互质, 则 n^(m-1) == 1 mod m)
运用一些基本的群论的知识, 就可以很容易地证出费马小定理的........

<证明>
因为 rm == 1 mod (p-1)(q-1), 所以 rm = k(p-1)(q-1) + 1, 其中 k 是整数
因为在 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 的倍数, 也不是 q 的倍数时,
则 a^(p-1) == 1 mod p (费马小定理) => a^(k(p-1)(q-1)) == 1 mod p
a^(q-1) == 1 mod q (费马小定理) => 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 的倍数, 但不是 q 的倍数时,
则 a^(q-1) == 1 mod q (费马小定理)
=> 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 的倍数, 但不是 p 的倍数时, 证明同上

4. 如果 a 同时是 p 和 q 的倍数时,
则 pq | a
=> c == a^(k(p-1)(q-1)+1) == 0 mod pq
=> pq | c - a
=> c == a mod pq
Q.E.D.

这个定理说明 a 经过编码为 b 再经过解码为 c 时, a == c mod n (n = pq)....
但我们在做编码解码时, 限制 0 <= a < n, 0 <= c < n,
所以这就是说 a 等于 c, 所以这个过程确实能做到编码解码的功能.....

二、RSA 的安全性

RSA的安全性依赖于大数分解,但是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明,因为没有证明破解 RSA就一定需要作大数分解。假设存在一种无须分解大数的算法,那它肯定可以修改成为大数分解算法。目前, RSA 的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样,分解n是最显然的攻击方法。现在,人们已能分解多个十进制位的大素数。因此,模数n 必须选大一些,因具体适用情况而定。

三、RSA的速度

由于进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。

四、RSA的选择密文攻击

RSA在选择密文攻击面前很脆弱。一般攻击者是将某一信息作一下伪装( Blind),让拥有私钥的实体签署。然后,经过计算就可得到它所想要的信息。实际上,攻击利用的都是同一个弱点,即存在这样一个事实:乘幂保留了输入的乘法结构:

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

前面已经提到,这个固有的问题来自于公钥密码系统的最有用的特征--每个人都能使用公钥。但从算法上无法解决这一问题,主要措施有两条:一条是采用好的公钥协议,保证工作过程中实体不对其他实体任意产生的信息解密,不对自己一无所知的信息签名;另一条是决不对陌生人送来的随机文档签名,签名时首先使用One-Way HashFunction 对文档作HASH处理,或同时使用不同的签名算法。在中提到了几种不同类型的攻击方法。

五、RSA的公共模数攻击

若系统中共有一个模数,只是不同的人拥有不同的e和d,系统将是危险的。最普遍的情况是同一信息用不同的公钥加密,这些公钥共模而且互质,那末该信息无需私钥就可得到恢复。设P为信息明文,两个加密密钥为e1和e2,公共模数是n,则:

C1 = P^e1 mod n

C2 = P^e2 mod n

密码分析者知道n、e1、e2、C1和C2,就能得到P。

因为e1和e2互质,故用Euclidean算法能找到r和s,满足:

r * e1 + s * e2 = 1

假设r为负数,需再用Euclidean算法计算C1^(-1),则

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

另外,还有其它几种利用公共模数攻击的方法。总之,如果知道给定模数的一对e和d,一是有利于攻击者分解模数,一是有利于攻击者计算出其它成对的e’和d’,而无需分解模数。解决办法只有一个,那就是不要共享模数n。

RSA的小指数攻击。 有一种提高 RSA速度的建议是使公钥e取较小的值,这样会使加密变得易于实现,速度有
所提高。但这样作是不安全的,对付办法就是e和d都取较大的值。

RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法,从提出到现在已近二十年,经历了各种攻击的考验,逐渐为人们接受,普遍认为是目前最优秀的公钥方案之一。RSA的安全性依赖于大数的因子分解,但并没有从理论上证明破译RSA的难度与大数分解难度等价。即RSA的重大缺陷是无法从理论上把握它的保密性能如何,而且密码学界多数人士倾向于因子分解不是NPC问题。 RSA的缺点主要有:A)产生密钥很麻烦,受到素数产生技术的限制,因而难以做到一次一密。B)分组长度太大,为保证安全性,n 至少也要 600 bits 以上,使运算代价很高,尤其是速度较慢,较对称密码算法慢几个数量级;且随着大数分解技术的发展,这个长度还在增加,不利于数据格式的标准化。目前,SET( Secure Electronic Transaction )协议中要求CA采用比特长的密钥,其他实体使用比特的密钥。

㈦ 什么是RSA算法,求简单解释。

RSA公钥加密算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美国麻省理工学院)开发的。RSA取名来自开发他们三者的名字。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够
抵抗到目前为止已知的所有密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。由于进行的都是大数计算,使得RSA最快的情况也比DES慢上好几倍,无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。RSA的速度比对应同样安全级别的对称密码算法要慢1000倍左右。
基础
大数分解和素性检测——将两个大素数相乘在计算上很容易实现,但将该乘积分解为两个大素数因子的计算量是相当巨大的,以至于在实际计算中是不能实现的。
1.RSA密码体制的建立:
(1)选择两个不同的大素数p和q;
(2)计算乘积n=pq和Φ(n)=(p-1)(q-1);
(3)选择大于1小于Φ(n)的随机整数e,使得gcd(e,Φ(n))=1;
(4)计算d使得de=1mod Φ(n);
(5)对每一个密钥k=(n,p,q,d,e),定义加密变换为Ek(x)=xemodn,解密变换为Dk(x)=ydmodn,这里x,y∈Zn;
(6)以{e,n}为公开密钥,{p,q,d}为私有密钥。
2.RSA算法实例:
下面用两个小素数7和17来建立一个简单的RSA算法:
(1)选择两个素数p=7和q=17;
(2)计算n=pq=7 17=119,计算Φ(n)=(p-1)(q-1)=6 16=96;
(3)选择一个随机整数e=5,它小于Φ(n)=96并且于96互素;
(4)求出d,使得de=1mod96且d<96,此处求出d=77,因为 77 5=385=4 96+1;
(5)输入明文M=19,计算19模119的5次幂,Me=195=66mod119,传出密文C=66;(6)接收密文66,计算66模119的77次幂;Cd=6677≡19mod119得到明文19。

㈧ RSA加密算法,求大神帮解答

如果用一段已经知道的明文,经过公钥加密,得到密文。现在已知明文密文和n, 是不是就可以通过解密的公式不断的幂运算求出私钥d呢?

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