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什么叫双钥加密算法

发布时间:2022-05-18 12:42:42

⑴ 双钥密码体制 的原理

钥密码算法,又称公钥密码算法:是指加密密钥和解密密钥为两个不同密钥的密码算法。公钥密码算法不同于单钥密码算法,它使用了一对密钥:一个用于加密信息,另一个则用于解密信息,通信双方无需事先交换密钥就可进行保密通信。其中加密密钥不同于解密密钥,加密密钥公之于众,谁都可以用;解密密钥只有解密人自己知道。这两个密钥之间存在着相互依存关系:即用其中任一个密钥加密的信息只能用另一个密钥进行解密。若以公钥作为加密密钥,以用户专用密钥(私钥)作为解密密钥,则可实现多个用户加密的信息只能由一个用户解读;反之,以用户私钥作为加密密钥而以公钥作为解密密钥,则可实现由一个用户加密的信息而多个用户解读。前者可用于数字加密,后者可用于数字签名。
在通过网络传输信息时,公钥密码算法体现出了单密钥加密算法不可替代的优越性。对于参加电子交易的商户来说,希望通过公开网络与成千上万的客户进行交易。若使用对称密码,则每个客户都需要由商户直接分配一个密码,并且密码的传输必须通过一个单独的安全通道。相反,在公钥密码算法中,同一个商户只需自己产生一对密钥,并且将公开钥对外公开。客户只需用商户的公开钥加密信息,就可以保证将信息安全地传送给商户。
公钥密码算法中的密钥依据性质划分,可分为公钥和私钥两种。用户产生一对密钥,将其中的一个向外界公开,称为公钥;另一个则自己保留,称为私钥。凡是获悉用户公钥的任何人若想向用户传送信息,只需用用户的公钥对信息加密,将信息密文传送给用户便可。因为公钥与私钥之间存在的依存关系,在用户安全保存私钥的前提下,只有用户本身才能解密该信息,任何未受用户授权的人包括信息的发送者都无法将此信息解密。
RSA公钥密码算法是一种公认十分安全的公钥密码算法。它的命名取自三个创始人:Rivest、Shamir和Adelman。RSA公钥密码算法是目前网络上进行保密通信和数字签名的最有效的安全算法。RSA算法的安全性基于数论中大素数分解的困难性,所以,RSA需采用足够大的整数。因子分解越困难,密码就越难以破译,加密强度就越高。
RSA既能用于加密又能用于数字签名,在已提出的公开密钥算法中,RSA最容易理解和实现的,这个算法也是最流行的。RSA的安全基于大数分解的难度。其公开密钥和私人密钥是一对大素数(100到200个十进制数或更大)的函数。从一个公开密钥和密文中恢复出明文的难度等价于分解两个大素数之积。为了产生两个密钥,选取两个大素数,p和q。为了获得最大程度的安全性,两数的长度一样。计算乘积: ,然后随机选取加密密钥e,使e和(p-1)(q-1)互素。最后用欧几里得扩展算法计算解密密钥d,以满足
则,
注意:d和n也互素。e和n是公开密钥,d是私人密钥。两个素数p和q不再需要,它们应该被舍弃,但绝不可泄露。
加密消息m时,首先将它分成比n小的数据分组(采用二进制数,选取小于n的2的最大次幂),也就是说,p和q为100位的素数,那么n将有200位,每个消息分组 应小于200位长。加密后的密文c,将由相同长度的分组 组成。加密公式简化为
解密消息时,取每一个加密后的分组ci并计算:
由于: ,全部(mod n)这个公式能恢复出明文。
公开密钥 n:两素数p和q的乘积(p和q必须保密) e:与(p-1)(q-1)互素

⑵ 单钥和双钥加密相关定义

密钥体系 如果以密钥为标准,可将密码系统分为单钥密码(又称为对称密码或私钥密码)体系和双钥密码(又称为非对称密码或公钥密码)体系。哦,对了,所谓密钥差不多可以理解成密码。

在单钥体制下,加密密钥和解密密钥是一样的,或实质上是等同的,这种情况下,密钥就经过安全的密钥信道由发方传给收方。
单钥密码的特点是无论加密还是解密都使用同一个密钥,因此,此密码体制的安全性就是密钥的安全。如果密钥泄露,则此密码系统便被攻破。最有影响的单钥密码是1977年美国国家标准局颁布的DES算法。单钥密码的优点是:安全性高。加解密速度快。缺点是:1)随着网络规模的扩大,密钥的管理成为一个难点;2)无法解决消息确认问题;3)缺乏自动检测密钥泄露的能力。

而在双钥体制下,加密密钥与解密密钥是不同的,此时根本就不需要安全信道来传送密钥,而只需利用本地密钥发生器产生解密密钥即可。双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。最有名的双钥密码体系是:1977年由Rivest,Shamir和Ad1eman人提出的RSA密码体制。双钥密码的缺点
是:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。目前看来,这种方法好象也只能这样了。

⑶ 单钥密码体制和双钥密码体制的优缺点

密钥体系 如果以密钥为标准,可将密码系统分为单钥密码(又称为对称密码或私钥密码)体系和双钥密码(又称为非对称密码或公钥密码)体系。哦,对了,所谓密钥差不多可以理解成密码。

在单钥体制下,加密密钥和解密密钥是一样的,或实质上是等同的,这种情况下,密钥就经过安全的密钥信道由发方传给收方。
单钥密码的特点是无论加密还是解密都使用同一个密钥,因此,此密码体制的安全性就是密钥的安全。如果密钥泄露,则此密码系统便被攻破。最有影响的单钥密码是1977年美国国家标准局颁布的DES算法。单钥密码的优点是:安全性高。加解密速度快。缺点是:1)随着网络规模的扩大,密钥的管理成为一个难点;2)无法解决消息确认问题;3)缺乏自动检测密钥泄露的能力。

而在双钥体制下,加密密钥与解密密钥是不同的,此时根本就不需要安全信道来传送密钥,而只需利用本地密钥发生器产生解密密钥即可。双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。最有名的双钥密码体系是:1977年由Rivest,Shamir和Ad1eman人提出的RSA密码体制。双钥密码的缺点
是:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。目前看来,这种方法好象也只能这样了。

⑷ 谁对电子商务精通,问对称加密算法和非对称加密算法两者有什么不同,两者如何使用急…

首先:对称加密算法也叫公钥算法、公钥密码。

二者不同点:
1.对称密码,加密和解密密钥是相同的,即单钥。公钥密码,用作加密的密钥不同于用作解密的密钥,即双钥。
2.对称密码,它要求发送者和接受者在安全通信之前,商定一个密钥。公钥密码,不需要。陌生者也能用加密密钥加密信息,但只有用解密密钥才能解密信息。
3.公钥密码,解密密钥不能根据加密密钥计算出来。
4.对称密码的安全性完全依赖于密钥,一旦密钥泄露就意味着任何人都能对消息进行加密和解密,所以密钥必须保密。公钥不需要保密,只要保证其真实性即可。
5.提供可信的公钥比在对称密钥系统中安全分发秘密密钥通常要容易些。

二者如何使用:
由于公钥加密系统算法复杂,运行速度慢,所以它通常被用来进行分组密码中的对称密钥的保密传输。这样结合了两者的优点。典型的应用就是邮件加密系统——PGP。它里面采用的就是公钥算法(RSA)结合对称算法(IDEA)。

⑸ 双钥密码体制是什么

4.密码体制 (cryptosystem)
密码体制分类
密码体制大体上分为三类:
(1)“常规密码”,又称为“单钥密码”,“对称密码”。
(2)“公开钥密码”,又称为“双钥密码”,“非对称密码”。
(3) 基于身份的密码。

双钥密码是:1976年W.Diffie和M.E.Heilinan提出的一种新型密码体制。由于双钥密码体制的加密和解密不同,且能公开加密密钥,而仅需保密解密密钥,所以双钥密码不存在密钥管理问题。双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。最有名的双钥密码体系是:1977年由Rivest,Shamir和Ad1eman人提出的RSA密码体制。双钥密码的缺点是:双钥密码算法一般比较复杂,加解密速度慢。

因此,网络中的加密普遍采用双钥和单钥密码相结合的混合加密体制,即加解密时采用单钥密码,密钥传送则采用双钥密码。这样既解决了密钥管理的困难,又解决了加解密速度的问题。目前看来,这种方法好象也只能这样了。

⑹ 请问:单钥体制和双钥体制的各自特点是什么

单钥体制信息的发送方和接收方使用同一个密钥去加密和解密数据。它的最大优势是加/解密速度快,适合于对大数据量进行加密,但密钥管理困难。

公钥需要使用不同的密钥来分别完成加密和解密操作,一个公开发布,即公开密钥,另一个由用户自己秘密保存,即私用密钥。

信息发送者用公开密钥去加密,而信息接收者则用私用密钥去解密,公钥机制灵活,但加密和解密速度却比对称密钥加密慢得多。

(6)什么叫双钥加密算法扩展阅读:

以在实际的应用中,人们通常将两者结合在一起使用,例如对称密钥加密系统用于存储大量数据信息,而公开密钥加密系统则用于加密密钥。

对于普通的对称密码学,加密运算与解密运算使用同样的密钥。通常,使用的对称加密算法比较简便高效,密钥简短,破译极其困难,由于系统的保密性主要取决于密钥的安全性,所以,在公开的计算机网络上安全地传送和保管密钥是一个严峻的问题。

正是由于对称密码学中双方都使用相同的密钥,因此无法实现数据签名和不可否认性等功能。

⑺ 实事证明,公钥加密算法比单钥加密算法相对安全,但实际为什么不用双钥加密算法加密大量数据

可能是性能考虑:
MD5很快,公钥解密比较慢,私钥解密更慢。其它的算法大多数应该接近公钥解密的速度。关键是用私钥时很慢。
还有一个是加密后的数据长度,私钥加密后一般比较长。
可能还有其它因素。
正是出于这些考虑,具体的应用时,并不总是选择双钥加密算法。

⑻ 单钥密码体制和双钥密码体制有什么区别

1 单钥密码体制的加密密钥和解密密钥相同,从一个可以推出另外一个;双钥密码体制的原理是加密密钥与解密密钥不同,从一个难以推出另一个。
2 单钥密码体制基于代替和换位方法;双钥密码算法基于数学问题求解的困难性。
3 单钥密码体制是对称密码体制;双钥密码体制是非对称密码体制。

⑼ 银行的加密算法有几种、有哪几种、主要详情是什么

6种,DES、AES、MD5、RSA、双钥加密、非对称加密。

DES算法
DES(Data Encryption Standard)是一种经典的对称算法。其数据分组长度为64位,使用的密钥为64位,有效密钥长度为56位(有8位用于奇偶校验)。它由IBM公司在70年代开发,经过政府的加密标准筛选后,于1976年11月被美国政府采用,随后被美国国家标准局和美国国家标准协会(American National Standard Institute, ANSI) 承认。
AES算法
1997年1月美国国家标准和技术研究所(NIST)宣布征集新的加密算法。2000年10月2日,由比利时设计者Joan Daemen和Vincent Rijmen设计的Rijndael算法以其优秀的性能和抗攻击能力,最终赢得了胜利,成为新一代的加密标准AES(Advanced Encryption Standard)。
MD5
md5的全称是message-digest algorithm 5(信息-摘要算法),在90年代初由mit laboratory for computer science和rsa data security inc的ronald l. rivest开发出来,经md2、md3和md4发展而来。它的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密匙前被"压缩"成一种保密的格式(就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数)。不管是md2、md4还是md5,它们都需要获得一个随机长度的信息并产生一个128位的信息摘要。虽然这些算法的结构或多或少有些相似,但md2的设计与md4和md5完全不同,那是因为md2是为8位机器做过设计优化的,而md4和md5却是面向32位的电脑。这三个算法的描述和c语言源代码在internet rfcs 1321中有详细的描述
RSA
RSA算法是一种非对称密码算法,所谓非对称,就是指该算法需要一对密钥,使用其中一个加密,则需要用另一个才能解密。
RSA的算法涉及三个参数,n、e1、e2。
其中,n是两个大质数p、q的积,n的二进制表示时所占用的位数,就是所谓的密钥长度。
e1和e2是一对相关的值,e1可以任意取,但要求e1与(p-1)*(q-1)互质;再选择e2,要求(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。
(n及e1),(n及e2)就是密钥对。

RSA加解密的算法完全相同,设A为明文,B为密文,则:A=B^e1 mod n;B=A^e2 mod n;
e1和e2可以互换使用,即:
A=B^e2 mod n;B=A^e1 mod n;
双钥加密
双钥技术就是公共密钥加密PKE(Public Key Encryption)技术,它使用两把密钥,一把公共密钥(Public Key)和一把专用密钥(Private Key),前者用于加密,后者用于解密。这种方法也称为“非对称式”加密方法,它解决了传统加密方法的根本性问题,极大地简化了密钥分发的工作量。它与传统加密方法相结合,还可以进一步增强传统加密方法的可靠性。更为突出的是,利用公共密钥加密技术可以实现数字签名。
什么是非对称加密技术
1976年,美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出一种新的密钥交换协议,允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息,安全地达成一致的密钥,这就是“公开密钥系统”。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。

⑽ 公钥和私钥加密主要算法有哪些,其基本思想是什么

加密算法

加密技术是对信息进行编码和解码的技术,编码是把原来可读信息(又称明文)译成代码形式(又称密文),其逆过程就是解码(解密)。加密技术的要点是加密算法,加密算法可以分为对称加密、不对称加密和不可逆加密三类算法。

对称加密算法 对称加密算法是应用较早的加密算法,技术成熟。在对称加密算法中,数据发信方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊加密算法处理后,使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后,若想解读原文,则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密,才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中,使用的密钥只有一个,发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密,这就要求解密方事先必须知道加密密钥。对称加密算法的特点是算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。不足之处是,交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。此外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量成几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。在计算机专网系统中广泛使用的对称加密算法有DES和IDEA等。美国国家标准局倡导的AES即将作为新标准取代DES。

不对称加密算法不对称加密算法使用两把完全不同但又是完全匹配的一对钥匙—公钥和私钥。在使用不对称加密算法加密文件时,只有使用匹配的一对公钥和私钥,才能完成对明文的加密和解密过程。加密明文时采用公钥加密,解密密文时使用私钥才能完成,而且发信方(加密者)知道收信方的公钥,只有收信方(解密者)才是唯一知道自己私钥的人。不对称加密算法的基本原理是,如果发信方想发送只有收信方才能解读的加密信息,发信方必须首先知道收信方的公钥,然后利用收信方的公钥来加密原文;收信方收到加密密文后,使用自己的私钥才能解密密文。显然,采用不对称加密算法,收发信双方在通信之前,收信方必须将自己早已随机生成的公钥送给发信方,而自己保留私钥。由于不对称算法拥有两个密钥,因而特别适用于分布式系统中的数据加密。广泛应用的不对称加密算法有RSA算法和美国国家标准局提出的DSA。以不对称加密算法为基础的加密技术应用非常广泛。

不可逆加密算法 不可逆加密算法的特征是加密过程中不需要使用密钥,输入明文后由系统直接经过加密算法处理成密文,这种加密后的数据是无法被解密的,只有重新输入明文,并再次经过同样不可逆的加密算法处理,得到相同的加密密文并被系统重新识别后,才能真正解密。显然,在这类加密过程中,加密是自己,解密还得是自己,而所谓解密,实际上就是重新加一次密,所应用的“密码”也就是输入的明文。不可逆加密算法不存在密钥保管和分发问题,非常适合在分布式网络系统上使用,但因加密计算复杂,工作量相当繁重,通常只在数据量有限的情形下使用,如广泛应用在计算机系统中的口令加密,利用的就是不可逆加密算法。近年来,随着计算机系统性能的不断提高,不可逆加密的应用领域正在逐渐增大。在计算机网络中应用较多不可逆加密算法的有RSA公司发明的MD5算法和由美国国家标准局建议的不可逆加密标准SHS(Secure Hash Standard:安全杂乱信息标准)等。

加密技术

加密算法是加密技术的基础,任何一种成熟的加密技术都是建立多种加密算法组合,或者加密算法和其他应用软件有机结合的基础之上的。下面我们介绍几种在计算机网络应用领域广泛应用的加密技术。

非否认(Non-repudiation)技术 该技术的核心是不对称加密算法的公钥技术,通过产生一个与用户认证数据有关的数字签名来完成。当用户执行某一交易时,这种签名能够保证用户今后无法否认该交易发生的事实。由于非否认技术的操作过程简单,而且直接包含在用户的某类正常的电子交易中,因而成为当前用户进行电子商务、取得商务信任的重要保证。

PGP(Pretty Good Privacy)技术 PGP技术是一个基于不对称加密算法RSA公钥体系的邮件加密技术,也是一种操作简单、使用方便、普及程度较高的加密软件。PGP技术不但可以对电子邮件加密,防止非授权者阅读信件;还能对电子邮件附加数字签名,使收信人能明确了解发信人的真实身份;也可以在不需要通过任何保密渠道传递密钥的情况下,使人们安全地进行保密通信。PGP技术创造性地把RSA不对称加密算法的方便性和传统加密体系结合起来,在数字签名和密钥认证管理机制方面采用了无缝结合的巧妙设计,使其几乎成为最为流行的公钥加密软件包。

数字签名(Digital Signature)技术 数字签名技术是不对称加密算法的典型应用。数字签名的应用过程是,数据源发送方使用自己的私钥对数据校验和或其他与数据内容有关的变量进行加密处理,完成对数据的合法“签名”,数据接收方则利用对方的公钥来解读收到的“数字签名”,并将解读结果用于对数据完整性的检验,以确认签名的合法性。数字签名技术是在网络系统虚拟环境中确认身份的重要技术,完全可以代替现实过程中的“亲笔签字”,在技术和法律上有保证。在公钥与私钥管理方面,数字签名应用与加密邮件PGP技术正好相反。在数字签名应用中,发送者的公钥可以很方便地得到,但他的私钥则需要严格保密。

PKI(Public Key Infrastructure)技术 PKI技术是一种以不对称加密技术为核心、可以为网络提供安全服务的公钥基础设施。PKI技术最初主要应用在Internet环境中,为复杂的互联网系统提供统一的身份认证、数据加密和完整性保障机制。由于PKI技术在网络安全领域所表现出的巨大优势,因而受到银行、证券、政府等核心应用系统的青睐。PKI技术既是信息安全技术的核心,也是电子商务的关键和基础技术。由于通过网络进行的电子商务、电子政务等活动缺少物理接触,因而使得利用电子方式验证信任关系变得至关重要,PKI技术恰好能够有效解决电子商务应用中的机密性、真实性、完整性、不可否认性和存取控制等安全问题。一个实用的PKI体系还必须充分考虑互操作性和可扩展性。PKI体系所包含的认证中心(CA)、注册中心(RA)、策略管理、密钥与证书管理、密钥备份与恢复、撤销系统等功能模块应该有机地结合在一起。

加密的未来趋势

尽管双钥密码体制比单钥密码体制更为可靠,但由于计算过于复杂,双钥密码体制在进行大信息量通信时,加密速率仅为单钥体制的1/100,甚至是 1/1000。正是由于不同体制的加密算法各有所长,所以在今后相当长的一段时期内,各类加密体制将会共同发展。而在由IBM等公司于1996年联合推出的用于电子商务的协议标准SET(Secure Electronic Transaction)中和1992年由多国联合开发的PGP技术中,均采用了包含单钥密码、双钥密码、单向杂凑算法和随机数生成算法在内的混合密码系统的动向来看,这似乎从一个侧面展示了今后密码技术应用的未来。

在单钥密码领域,一次一密被认为是最为可靠的机制,但是由于流密码体制中的密钥流生成器在算法上未能突破有限循环,故一直未被广泛应用。如果找到一个在算法上接近无限循环的密钥流生成器,该体制将会有一个质的飞跃。近年来,混沌学理论的研究给在这一方向产生突破带来了曙光。此外,充满生气的量子密码被认为是一个潜在的发展方向,因为它是基于光学和量子力学理论的。该理论对于在光纤通信中加强信息安全、对付拥有量子计算能力的破译无疑是一种理想的解决方法。

由于电子商务等民用系统的应用需求,认证加密算法也将有较大发展。此外,在传统密码体制中,还将会产生类似于IDEA这样的新成员,新成员的一个主要特征就是在算法上有创新和突破,而不仅仅是对传统算法进行修正或改进。密码学是一个正在不断发展的年轻学科,任何未被认识的加/解密机制都有可能在其中占有一席之地。

目前,对信息系统或电子邮件的安全问题,还没有一个非常有效的解决方案,其主要原因是由于互联网固有的异构性,没有一个单一的信任机构可以满足互联网全程异构性的所有需要,也没有一个单一的协议能够适用于互联网全程异构性的所有情况。解决的办法只有依靠软件代理了,即采用软件代理来自动管理用户所持有的证书(即用户所属的信任结构)以及用户所有的行为。每当用户要发送一则消息或一封电子邮件时,代理就会自动与对方的代理协商,找出一个共同信任的机构或一个通用协议来进行通信。在互联网环境中,下一代的安全信息系统会自动为用户发送加密邮件,同样当用户要向某人发送电子邮件时,用户的本地代理首先将与对方的代理交互,协商一个适合双方的认证机构。当然,电子邮件也需要不同的技术支持,因为电子邮件不是端到端的通信,而是通过多个中间机构把电子邮件分程传递到各自的通信机器上,最后到达目的地。

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