本文共1932字，完成閱讀約需6分鐘。
寫在前面
猶記得2021年年初的一波區(qū)塊鏈熱潮讓無數(shù)人第一次了解到了“公鑰”和“私鑰”的概念，那么，究竟什么是公鑰私鑰呢？和常見的密鑰又有什么區(qū)別和聯(lián)系呢？本文目的在用盡可能短的時間和簡潔的語言，帶你快速了解非對稱密碼學(xué)的基本知識。
非對稱密碼學(xué)
又稱為非對稱密碼學(xué)，1976年起完成創(chuàng)立。
經(jīng)典體系中的對稱密碼學(xué)的目標通常是令輸入的信息與輸出的信息之間不構(gòu)成緊湊的數(shù)學(xué)描述關(guān)系——即向外人隱藏加密信息的原始內(nèi)容；而在非對稱密碼學(xué)中，大多數(shù)公鑰密碼的算法則是基于數(shù)論函數(shù)完成。
對稱密碼學(xué)的特點和存在的問題
| 特點 | |
|---|---|
| 1 | 加密和解密過程中使用的密鑰k相同且唯一 |
| 2 | 加密函數(shù)和解密函數(shù)非常相似，而且通常很容易互相推導(dǎo) |
| 缺陷 | |
|---|---|
| 1 | 盡管加密后的信息不要求可信信道的傳輸，但是對應(yīng)的密鑰k依賴可信信道進行傳輸 |
| 2 | 當存在多用戶的網(wǎng)絡(luò)使用對稱密碼加密時，通信所需的密鑰個數(shù)隨著用戶數(shù)量n增加呈指數(shù)級增長：n(n-1)/2 將占用大量資源 |
| 3 | 在對稱密碼建立的通信過程中，通信雙方的權(quán)限相同，難以完成在特定場合下的單方證偽操作。 |
在此基礎(chǔ)上，非對稱密碼學(xué)針對對稱密碼學(xué)存在的這些問題實現(xiàn)了一些對應(yīng)的改進。
| 改進 | |
|---|---|
| 1 | 分離了加密信息所用的公鑰和解密信息所用的私鑰，因此在信息傳遞過程中將不發(fā)生密鑰的傳輸和交換，無需依賴可信加密信道進行信息傳輸。 |
| 2 | 將加密和解密所用的密鑰分離，提供了單方證偽的可能 |
使用非對稱密碼完成的通信過程將類似于公共郵筒的方式——在得知指定用戶的通信公鑰后，所有人均可以使用公鑰將信息加密后發(fā)送給該用戶（類似投遞信件進入郵筒），而只有得知私鑰的用戶本人，才可以將信息解密獲得內(nèi)容（類似郵遞員用鑰匙解鎖郵筒并獲得信件）
非對稱密碼學(xué)的公共原理——單向函數(shù)
函數(shù)f(x)當且僅當滿足以下條件時為單向函數(shù)：
| 條件 | |
|---|---|
| 1 | y=f(x)的正向計算非常容易->計算時間為多項式表示 |
| 2 | x=f -1 (y)的逆向計算理論上不可行->通常為密集型計算，將耗費大量時間 |
在現(xiàn)階段對非對稱密碼學(xué)的研究和應(yīng)用中，存在以下三種較為常用的單向函數(shù)
| 名稱 | 特點 |
|---|---|
| 整數(shù)分解 | 正向：計算給定兩個足夠大質(zhì)數(shù)的乘積；逆向：由乘積完成兩個質(zhì)數(shù)的因式分解，是一種比較經(jīng)典的單向函數(shù)算法。 |
| 離散對數(shù) | 基于同余運算和原根的一種對數(shù)運算。 |
| 橢圓曲線 | 與前兩種算法相比，達到相同安全等級所需的密鑰長度較短 |
非對稱密碼學(xué)的實用性分析
從機制上分析
- 密鑰建立--------可以不依賴安全信道完成信息通信全過程
- 不可否認--------使用數(shù)字簽名算法實現(xiàn)了消息完整性確認和不可否認的信息證偽
- 身份標識--------質(zhì)詢-響應(yīng)協(xié)議與數(shù)字簽名集合的快速身份識別
- 信息加密--------使用RSA等算法更安全地加密消息
但是，盡管從機制原理上來看，非對稱密碼學(xué)更符合現(xiàn)代安全協(xié)議的功能要求，其依然存在一個相對對稱密碼學(xué)更為明顯的劣勢：由于對數(shù)據(jù)進行加密的計算量較大，使用公鑰對數(shù)據(jù)加密的時間一般也較長，在實際使用中更實用的方法一般是使用混合協(xié)議，綜合使用公鑰+對稱密碼的方式完成安全的隱私數(shù)據(jù)傳輸。1
從安全等級上分析
公鑰算法所需的操作數(shù)和密鑰相比對稱密碼學(xué)都較長——在相同安全等級時，橢圓曲線算法所需的密鑰長度已經(jīng)為三種算法最短的情況下，認為常見對稱密碼學(xué)密鑰的兩倍。
考慮到長期安全性保證，通常使用128位對應(yīng)的安全等級。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-405277.html
-
如SSL/TLS等協(xié)議 ??文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-405277.html
到了這里，關(guān)于【密碼學(xué)-1】一文入門非對稱密碼學(xué)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
