公开密钥密码系统

1977年R.Rivest,A.Shamir和L.Adleman提出的系统

公开密钥密码系统是由R.Rivest、A.Shamir和L.Adleman于1977年提出的。RSA的取名就是取自这三位发明者姓氏的第一个字母。

系统文字

在对称密钥密码体制中，加密运算与解密运算使用同样的密钥。通常，使用的加密算法比较简便高效，密钥简短，破译极其困难。但是，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。1976年，Diffie和Hellman为解决密钥管理公开密钥密码体制

实例

工作原理

用一个简单的例子来说明RSA公开密钥密码系统的工作原理。

取两个质数

设想张小姐需要发送机密信息（明文，即未加密的报文）s=85给李先生，她已经从公开媒体或网站上得到了李先生的公开密钥（n,e）=（143,7），于是她算出加密值

c=s【RUe】 mod n=85【RU7】 mod 143=123并发送给李先生。

报文）其中c=123，他就可利用只有他自己知道的秘密密钥（n,d）=（143,123）计算123123 mod 143,

得到的值就是明文（值）85，实现了解密。其中的计算用一般公式来表达，是

c【RUd】 mod n=（s【RUe】）【RUd】 mod n=s【RUed】 mod n

根据初等数论中的欧拉（Euler）定理，应用s【RUz】=1 mod n，所以

s【RUed】=s mod n

所以，李先生可以得到张小姐发给他的真正的信息s=85。

自然，我们要问，在李先生向公众提供了公开密钥，密文c又是通过公开的途径传送的，其安全性何在?

回答是肯定的！只有当n足够大时，例如，有512比特，或1024比特甚至2048比特，n=p×q中的p和q的位数差不多大小，任何人只知道公开密钥（n,e），是无法算出秘密密钥（n,d）的。其困难在于从乘积n难以找出它的两个巨大的质数因子。

单向函数公开密钥密码系统的安全性。

公开密钥密码系统的一大优点是不仅可以用于信息的保密通讯，又可以用于信息发送者的身份验证（Authentication），或数字签名（Digital Signature），我们仍用下例来示意说明。

李先生要向张小姐发送信息m（表示他的身份，可以是他的身份证号码，或其名字的汉字的某一种编码值），他必须让张小姐确信该信息是真实的，是由李先生本人所发的。为此，他使用自己的秘密密钥（n,d）计算

密钥（n,e）对收到的s值进行计算

s【RUe】 mod n=(md)e mod n=m

这样，她经过验证，知道信息s确实代表了李先生的身份，只有他本人才能发出这一信息，因为只有他自己知道秘密密钥（n,d），其他任何人即使知道李先生的公开密钥

有两类基本的加密算法可供对文件加密者选择：保密密钥和公开/私有密钥。在保密密钥中，加密者和解密者使用相同的密钥，被称为对不对称密钥，这类算法有DES和IDEA。这种加密算法的问题是，用户必须让接收信息者知道自己所使用的密钥，这个密钥需要双方共同保密，任何一方的失误都会导致机密的泄露。而且在告诉收件人密钥过程中，还需要的防止任何人发现或窃取密钥，这个过程被称为密钥发布。有些认证系统在会话初期用明文传送密钥，这就存在密钥被截获的可能性。需要使用保密密钥对加密密钥的信息再加密。

另一类加密技术是公开/私有密钥，与非对称密钥体制不同的是，它使用相互关联的一对密钥，一个是公开的密钥，任何人都可以知道，另一个是私有密钥（专一密钥），只有拥有该对密钥的人才有，其他人并没有保管它。假如某甲发信给保存专一密钥的乙方，乙接收到加密信息后，就用他自己保存的密钥进行解密，而且只有乙方持有的私有密钥可以解密。这种加密方式的好处显而易见。密钥只有一个人持有，也就更加容易进行保密，因为不需在网络上传送私人密钥，也就不用担心别人在认证会话初期劫持密钥。下面把公开/私有密

钥技术总结为以下几点

1、公开钥/私有密钥有两个相互关联的密钥。

2、公开密钥加密的文件只有私有密钥能解开。

3、私有密钥加密的文件只有公开密钥能解开.这一特点被用于PGP（pretty good privacy）。

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